As camisas de fibra de carbono, um tipo fundamental de camisa de rotor para motores de alta velocidade, estão sendo adotadas com frequência crescente. No entanto, ainda existem alguns equívocos sobre sua aplicação. Este artigo visa esclarecer esses mal-entendidos e proporcionar uma compreensão mais precisa de seu uso.
Tabela: Equívocos comuns e interpretações corretas sobre as mangas de fibra de carbono em aplicações de motores de alta velocidade
| Mal-entendido | Compreensão correta |
| ① Acreditando que a tensão do enrolamento fornece diretamente a força de interferência final para os ímãs permanentes no rotor do motor. | As capas de fibra de carbono são compostas principalmente por filamentos de carbono e uma matriz de resina. No enrolamento úmido, os filamentos de carbono aderem à superfície do eixo sob alta tensão juntamente com a matriz de resina, mas não estão totalmente curados nesta fase. Durante a cura, o aumento da temperatura causa a expansão térmica do eixo, dos filamentos e da resina, levando a uma perda parcial da tensão do enrolamento. No enrolamento a seco, a cura é mais rápida e menos afetada pela expansão térmica, portanto a perda de tensão é relativamente menor, mas a tensão do enrolamento ainda não pode ser considerada como a força de interferência final nos ímãs. |
| ② Acreditar que as dimensões da manga são diretamente determinadas pelo mandril usado na cura | Na bobinagem úmida, as fibras de carbono são fixadas na superfície do mandril pela resina, mas não completamente curadas. Durante o processo de aquecimento e cura, o mandril se expande. Após o resfriamento, as dimensões da camisa são definidas, enquanto o mandril se contrai. Portanto, as dimensões finais da camisa devem levar em consideração a expansão e a contração térmica do mandril. |
| ③ Acreditar que o desempenho dos filamentos de carbono, por si só, pode ser usado como padrão de projeto para a manga. | Como as mangas de fibra de carbono são compostas tanto de filamentos quanto de resina, não é suficiente usar apenas as propriedades dos filamentos como base de projeto. Em vez disso, os parâmetros de desempenho medidos por meio de testes de resistência à tração em anel NOL (GB/T1458-2008) ou testes em placa devem ser usados como referências de projeto, pois refletem melhor o desempenho real da manga em aplicação. |
| ④ Acreditar que selecionar a fibra de carbono da mais alta qualidade é sempre a melhor solução para o projeto do rotor. | A qualidade da fibra de carbono adequada para o rotor de um motor de alta velocidade depende principalmente das condições de operação do rotor (por exemplo, velocidade de rotação, velocidade linear). A principal função da camisa é evitar falhas no ímã causadas por forças centrífugas. Desde que as margens de segurança sejam mantidas, é mais razoável selecionar uma qualidade apropriada de fibra de carbono do que a de mais alta qualidade. Escolher qualidades desnecessariamente altas aumenta os custos, dificulta a produção em massa e resulta em ineficiência de projeto e despesas inflacionadas. |
| ⑤ Acreditar que a resistência térmica não precisa ser considerada na fase de projeto. | Como mencionado, as camisas de fibra de carbono dependem muito da matriz de resina, que é sensível à temperatura. Acima de certos limites, o desempenho da camisa pode se degradar e, em casos extremos, pode causar falha do rotor. Portanto, a seleção da resina deve ser baseada na temperatura operacional esperada do rotor. As matrizes de resina atualmente disponíveis normalmente suportam temperaturas entre ~100 °C e mais de 200 °C, incluindo epóxi, PEEK e outras. |
