Alumínium hűtőborda szerkezeti kialakítása

A hűtőbordák olyan eszközök, amelyek hőt bocsátanak el a gépekben hőt termelő alkatrészekből. Az alkatrész és a levegő közötti hőátadás felületének növelésével a hűtőbordák bordáin keresztül javul a hőleadás hatékonysága, és csökken az alkatrész hőmérséklete a folyamatos működés során, ezáltal stabilabbá válik.

 

Az alumíniumötvözet fröccsöntött alkatrészek népszerűségével az erőelemekben, például a motorokban és a motorokban, egyre több alumíniumötvözetből készült fröccsöntéses alkatrész jelent meg hűtőborda-szerkezettel.

 

Sok öntvénytervező számára megfontolás tárgyává vált, hogyan kell ésszerű szerkezetet tervezni a présöntvények hűtőbordáihoz, hogy ésszerű megoldást találjunk a hőelvezetési teljesítmény, az öntési minőség, a gyártási költségek stb. tekintetében.

 

 

Az alumíniumötvözet fröccsöntött alkatrészek hűtőborda-szerkezetének funkciója meghatározza, hogy a terméktervezési folyamat során a termék funkcionális alakítása után gyakran optimalizálási tervezési lépésen megy keresztül.

 

Vagyis olyan feltétellel, amely nem befolyásolja a korai tervezési fázist, a változó alkatrészeket későbbi tömeggyártási folyamatokkal kombinálva ésszerű tervezési megoldást kell választani.

 

A présöntvény-termékek fejlesztésében szerzett több éves tapasztalat alapján a ZP HEAT SINK összefoglalt néhány kapcsolódó technikát, főként két szempontra bontva.

 

 

 

A hűtőborda feladata, hogy a hőforrás által termelt hőt nagyobb felületű bordákra (lapátokra) terjessze, majd a hőt hővezetéssel a levegőbe adja. Hogyan javíthatjuk termékünk hűsítő hatását?

 

1. A hővezetéssel elért hőleadás kiszámításának képlete a következő:
Hővezetésen keresztül disszipált hő [W]=Hővezetőképesség [W/(m²· fok )] × Hőleadási terület [m²] × Hőmérséklet-különbség a környezethez képest [ fok ].

E képlet alapján megállapítható, hogy állandó anyagviszonyok mellett a nagyobb hőleadási terület és a környezethez képest nagyobb hőmérsékletkülönbség nagyobb hűtési hatásfokot eredményez.

 

2. Hőleadási terület:
Általában két tényező határozza meg a hűtőborda felületének méretét: az egy darabból álló felület és a hűtőbordák száma.
Ez azt jelenti, hogy több hűtőborda nagyobb egy darabból álló felületet és összességében nagyobb hőelvezetési területet eredményez.

 

3. Hőmérsékletkülönbség a környezettől:
Ez a környező levegő és a környezet hőmérséklete közötti különbségekre utal. A nagyobb hőmérséklet-különbség a hidegebb levegő hatékonyabb átjutását eredményezi a forró felületeken.

A légáramlás javítása a hatékony hűtés kulcsa. Abban az esetben, ha külső eszközöket, például ventilátorokat használnak, fontos, hogy akadályok nélkül egyértelmű be- és kimeneti irányokat biztosítson.

Abban az esetben, ha nem használnak külső eszközöket, a szabadon lévő lapátokat átfedés vagy eltömődés nélkül kell elhelyezni, hogy akadálytalan teret képezzenek a légáramlás számára.

Összefoglalva: növekvő számú hűtőborda; felületük növelése; a szellőzés javítása mind hozzájárul a jobb hűtési teljesítményhez.

 

 

A folyamatorientált tervezés célja a nagy hatékonyság és alacsony fogyasztás elérése a termékek későbbi tömeggyártása során olyan fröccsöntvények tervezésével, amelyek nagy termelési hatékonysággal, alacsony selejtmennyiséggel és minimális hulladékkal rendelkeznek.

 

A hűtőbordák folyamatorientált kialakításának biztosítania kell a következőket:
1. A hűtőborda elosztási helyzete nem zavarja a teljes összeszerelést, és nem fed le egyetlen olyan alkatrészt sem, amely befolyásolhatja a későbbi összeszerelést.

2. Figyelembe kell venni a fröccsöntéses tölteléket; mint ilyen, a hűtőbordákat a lehető legkevesebbre kell elhelyezni az áramlási irány végén.

3. A hűtőborda mérete és vastagsága általában az átlagos falvastagság 2/3-a.

4. A hosszúság 10-20-szerese a vastagságának, néhány kivétellel a tényleges termékjellemzők alapján a különleges formák esetében.

5. A túl hosszú vagy vékony pengék nehézségeket okozhatnak a fröccsöntési gyártás során, ami hiányos öntéshez vagy hidegzárási hibákhoz vezethet.

6. Bár a hűtőbordák általában nem viselnek el súlyterhelést, a szükséges szilárdság csökkentheti a gyártási folyamatok során a penge meggörbüléséből eredő törmeléket.

7. Egy lekerekített R-sarkot (R=pengevastagság) kell kialakítani az egyes pengék tövénél, hogy növelje a penge szilárdságát és optimalizálja a töltetet.