陶瓷组件使电机更环保

由Chris Paine，应用工程师，摩根技术陶瓷，伯克希尔，英格兰

根据欧洲能源使用产品(EuP)指令，电动马达的最新要求于2011年6月生效，许多制造商现在正在研究提高产品效率的方法。约70%的工业能源需求来自电动马达，该指令预计将大幅减少二氧化碳排放。此外，据估计，能源使用产品的变化将使欧盟每年的用电量减少5%，从而节省约120亿欧元的能源。

陶瓷组件

通过电机设计来提高能源效率只是整个电机设计过程中的一个考虑因素。例如，材料的选择对效率有重大影响，许多制造商正转向陶瓷组件来帮助提高效率。摩根技术陶瓷与领先的制造商合作，如格兰富，通过在他们的产品中设计这种材料来实现陶瓷的好处。

目前，陶瓷泵组件用于循环泵。根据EUP指令的循环泵的要求将导致欧盟2020年每年23 TWH的电力消耗降低，这与1400万人的电力消耗相对应。

不锈钢和其他材料部件，如轴和轴承，在泵设计中很常见。然而，材料组合并不总是为加热系统中发现的最佳磨料耐磨性和黑氧化铁颗粒提供最佳的磨料耐磨性。这些组件的逐步佩戴增加了噪声水平，降低了效率，并导致泵故障。

陶瓷材料可用于硬度，物理稳定性，极端耐热性和化学惰性;提高泵寿命的重要特征及整个系统的效率。通过使用陶瓷轴和轴承，可以显着降低泵的生命周期成本。

陶瓷非常硬（罗克韦尔硬度为75-86 r45n），仅次于钻石。因此，尽管高速超过3000rpm，但它非常坚硬佩戴，因此泵中使用的陶瓷部件具有较长的寿命。陶瓷在水性泵送应用中也具有出色的耐腐蚀性，并且不受腐蚀抑制剂或侵略性环境的影响。

轴/轴承间隙可在10μm以内制造，以确保最小的泵运行噪声并提供最佳的流体动力润滑。多年来陶瓷成分的可忽略不计的磨损也保持了公差，这导致电动机上的较少振动和较少的排水管。

虽然陶瓷的机械性能使其成为一个有吸引力的选择，下一代制造技术使设计更复杂的陶瓷组件进一步提高效率。陶瓷可以加工到微米精度公差使用先进的金刚石加工和砂轮技术。例如，在直径为0.5mm、长度为200mm的棒材上，该工艺可以实现0.5µm圆度、2µm直线度和5µm的公差。此外，组件可以大批量生产。

对于要求高精度和中高容量的部件，陶瓷注塑(CIM)是一个可行的选择。CIM是一种创新的成型技术，用于制造一系列组件，包括那些具有高度几何复杂性的组件，并提供卓越的批与批之间的重复性。CIM提供了一个解决方案，当组件的复杂性超出了更基本的成形技术(如干压)的边界时，是一个替代数控加工陶瓷，当更大的体积是可行的。

最新的制造技术也使设计更复杂的轴与更高的精度;例如，更小的带有多个凹槽的带槽轴。摩根技术陶瓷促进了转子的设计，可以很容易地附加到轴通过注射过度成型。这让制造商降低了与组装相关的成本和制造过程中的碳足迹，同时缩短了上市时间。

摩根技术陶瓷

www.morgantechnicalceramics.com