谈讨绕组滴浸工艺特点和参数控制
在滴浸工艺中,由于考虑到滴漆机的充分利用,往往在没有完全固化的情况下完成滴浸过程,让工件在以后的运行温度作用下达到完全固化。但一般应将工件从滴浸设备取下后,再放入烘箱进行后处理,以完成全部固化过程。对于定子绕组后处理时间可以短些,对于机械强度要求高的转子,后处理时间则应长些。实践证明:经过后处理的绕组,其绝缘性能比未经过后处理的绕组好得多。
浸工艺是将经精密测量、能迅速固化的无溶剂漆连续滴落到经过预热的旋转着的绕组上。工艺参数必须与滴浸漆相适应,以便充分发挥滴浸漆的优势,弥补滴浸漆的某些缺点。以下Ms.参根据滴浸漆的特性,谈讨如何合理制订浸漆工艺参数。滴浸工艺的整个过程,可以分为四个阶段,即预热、滴漆、胶化和固化。
预热
预热绕组的目的在于驱除绕组中的潮气,并使绕组得到合适的温度,以利于漆的渗透。
预热温度决定于滴浸漆的粘度温度特性及胶化时间温度特性。一般来说,应以漆的粘度容易渗透时的温度为预热温度的下限,以具有较快胶化的温度为预热温度的上限。预热时可采用绕组通电加热,一般几分钟便可达到预热温度。但对于大批量的生产,通电加热显然无法满足需求,大部分的电机生产厂家采用预热烘箱。
滴漆
滴漆是决定浸漆质量的重要环节,滴漆的工艺参数主要包括工件倾角、工件转速、滴漆流量和时间等。
●工作倾角
绕组滴漆时,一般将定予绕组的轴线与水平面倾斜一定角度,称工作倾角。这种滴漆方法称倾斜法。倾斜法可加快漆的流渗速度。对于线径粗、短铁心、槽满率较低的绕组,工件倾角应小些,以免流渗过快,滴漆时间太短,造成填充不良现象;对于线径细、长铁心、槽满率较高的绕组,工件倾角则宜大些。但对于绕组端部长的2P电机,工件倾角也不宜过大,否则会使绕组端部含漆量太少,造成表面覆盖不良现象。工件倾角可在15°~35°之间按不同的规格调整选用。
滴漆工艺最早采用倾斜法,后续又出现了水平法,即绕组在水平位置进行滴漆,水平法可以从绕组两端同时滴漆,以缩短滴漆时间。
小型工件采用水平法设备较简单。对于较大的工件,采用倾斜法或倾斜法与水平法相结合的方式,以利于漆液充分渗透填满槽内空间;即开始在倾斜一定角度下滴满,使漆很快渗透,当下部开始流满时,将工件迅速放平,再补滴一定的漆量,这样可使漆分布均匀和缩短滴漆时间。
● 工件转速
滴漆时,工件须连续转动,使绕组端部能均匀地得到漆量,并使漆液沿着各槽流到绕组的下端部。滴漆结束后,工件水平放置转动,使漆受离心力作用,充分填充和渗透绕组匝间,并在绕组端部表面均匀覆盖,而不致于流失。
选择合适的转速很重要。转速太高,会出现甩漆现象,使铁心外圆粘漆,槽底漆多,槽口漆少问题;转速太低,会产生漆的流失,同时影响滴漆速度。工件转速一般可在10~50转/分范围内选取。对于直径大的工件用较低的转速;直径小的工件宜用较高的转速。
●滴漆量
滴漆量是影响滴浸质量的一个关键因素。若滴漆量过少,绕组匝间及端部含漆量少,填充渗透差,覆盖不良,若滴漆量过多,不可能完全被吸收,多余的漆将流到铁心内外,既浪费漆,又增加清理工作量。若某些工件的结构容易造成漆的堆积,在固化时易产生开裂现象。对于转子绕组还易因漆粘附不均匀而影响平衡。
滴漆量与工件的结构和大小有关。可通过实验确定。目前一般采用计量泵控制滴漆量,能使每个工件都得到相同的漆量,以保证工件滴浸质量。滴漆量确定后,通过实验来确定滴漆速度,即使滴下的漆都能被吸收而不流失的速度。滴漆量和滴漆速度确定后,便可以得出滴漆时间。
胶化
在一定的温度下,无溶剂漆由粘性液体转变为具有弹性的凝胶状物,性质也发生了突变,这种现象称凝胶化,简称胶化。
开始出现凝胶时,凝胶物由两部分结构不同的分子组成。其一是网状结构的高分子,它具有不着的特性,故称凝胶。另一种是分子量较小的游胶,它被笼罩在凝胶的网状结构中。
在温度的作用下、凝胶物继续进行反应,溶胶部分逐渐减少,凝胶部分逐渐增加,聚合物的弹性和韧性增强,最后得到固化物;胶化引起漆性能的质的变化,伴随这一过程会产生放热、体积收缩、起泡等现象。
● 放热现象
放热快慢与漆的性质和所用的硬化剂有关,也与胶化温度及时间有关。胶化温度越高及时间越短,放热越快。
针对滴浸漆,胶化的温度和时间选择要考虑放热影响。放热快,温度过高,分子反应太快,会引起暴聚,使漆层起泡或开裂。对于较大的工件,由于工件热容量大,胶化时的放热,一般影响不大;但对于小工件或工件结构易造成漆液堆积的情况时,必须注意。
● 体积收缩
漆在胶化和固化过程中会引起体积收缩。它包括分子间反应引起的收缩和温度变化引起的收缩。一般情况下,不饱和聚酯的收缩率要比环氧树脂大。凝胶太快,收缩率更大。树脂收缩时,甚至可以把电磁线的漆膜从导线上剥离下来,引起匝间短路。
大多数情况下,无溶剂漆对电磁线漆膜的粘结力,要比电磁线漆膜与导线的粘结力强。因收缩力太大,容易在槽口的两侧引起开裂。
● 起泡现象
无溶剂漆的挥发物一般是很少的,在胶化成膜时,应该不容易产生起泡现象。但环氧漆中往往有一些易挥发的稀释剂或沸点较低的硬化剂,在胶化过程中要挥发出来;尤其在胶化反应剧烈时,表面的漆已在形成薄膜,内部的挥发物还继续逸出,因而易形成气泡。在聚酯漆中,由于某些配料(例如苯乙烯等)沸点过低,也会产生起泡现因此,一般在滴完漆后,希望再转动几分钟,然后胶化。胶化温度的选择,应是在该温度下胶化不致过快而影响质量。选择胶化温度还与工件大小等因素有关。工件大,胶化温度应比较低些,胶化时间要比较长些。
固化
胶化后,绕组还必须经过固化。使漆分子间继续反应到最终状态。固化温度一般比胶化温度约高10~80℃。其时间长短则以漆的聚合程度决定。一般可测量绕组在固化温度下的热态绝缘电阻与时间的关系曲线,当绝缘电阻基本稳定,则认为漆已基本达到固化。此时所需的时间,即为固化时间。