真空环保在电机的作用

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本文作者：张加志冯阳光迪平工作单位：山东能源机械集团公司

真空环保浸漆装置主要包括：真空浸漆罐、贮漆罐、稀释剂罐、真空泵、齿轮泵、过滤器、缓冲器、烟尘净化系统、管路系统（浸漆管路、烟尘净化管路、真空管路），电气控制柜等。真空浸漆罐的制作（1）难点。修理电机绝缘处理的难点主要是修理的电机都有外壳，如果像厂家那样浸漆，将致使电机外壳、接线室、丝孔等被绝缘漆涂盖，清除外壳及丝孔和接线室等附件上的绝缘漆将非常困难，同时外壳上的表面涂漆等污物也将污染绝缘漆，为此，必须加以避免。解决方案：首先将下罐底设计成2米×2米四方形状，上底面加工粗糙度不低于3.2μm，在底面中心及四角对称位置钻5~φ60mm透孔作为浸漆孔，在底面铺一层2米见方，δ=10mm耐油橡胶板，在5~φ60mm孔位置将胶皮剪φ150mm孔，用环氧树脂粘结剂将胶皮φ150mm周围以及胶皮四周同罐体底板粘结密封（避免浸漆时，绝缘漆进入胶皮下面造成清理困难及胶皮变形），浸漆时，在每个φ60mm透孔位置立放一台封闭式电机（电机接线端在上立放），这样可以保证每次同时对5台带外壳封闭式电机进行真空浸漆，同时在下罐体一角上部加设一管路通入内侧，通过连接一软胶管用于滴浸施工。（2）真空浸漆罐整体设计。1）整个浸漆罐分为上罐体、下罐体，通过平面法兰对接，其中下罐体高为1m，上罐体高为0.5m（此高度设计既方便施工操作，也满足了大部分电机真空浸漆的要求）。2）通过在罐体内部四周及顶部涂刷白色夜光漆（该漆靠自身的蓄能物质发出一定的光，它在阳光、灯光、可见光的照射下吸收光能，而在黑暗的条件下将吸收的能量以低频可见光发射出去，它经过吸收一般可见光照射10-20分钟后，可在黑暗中持续发光4-8小时左右。），通过上罐体顶部对称位置设置的4处φ150mm观察窗，观察电机壳体中漆的位置，防止漆溢入接线室内腔或溢出123电机外壳。3）法兰的紧固与密封：此罐体紧固结构为法兰开口槽，螺栓转动销连接紧固结构，以及开口槽垫圈的设计可以迅速方便的拆装螺栓。密封结构为下罐体法兰加工一宽12mm、深7mm密封槽，通过放置φ12mm胶条用于罐体密封。管路系统所有管路主要特点为通过球阀的通断来控制浸漆施工过程，采用了沟槽式卡箍管道连接技术（此技术与法兰和焊接施工技术相比较具有结构合理、强度高自密封作用、使用寿命长、连接管道处于柔性状态的优点，并且安装和维修简洁、方便。装置的故障通过拆卸卡箍，即可方便更换维修，特别是局部检修，只需要松开两个卡箍即可任意一段管道平移出检修，避免丝扣连接需大量拆除管道，焊接需切割才能维修的困难。接头公称压力可达2.5Mpa，工作温度为-30-145℃，工作真空度为-0.08Mpa，结构如图1。（1）浸漆管路：主要有贮漆罐、齿轮泵、过滤器、控制球阀、稀释剂罐、管路等组成。作用：此管路可通过不同位置球阀的通断，既可利用真空作用实现绝缘漆、稀释剂的来回流动，也可利用齿轮泵改变转向控制漆、稀释剂的流向，实现浸漆、过滤、清洗及绝缘漆的稀释等功能。（2）真空管路：主要有自然冷却旋片式真空泵（避免水冷式真空泵因气温低冻坏冷却管路）、缓冲器、真空表、控制球阀、管路等组成。作用：主要用于对真空浸漆罐、贮漆罐进行抽真空。（3）烟尘净化管路：主要有烟尘净化系统、控制球阀、管路等组成。