CN107104534B - 一种电动机用减震外壳结构 - Google Patents

一种电动机用减震外壳结构 Download PDF

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Abstract

一种电动机用减震外壳结构,属于机械物理领域的动力机械,金属外壳的表面分布有散热翅片,金属外壳内设置有与其分离的金属内壳,且两者之间通过金属支撑件连接固定,在金属内壳与金属外壳之间的隔腔内填充有若干与金属内壳与金属外壳贴紧的减震橡胶块,且减震橡胶块之间具有间隙。本发明在现有的电动机金属外壳内通过金属支撑件设置金属内壳,以在两者之间形成隔腔,不仅不会影响散热,而且降低了震动的传递;在隔腔内设置若干减震橡胶块,将电动机的震动最大程度的吸收,防止了电动机在工作时产生的震动外传;在金属内壳的内壁上设置陶瓷层,陶瓷层具有微小孔隙,能够吸收内部转子转动时产生的噪声以及一部分震动。

Description

一种电动机用减震外壳结构
技术领域
本发明属于机械物理领域的动力机械,具体的说是一种电动机用减震外壳结构。
背景技术
电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关,电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
电动机除了转子和定子之外,还包括机座,其作用是固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用;机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。转子在机座的外壳内转动,会产生震动,由于现有的电动机都是将机座固定在地面或者是更大的机架上使用的,因此其产生的震动会被地面或大型设备所吸收,但如果没有大型设备或者是稳固的支点来吸收震动的话,就会造成电动机工作的不稳定性。
发明内容
为解决现有的电动机外壳不能有效的减轻转子在转动过程中产生的震动的问题,本发明提供了一种电动机用减震外壳结构,该结构采用内外壳双层结构,且两层之间为空腔,空腔中设置能够吸收震动的减震橡胶块,内层的壁上设置多孔陶瓷结构的陶瓷层来吸收噪声,从而大幅度降低了电动机在工作中的震动。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种电动机用减震外壳结构,包括支座和固定在支座上的金属外壳,金属外壳的表面分布有散热翅片,所述金属外壳内设置有与其分离的金属内壳,且金属内壳的外壁与金属外壳的内壁之间通过金属支撑件连接固定,在金属内壳与金属外壳之间的隔腔内填充有若干与金属内壳与金属外壳贴紧的减震橡胶块,且减震橡胶块之间具有间隙;所述金属内壳的内壁表面上依次设置有金属与陶瓷高温结合层和陶瓷层,且金属内壳为熔点高于1800℃的合金制成,陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷,以使该陶瓷与金属内壳在烧结时,金属内壳的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层。
按照重量比,所述减震橡胶块由140-150份的天然橡胶、4-5份的锦纶纤维、3-4份的增强剂、2-3份的填充剂、1-2份的硫化剂、5-6份的复合树脂和14-16份的缓冲剂混炼而成,其中,增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4-5:1-2:10-15的重量比制成,填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按10-12:0.5:0.5:5-6:3-4的比例制成;复合树脂为双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成,所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠,而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物;所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:40-60:6-8的重量比混合后得到,该表面处理剂为KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成。
所述增强剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合,再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应,反应过程中,每隔20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min,待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂。
所述填充剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1500-1600℃的条件煅烧1-2h,而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂。
