絕緣樹脂概念
² 絕緣: 漆包線、槽絕緣、絕緣漆、套管等
² 絕緣漆:浸漬樹脂(漆)、漆包線漆、表面漆(表面漆≠面漆)
² 所有電機(jī)有關(guān)的絕緣統(tǒng)稱絕緣材料
² 絕緣系統(tǒng):所有絕緣材料放在一起使用整個(gè)馬達(dá)所達(dá)到的絕緣等級(jí)。(UL測(cè)試)
浸漬樹脂(漆):
² 定義:液體可固化具絕緣性
² 作用:粘結(jié)(保護(hù))、絕緣(次要絕緣,電機(jī)主要絕緣在漆包線與槽絕緣)
² 性能:工藝性、強(qiáng)度、耐熱老化性
² 主要材料:環(huán)氧樹脂(雙酚A、酚醛、溴化)、(不飽和)聚酯樹脂、
改性材料、稀釋劑-千變?nèi)f化產(chǎn)品
不飽和聚酯樹脂鏈上可斷開,用固化劑膠粘
除了灌封膠不加稀釋劑,其他均要加稀釋劑
分類:
² 無溶劑可聚合絕緣樹脂
² 有溶劑絕緣漆
絕緣樹脂性能
1.工藝性:
² 粘度分為相對(duì)粘度和絕對(duì)粘度
² 相對(duì)粘度:4號(hào)杯(涂4杯)
² 絕對(duì)粘度:CPS mpa.s = 1cp mpa.s是老的表示方法
² 儲(chǔ)存性
² 固化性(凝膠時(shí)間、厚層固化能力、薄層干燥性)
² 固化物外觀(表面、氣泡、開裂)
☆ 對(duì)絕緣樹脂考核漆塊、漆片的外觀。
☆ 對(duì)絕緣處理后的電機(jī)工件,外觀絕緣樹脂應(yīng)分布均勻,表面應(yīng)光滑,漆膜中無氣泡、開裂等現(xiàn)象。
2.強(qiáng)度:
² 絕緣強(qiáng)度(電阻、介電、介損);
² 機(jī)械強(qiáng)度(硬度、抗彎、抗沖、抗壓)
² 粘結(jié)強(qiáng)度(螺管法):不是越強(qiáng)越好
3.耐熱老化性:
耐熱等級(jí):等級(jí)溫度下,電機(jī)可正常運(yùn)行20000小時(shí)以上
B=130℃、F=155℃、H=180℃、
N=200℃、R=220℃、C≥240℃
粘度測(cè)試設(shè)備
涂4號(hào)粘度杯 NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)
工藝性
u 固化性能
Ø 膠凝時(shí)間 GT
漆液裝入規(guī)定的試管中置于產(chǎn)品規(guī)定溫度的油浴中,開始計(jì)時(shí)直至試樣呈現(xiàn)出初始膠凝狀態(tài)時(shí)為止停止計(jì)時(shí)器,該時(shí)間為膠凝時(shí)間。
注意:凝膠≠固化
Ø 厚層固化能力
10g漆樣于45×45×25mm的鋁盒中,置于產(chǎn)品規(guī)定溫度的烘箱內(nèi),保持規(guī)定的時(shí)間,得到一個(gè)45×45×4mm的漆塊,對(duì)此漆塊按下述方法判斷。
☆ 表面狀況:S1-表面光滑 S2-表面起皺
☆ 底部狀況:U1-底部不粘 U2-底部粘
☆ 內(nèi)部狀況: I1-內(nèi)部硬脆 I2-內(nèi)部硬如角質(zhì) I3-內(nèi)部硬如皮革 I4-內(nèi)部軟如橡膠 I5-內(nèi)部膠凝狀 I6-內(nèi)部是液體
I ·1-內(nèi)部無氣泡 I ·2-內(nèi)部少氣泡 I ·3-內(nèi)部有氣泡
舉例:S1,U1,I3·1
表示:該漆塊表面光滑、底部不粘、內(nèi)部硬如皮革無氣泡
u 表面干燥時(shí)間
將5±0.1克漆樣置于直徑為75mm,深約8mm的鋁盒中布滿器皿表面,按產(chǎn)品規(guī)定的溫度與時(shí)間烘焙。
以上方法得到的漆膜是否干燥的判斷方法:
在試樣充分冷卻后,置于平整光滑的玻璃板上,在靠近試樣中心部位一塊濾紙(光滑的一面面向漆膜),濾紙上再放一塊橡皮片,把500g重的砝碼放在橡皮片上。1min后取下砝碼和橡皮片,檢查試樣:
☆ 將試樣翻轉(zhuǎn),在輕微的震動(dòng)下,濾紙?jiān)谧陨碇亓康淖饔孟聫脑嚇由下湎?,而在試樣上沒有纖維留下,結(jié)果為不粘。
☆ 紙粘在試樣上,當(dāng)濾紙被拉下時(shí),有顯著數(shù)量的紙纖維在試樣上,結(jié)果為粘。
強(qiáng) 度
u 電氣強(qiáng)度(MV/ m)
Ø 常態(tài)
Ø 浸水24h
機(jī)械強(qiáng)度
² 硬度:鉛筆硬度
² 抗彎:絕緣樹脂抗彎曲性能
² 抗拉:絕緣樹脂抗拉強(qiáng)度
² 粘結(jié)力(螺管法):采用螺旋管法測(cè)試的粘結(jié)力
耐熱老化性
² 熱變形溫度、馬丁耐熱:表征絕緣樹脂的軟化溫度
² 玻璃化溫度:從分子級(jí)來表征絕緣樹脂的耐熱性能
按IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行絕緣樹脂的常規(guī)老化試驗(yàn)可以得到絕緣樹脂的耐熱等級(jí):
B=130℃、F=155℃、H=180℃、N=200℃、R=220℃、C≥240℃
在等級(jí)溫度下,經(jīng)該樹脂進(jìn)行絕緣處理的電機(jī)可以正常工作20000小時(shí)以上。
Ø 絕緣樹脂耐熱等級(jí)測(cè)試的老化試驗(yàn)方法常用的有以下二種:
絞線對(duì)法(TP):通過老化前后電氣強(qiáng)度的變化考核耐熱性
螺旋管法(HC):通過老化前后粘結(jié)力的變化考核耐熱性
由于采用電磁線做成的絞線對(duì)、螺旋管浸漆后作為試驗(yàn)樣品因而這種耐熱等級(jí)都是與電磁線的種類有關(guān)。
常見的絕緣處理工藝
² 普通沉浸(浸漆槽、烘箱)
² 連續(xù)沉浸(成套的連續(xù)沉浸機(jī))
² 真空浸漬(真空浸漬系統(tǒng)、烘箱)
² 連續(xù)滴浸(連續(xù)自動(dòng)滴浸機(jī))
² 真空壓力浸漬(VPI)(VPI成套裝置)
電機(jī)絕緣處理應(yīng)關(guān)注的問題
(與絕緣樹脂或絕緣處理工藝有關(guān)系的)
n 軸承生銹
70年代的日本在電機(jī)的生產(chǎn)中,由于種種原因曾經(jīng)發(fā)生過大量的電機(jī)軸承生銹的問題,甚至成為企業(yè)破產(chǎn)原因。國外進(jìn)口(如美國)的絕緣樹脂也有這方面的問題。我國從97年將此問題與絕緣樹脂關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行研究。
u 原因:
Ø 固化后的絕緣樹脂中有揮發(fā)性的酸性或者醛類物質(zhì)。
Ø 固化后的絕緣樹脂中有揮發(fā)性的溶劑殘留。
u 機(jī)理:
軸承的潤滑酯均為能耐高溫的脂肪酸鋁鹽或鎂鹽,這些潤滑酯有特殊的結(jié)構(gòu),并可在軸承的金屬表面形成一保護(hù)膜,可以防止水氣的侵入、消除轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的噪音。
酸性物質(zhì)會(huì)破壞潤滑酯具有的上述特殊結(jié)構(gòu),使?jié)櫥プ冇?、發(fā)白、降低潤滑效果,導(dǎo)致軸承生銹、噪音增大。
殘留的溶劑本身僅對(duì)潤滑酯有一定的稀釋作用,但不會(huì)直接使軸承生銹,但是它的存在會(huì)促進(jìn)酸性物質(zhì)的揮發(fā)。
關(guān)于絕緣樹脂對(duì)軸承生銹的影響,越是高檔的軸承,所采用的潤滑酯越易受到酸性物質(zhì)的破壞,越容易產(chǎn)生生銹及噪音增大的問題。