作用：主要用于对真空浸漆过程中产生的有毒有害气体进行环保净化处理，浸漆产生的有毒有害气体经过三层过滤的环保型烟尘净化系统处理后，排出的气体将是对空气无污染的洁净气体。1.3电气控制柜主要用于真空泵、齿轮泵、烟尘净化系统的电气控制。真空浸漆装置设计的特点（1）此装置切实解决了带外壳电机真空浸漆的难题，保证了修理电机的绝缘处理质量。此装置可对直径2m以内，高度1.5m以下需浸漆电机进行真空浸漆，一次对5台以内带外壳的电机同时进行真空浸漆，也可像制造厂家一样对大量变压器线圈，无外壳电机线圈进行真空浸漆。也可对高度超过1.5m，直径2m以内电机进行滴浸（非封闭式电机）、沉浸（封闭式电机）施工。（2）浸漆管路独特的设计保证了当真空泵损坏时，可利用齿轮泵保证漆及稀释剂在各罐之间的正常流动，实现沉渍浸漆；当齿轮泵损坏时，可利用真空泵保证漆及稀释剂在各罐之间的正常流动，实现真空浸漆，当齿轮泵、真空泵同时损坏时，由于在浸漆管路最低位置设置了排泄球阀，也可将浸漆罐及管路内未来得及排出的漆或稀释剂排出，避免了由于故障导致浸漆罐内正在浸漆电机由于电机内腔存在漆或稀释剂无法移出。（3）本设计结构紧凑，将整套真空浸漆系统放置在2米×4米平台上，关键部件实行了定位设计，方便了设备的移动与组装。装置见图2。

我公司以前采用的是三次沉浸工艺见表1、表2，使用的漆是1032三聚氰胺醇酸树脂漆（B级）和1054聚酯改性有机硅浸渍漆（H级）。由表可知：沉浸过程主要有预烘、浸漆和烘干三个主要工序组成。浸漆质量取决于绕组温度、漆的粘度和浸漆时间等因素控制。优点：①不需要特殊设备，易于实施。②方法简单容易操作。缺点：①浸漆周期长，生产效率低。②因为是有溶剂漆，在烘干过程中要挥发掉大量溶剂，造成很大的浪费。③由于溶剂的挥发，在漆膜中产生大量的微孔，降低了绕组的防潮性和导热性能，浸漆质量得不到有效保证。④漆中含有对人体有害的甲苯、二甲苯等溶剂，在浸漆施工过程中大量挥发，在污染环境的同时，严重影响员工的身体健康。浸渍漆的选择因原1054#绝缘漆为有溶剂漆，真空浸漆时绕组表面产生大量气泡，不适用于真空浸漆。为了提高修理电机绕组的绝缘性能，本公司在绝缘漆的选择上进行了一系列的市场调研与试验探索，通过市场调查和分析，找到了一种较为实用的可适用于真空浸漆的的R-1140（特）快固化无溶剂浸渍树脂，经试用合格后，已投入生产。R-1140树脂具有固化较快、贮存稳定性好，固化物机械强度较高、绝缘性能优良，同时可用于电机电器线圈的普通沉浸，真空浸烘和连续沉浸工艺。R-1140具有如下特点：成本低，性能较好；固化速度快，固化温度较低；贮存稳定性好，一般不需冷冻贮存；有很好的通用性；适用于各类H级以下电机、电器线圈的浸渍绝缘处理，为B、F、H级通用的浸渍绝缘漆产品。R-1140（特）快固化无溶剂浸渍树脂是本公司根据电机修理行业特殊要求委托厂家专门定制的一种树脂，一般采用一次浸漆工艺，对于使用环境较差，或特别要求有较高绝缘丰满度时可采用二次浸漆工艺。此绝缘漆可根据电机不同绝缘等级要求在125~155℃烘干温度，4~8h范围内调节。一天即可完成二次浸漆。因为过去1054#绝缘漆三次浸漆需5天，故提高浸漆效率5倍以上，同时，可实现为B、F、H级电机同时浸漆、烘干施工。大大提高了施工效率和烘干室的利用率。浸漆工艺的制定（1）浸渍树脂粘度及调节使用中的R-1140（特）树脂粘度在20~40s/23℃范围内，浸渍树脂的粘度决定挂漆量和绝缘的丰满程度,粘度大则挂漆量多，绝缘丰满，适用于大型工件，粘度低则挂漆量少，漆瘤少不需铲漆，适用于小型或密绕线圈及不能铲漆的场合。