CN102924873A - 一种高强度换向器加强环 - Google Patents

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本发明公开了一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体，所述加强环基体经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体，所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的65%至75%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的35%至50%，所述粉末状绝缘固体颗粒的加入量为所述环氧树脂加入量的1%至3%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒外露于成型后的所述加强环体的外表面。与现有技术相比，本发明极大的增强了加强环体的整体强度；其次，提高了加强环体的耐磨性能。

Description

一种高强度换向器加强环
技术领域
本发明涉及一种加强环，尤其涉及一种高强度换向器加强环。
背景技术
换向器是制造电机的关键部件，而加强环是换向器的重要组成部分，对换向器的质量起到决定性的作用。
最初的加强环是金属材料制成的，金属材料制成的加强环虽然增加了换向器的抗拉强度，但由于其不绝缘，不能直接和外面的导体相接触，必须要另外连接一个绝缘体装置才能和导体接触，而且使用时间长后，金属材料制成的加强环还易造成换向器片与片之间击穿断路，影响了换向器的使用性能。为此，有人开发了由绝缘材料制成的换向器用加强环，如申请号为200520101758.0的中国实用新型专利公开了一种电机换向器用高强度加强环,它包括通过环氧树脂固化成形的无碱玻璃纤维纱构成的加强环体,其特征是:所述的加强环体由至少2根无碱玻璃纤维纱相捻而成的无碱玻璃纤维股线层叠构成。另一申请号为200510023210.3的中国发明专利公开了一种换向器用加强环的制造方法,其特征在于包括以下步骤:a、以F46环氧树脂和504固化剂按重量比为1∶0.7～0.8配制树脂母液;b、将无碱玻璃纱浸入树脂母液中;c、将浸透了树脂母液的无碱玻璃纱绕制在钢棒上,然后在烘箱中于180～240℃条件下烘4～8小时;d、将烘干的钢棒从烘箱中取出冷却,修圆外表面,然后将由无碱玻璃纱和固化树脂构成的空心管从钢棒上取出;e、切割成加强环毛坯,去毛刺。还可再进烘箱于200～280℃条件下烘焙6～8小时。
上述专利虽然解决了绝缘的问题，但还存在以下缺点：首先，其抗拉强度不高，有待进一步提高；其次，耐磨性能差，影响了其长期使用性能。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种高强度换向器加强环，其抗拉强度以及耐磨性能有了显著的改善。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体，所述加强环基体经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体，其特征在于：所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的65%至75%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的35%至50%，所述粉末状绝缘固体颗粒的加入量为所述环氧树脂加入量的1%至3%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒外露于成型后的所述加强环体的外表面。
首先，本发明中的粉末状绝缘固体颗粒作为增强体，其通过与环氧树脂以及固化剂的接触表面粘结，极大的增强了加强环体的整体强度；其次，部分所述粉末状绝缘固体颗粒外露于成型后的所述加强环体的外表面有助于提高加强环体的耐磨性能，其内部的粉末状绝缘固体颗粒有助于提高加强环体的持续耐磨性能。
作为优选，上述粉末状绝缘固体颗粒至少包括硅橡胶、氟橡胶、氧化铝、氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的一种。上述材料均具有耐摩擦、耐高温的特点，进一步的确保本发明的使用效果。
为了取得更好的技术效果，作为优选，上述粉末状绝缘固体颗粒为纳米级颗粒。使得粉末状绝缘固体颗粒分散更加均匀，使加强环体各处的强度趋于均匀，而且增加其与环氧树脂以及固化剂的接触面积，使得结合的更加牢固，强度进一步得到提高。
进一步的技术措施还包括：上述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的75%至65%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的25%至35%。E51环氧树脂在固化后其脆性较高，其在外力作用下变形易断裂，影响产品的性能，而F51酚醛环氧树脂在本发明中起到增韧的作用，使本发明的加强环体在外力作用下变形不易断裂，两者配合作用下进一步增强了加强环体的各项强度指标，使得本发明的加强环体的性能处于比较稳定的状态。
作为优选，上述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮中的一种。
作为优选，上述固化剂为酚醛树脂。酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性，使得本发明的加强环体在高温下的性能依然得到保障。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，本发明中的粉末状绝缘固体颗粒作为增强体，其通过与环氧树脂以及固化剂的接触表面粘结，极大的增强了加强环体的整体强度；其次，部分所述粉末状绝缘固体颗粒外露于成型后的所述加强环体的外表面有助于提高加强环体的耐磨性能，其内部的粉末状绝缘固体颗粒有助于提高加强环体的持续耐磨性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：实施例1 。
一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体1，所述加强环基体1经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体2，所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒3，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的65%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的35%，所述粉末状绝缘固体颗粒3的加入量为所述环氧树脂加入量的1%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒3外露于成型后的所述加强环体2的外表面。
在本实施例中，上述粉末状绝缘固体颗粒3为纳米二氧化硅，上述有机溶剂为乙醇，上述固化剂为酚醛树脂。
上述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的75%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的25%。
当然，上述粉末状绝缘固体颗粒除了本实施例所采用的二氧化硅，其也可以是硅橡胶、氟橡胶、氧化铝、氮化硅以及碳化硅中的任意一种。
实施例2。
一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体1，所述加强环基体1经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体2，所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒3，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的75%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的50%，所述粉末状绝缘固体颗粒3的加入量为所述环氧树脂加入量的3%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒3外露于成型后的所述加强环体2的外表面。
在本实施例中，上述粉末状绝缘固体颗粒3为纳米级硅橡胶和氟橡胶，上述有机溶剂为甲醇，上述固化剂为酚醛树脂。
上述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的65%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的35%。
实施例3。
一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体1，所述加强环基体1经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体2，所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒3，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的70%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的45%，所述粉末状绝缘固体颗粒3的加入量为所述环氧树脂加入量的2%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒3外露于成型后的所述加强环体2的外表面。
在本实施例中，上述粉末状绝缘固体颗粒3为纳米氧化铝、氮化硅以及碳化硅的混合物，上述有机溶剂为丙酮，上述固化剂为酚醛树脂。
上述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的70%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的30%。

Claims (7)

1.一种高强度换向器加强环，包括由无碱玻璃纤维纱构成的加强环基体，所述加强环基体经浸润树脂母液固化成形后形成加强环体，其特征在于：所述树脂母液由以下材料配置而成：环氧树脂、固化剂、有机溶剂以及粉末状绝缘固体颗粒，按重量计，所述固化剂的加入量为所述环氧树脂加入量的65%至75%，所述有机溶剂的加入量为所述环氧树脂加入量的35%至50%，所述粉末状绝缘固体颗粒的加入量为所述环氧树脂加入量的1%至3%；其中，至少有部分所述粉末状绝缘固体颗粒外露于成型后的所述加强环体的外表面。
2.根据权利要求1所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述粉末状绝缘固体颗粒至少包括硅橡胶、氟橡胶、氧化铝、氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述粉末状绝缘固体颗粒为纳米级颗粒。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的75%至65%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的25%至35%。
5.根据权利要求3所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述的环氧树脂包括E51环氧树脂和F51酚醛环氧树脂，按重量计，所述E51环氧树脂占所述环氧树脂的总量的75%至65%，所述F51酚醛环氧树脂占所述环氧树脂的总量的25%至35%。
6.根据权利要求1所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种高强度换向器加强环，其特征在于：所述固化剂为酚醛树脂。
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