僅從軸承生銹這一點(diǎn)來說,采用烷烴類油脂作為潤滑劑的軸承則不受影響。
絕緣樹脂對(duì)軸承生銹影響的試驗(yàn)
u 試驗(yàn)條件:
Ø 溫度:60℃
Ø 濕度:100%
Ø 時(shí)間:168小時(shí)
u 結(jié)果:
Ø 844-B2: 240小時(shí) 不生銹
Ø 國外產(chǎn)品:大于72小時(shí) 有褐色銹斑
關(guān)于電機(jī)軸承漆銹的成因說明與預(yù)防措施(網(wǎng)絡(luò)文摘)
1前言
從1994年開始,我們發(fā)現(xiàn)了電機(jī)用軸承出現(xiàn)的漆銹現(xiàn)象。我們查閱了大量的資料,發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)、外電機(jī)業(yè)中都有發(fā)生過。象日本等工業(yè)化發(fā)達(dá)的國家,早在七十年代就出現(xiàn)了漆銹現(xiàn)象。從表面上看越好的軸承越容易發(fā)生漆銹。我們通過做了一些試驗(yàn)和分析,對(duì)漆銹有了基本的認(rèn)識(shí),現(xiàn)提出電機(jī)軸承漆銹的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施,供大家參考。
2漆銹的現(xiàn)象與特征
漆銹主要出現(xiàn)在封閉式電機(jī)或封閉包裝存放電機(jī)上。這主要是封閉型電機(jī)漆氣不易向外逸出的緣故。發(fā)生漆銹現(xiàn)象的特征如下:
2.1地域性: 通常在高溫高濕的南方地區(qū)及沿海地區(qū)發(fā)生率較高;
2.2季節(jié)性:高溫悶熱季節(jié)較易發(fā)生;
2.3方向性:靠近轉(zhuǎn)子的軸承端面生銹,另一端面一般不銹;
2.4電機(jī)類型:通常為封閉式或封閉式儲(chǔ)存電機(jī);
2.5發(fā)生漆銹的軸承潤滑脂具有一種殊的漆銹味,有時(shí)內(nèi)部生銹比外部嚴(yán)重;
2.6漆銹現(xiàn)象的發(fā)生大多出現(xiàn)在使用溶劑型絕緣漆的電機(jī),有時(shí)使用無溶劑型漆也會(huì)發(fā)生(烘干時(shí)間不足)。
3漆銹產(chǎn)生機(jī)理
漆銹產(chǎn)生受內(nèi)外綜合因素的影響:電機(jī)用軸承漆銹是電機(jī)定子的絕緣漆揮發(fā)出的酸性分子與潮氣一起被潤滑脂吸收產(chǎn)生反應(yīng)造成的。與絕緣漆的類型,定子的烘干工藝,電機(jī)的保管環(huán)境有關(guān)。使用氨基或酚基類絕緣漆時(shí),漆在硬化過程中分子鏈極不穩(wěn)定會(huì)有低分子物質(zhì)逸出:如甲醛,在溫濕度適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,甲醛與潮氣中的凝露反應(yīng)產(chǎn)生甲酸,甲酸會(huì)使?jié)櫥?,接而腐蝕軸承產(chǎn)生漆銹。
甲醛+水分子(氧基)→ 甲酸+潤滑脂(基礎(chǔ)油) → 水解 → 腐蝕生銹
4誘發(fā)因素
我們?cè)谄徜P試驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)漆銹的嚴(yán)重程度與濕度有緊密關(guān)系,一般在70%RH的環(huán)境下,極易發(fā)生漆銹。這與絕大多數(shù)的漆銹都發(fā)生在南方或沿海每年雨季的現(xiàn)象相吻合。從目前我們掌握的情況看,誘發(fā)的因素有:
4.1氣候條件:高溫高濕
4.2生產(chǎn)工藝:定子烘干不到位
4.3存放特點(diǎn):密閉電機(jī)或密封包裝