由于R-1140树脂有较好的机电性能，低粘度浸渍也能获得良好的绝缘效果。用户可根据工件类型和绝缘要求确定R-1140（特）树脂的控制粘度，常见的粘度范围为4号粘度计25~30s/23℃，当粘度高于控制范围时，应用1140-X专用稀释剂调低。1140-X稀释剂的累计加入量一般不超过原漆量的35%。（2）普通沉浸工艺（工艺过程见表3）①工件预烘。工件预烘起到预热和去潮作用，使工件易于浸渍和使绝缘质量的稳定，预烘温度和时间可根据工件结构及尺寸等因素确定，常见为120-130℃下烘2-4小时。②浸渍。经预烘的工作自然冷却到50-60℃后进入浸漆罐中，工件应浸入到液面50mm以下，浸渍10-20分钟至无气跑逸出。③滴干。常温下滴30-60分钟至无树脂液滴下，滴干时间宜长不宜短。④固化。工件滴干后推入已加热到固化温度的烘箱（房）中，固化温度推荐135-150℃，固化时间因工件尺寸、烘箱条件等因素而定，一般在4-8小时内若工件表面R-1140（特）漆已干燥则可判定固化已完全，若工件推入冷烘箱后再加热，则烘焙时间应从温度达到固化温度后算起。注意事项：①不工作时贮漆罐应及时加盖，以免稀释剂挥发和杂质混入。②浸漆时工件的温度不能太高，以控制浸渍树脂温度不超过35℃为宜③烘箱内温度应保持均匀，最高温度与最低温度不超过10℃，否则可能会影响产品质量的一致性。④浸渍树脂为易燃易爆物品，浸渍区域应重视安全生产，严禁烟火。（3）真空浸漆工艺（工艺过程见表4）①预烘：升温到50-60℃后保温30分钟，将工件放入真空浸漆罐，（带外壳封闭式电机真空浸漆罐合盖前，先用滴漆管路软管将需浸漆电机接线端绕组浇透漆。避免真空浸漆时，为防止漆进入接线室内腔，浸渍漆高过铁芯既可，）。合盖紧固密封后，抽真空到-0.09Mpa以上，保持5分钟后输漆。②真空浸漆：关闭真空阀，输漆至工件上方至少50mm，关闭进漆阀，真空度-0.08Mpa以上保持5分钟，若工件（线圈）较易浸透，且不易高真空浸渍时，可先降低真空度（如到-0.05Mpa）后再浸漆。若对高压电机或密绕线圈则可高真空（-0.095Mpa）下输漆，并在一段时间内保持高真空度。③常压浸漆：常压下浸漆至少5分钟。④回漆：贮漆罐抽真空至-0.08Mpa回漆或用齿轮泵将浸漆罐中的漆抽回贮漆罐。⑤滴干：滴漆40~60分钟后，贮漆罐抽真空至-0.08Mpa或用齿轮泵将浸漆罐中滴下的漆输回贮漆罐。⑥清洗：用齿轮泵打入1140-X稀释剂于浸漆罐底部浸泡5~10分钟后将稀释剂抽回到稀释剂贮存罐。⑦浸漆罐开盖前应先打开上罐进气阀，然后打开净化系统球阀，开启烟尘净化器将浸漆罐内有害气体排空。⑧固化：一般工件在135~140℃下保温3~4h，烘干为止。注意事项：①加热时应先开风机5min后再开电热器；停加热时应切断电热器5min后再停风机。②当浸漆罐内达到要求真空度时，为避免真空油被负压吸入浸漆管路污染绝缘漆，必须先关闭真空泵与缓冲器之间的球阀再停真空泵。③浸渍系统除非出于真空状态，否则必须放空，带有排气扇的设备应同时开启排风扇。

通过真空环保浸漆装置的研制以及真空绝缘处理工艺的完善制定，切实解决了电机修理行业带外壳电机真空浸漆的难题。提高了电机维修质量与生产效率，节约了生产成本，减轻了工人的劳动强度和浸漆过程中产生的有毒有害气体对环境的污染以及对现场人员身体的损害，提高了企业在市场上的竞争力。