4.4漆銹的嚴(yán)重程度:漆的類型及漆基成份和潤滑脂的類型有關(guān)
5漆銹的預(yù)防
綜上所述,漆銹的預(yù)防必需在其機(jī)理上從電機(jī)設(shè)計(jì)與制造、絕緣漆和軸承上加以考慮?,F(xiàn)將這些預(yù)防措施概略整理如下:
5.1定子烘干工藝一定要保證
5.2當(dāng)浸漆槽內(nèi)的漆連續(xù)幾天不用時(shí)要定期做好攪拌工作,否則易結(jié)塊;
5.3溶劑型絕緣漆,當(dāng)選用的溶劑不一樣時(shí),烘干時(shí)間要適當(dāng)調(diào)整。如松香水比二甲苯的固化時(shí)間至少多1個(gè)小時(shí);
5.4對(duì)不同規(guī)格電機(jī)的定子大小不一樣,工藝時(shí)間也要適當(dāng)調(diào)整;
5.5為保證使用的定子漆氣完全釋放,定子在使用過程應(yīng)做到先進(jìn)先出原則,讓定子烘干后自然通風(fēng)一段時(shí)間;
5.6盡量使用環(huán)氧類無溶劑型絕緣漆:因?yàn)樗鼘俚头肿铀嵯鄬?duì)穩(wěn)定,而且這種漆在生產(chǎn)過程是否已烘干也較易判斷(因?yàn)樗菑膬?nèi)往外干的,表層干了內(nèi)部也就干了,不象氨基漆是從外表層往里干的,容易造成假象產(chǎn)生誤判);
5.7在存放過程避免完全密封,盡可能地通風(fēng)。對(duì)較潮濕的庫房地面要打托盤并不要緊挨墻壁和墻角以保證通風(fēng);
5.8在潤滑脂選用時(shí),對(duì)軸承噪聲和起動(dòng)力矩要求不高的場(chǎng)合,盡量選用以礦物油為基礎(chǔ)油的潤滑脂。
6推薦選用產(chǎn)品 環(huán)氧類無溶劑型絕緣漆
匝間擊穿現(xiàn)象分析:
電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子在進(jìn)行絕緣處理后有時(shí)會(huì)有匝間擊穿的情況出現(xiàn),
引起這一情況的原因有很多,其中也有與絕緣樹脂有關(guān)的。
我們認(rèn)為由絕緣樹脂引起的匝間擊穿是一個(gè)絕緣樹脂與電磁線的相
容性問題,通過在多家電機(jī)公司的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)質(zhì)量較好的
F級(jí)以上的電磁線基本很少有此類情況出現(xiàn);質(zhì)量不太好或者質(zhì)量
不太穩(wěn)定的電磁線出現(xiàn)的幾率較大,這也可以通過對(duì)絕緣樹脂的改
進(jìn)來解決,要做到電磁線與絕緣樹脂通過絕緣處理達(dá)到一個(gè)總的平
衡,使絕緣處理后電磁線的漆膜不受到損傷。
n 絕緣處理工藝的影響:
電機(jī)定子轉(zhuǎn)子在進(jìn)行絕緣處理時(shí),所使用的設(shè)備、參數(shù)的設(shè)置都會(huì)
影響絕緣樹脂的固化程度,只有合適的工藝才能保證絕緣樹脂能夠
達(dá)到一定的固化程度,性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,才能杜絕電機(jī)工件絕緣
處理后不會(huì)產(chǎn)生因絕緣樹脂而引起的軸承生銹及匝間擊穿情況。
n 氣味:
1.使用時(shí)設(shè)備周圍 2.絕緣處理后電機(jī)工件
絕緣樹脂:固化體系平衡、減少各種雜質(zhì)、使用水溶性漆、采用無氣味材料。
生產(chǎn)環(huán)境:絕緣處理設(shè)備的密封性、車間內(nèi)設(shè)備周圍的排風(fēng)情況。
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