所述填充剂中还可以加入天然橡胶重量0.1-0.3%的改性淀粉,所述改性淀粉的制备方法为,将淀粉加入到为其重量3-5倍的水中混合均匀,然后向其中加入淀粉重量8-10%的锡偶联剂并用硫酸调节pH值至4-5,再向其中加入淀粉重量1-3%的杜仲提取物,混合均匀后调节温度至60-65℃并保温2-3h,最后向其中加入淀粉重量4-5%的硬脂酸,搅拌均匀后在100-110℃条件下烘干至恒重,即得到改性淀粉;所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸20-30min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末。
所述杜仲提取物在制备时,先对杜仲叶片进行以下处理:
1)将杜仲叶片用水清洗干净后浸泡到质量浓度为30%的氯化钠溶液中2h,而后捞出并浸泡到质量浓度为35%的氢氧化钠溶液中20min,然后捞出并用清水冲洗干净;
且杜仲叶片在氢氧化钠溶液中浸泡10min后,向溶液中施加功率为400W的微波处理2min;
2)将步骤1)中清水冲洗干净的杜仲叶片浸泡其重量3-5倍的清水中,然后向其中加入杜仲叶片重量1%的纤维素酶,并静置3-4h,再将杜仲叶片捞出后用清水清洗干净即完成对杜仲叶片的处理。
所述复合树脂的制备方法为:
1)分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,备用;
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠,而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物;
2)按照所述的比例称取各组分,然后将双酚F型环氧树脂融化后,向其中依次加入称量好的氢化双酚A型环氧树脂和双酚S型环氧树脂,搅拌至完全融化后,再向其中加入步骤1)制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,搅拌均匀后即制得复合树脂。
所述陶瓷层由细度不超过200目的陶瓷粉料和直径不超过1mm且长度不超过3mm的金属铝丝按重量比100:3-5的比例混杂后在1600℃条件下烧制而成,按照重量比,所述陶瓷粉料由40-45份高岭土、10-15份的硅微粉、20-24份的石英砂、6-8份细度不超过100微米的蓝晶石细粉、5-7份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉、3-5份的碳化硅微粉和4-6份单质硅粉组成。
所述陶瓷粉料中还含有1-2份的氧化镁和1-2份的氧化铁。
所述陶瓷层的烧制方法,包括以下步骤:
1)按照所述的比例称取组金属铝丝和组成陶瓷粉料的各原料进行混合,并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重2-3%的丙酮和物料总重0.8-1%的工业植物油,拌合均匀制成细度为300-400目的泥浆,备用;
2)向步骤1)制备的泥浆中加入陶瓷粉料重量10%的沥青粉,并再次搅拌均匀,然后在熔点高于1800℃的金属内壳的内表面塑型,再将静置晾干后入窑炉进行烧结,然后随炉冷却至常温即可得到产品;
所述烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分,其中,低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到600℃,并保持该温度1-2h,在此过程中,保持炉内氧气含量不高于5%;
所述中温烘烤段是指,使炉内温度从600℃在4h均匀升高到1100℃,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
所述氧化烧结段是指,使炉内温度从1100℃在2h均匀升高到1600℃,并保持该温度2-3h,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%。
本发明中,减震橡胶块的制备方法为,先按照上述的内容分别制备增强剂、填充剂、复合树脂和缓冲剂,然后按照比例分别选取各原料,将天然橡胶送入密炼机中融化后,先依次向其中加入缓冲剂、复合树脂,保持同样的条件密炼20min,而后再依次向其中加入填充剂、增强剂和锦纶纤维,再保持同样的条件密炼30min,最后向其中加入硫化剂密炼30min即得到减震橡胶材料,将其放入模具中成型即可制得减震橡胶块。
本发明中,减震橡胶块的增强剂中,由于海泡石绒具有很大的内表面积,在超声波作用下会破坏掉一部分海泡石绒的结构,从而使正硅酸乙酯水解产生的二氧化硅直接进入到海泡石绒内部,从而改善了二氧化硅的表面特性以及海泡石绒的物理性能,这样在作为补强剂与其余组分混炼时,能够充分结合,从而大幅度提高橡胶基体的耐磨性能,而且海泡石绒具有的微孔结构也能吸收并削减一部分震动,从而起到提高机体抗震缓冲性能的作用;
本发明中,减震橡胶块的填充剂中,纳米晶勃姆石与氟化铵、硼酸和单质硅粉在高温下煅烧,纳米晶勃姆石煅烧制得的纳米氧化铝并不会出现通常纳米材料的团聚现象,也就是说,烧结后形成的氧化铝颗粒是处于单个纳米颗粒分散状态,并不会表现出团聚现象,这样在氟化铵和硼酸的诱导促进下,使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种与单质硅粉氧化生成的二氧化硅结合并逐渐长大,从而得到纳米级的氧化铝与氧化硅结合增强体,从而在其加入到橡胶基体中时,能够大幅度提高基体的耐磨性和强度;
此外,还可以在填充剂中加入改性淀粉,研究发现,淀粉经改性后与橡胶基体的相容性很好,能够提高橡胶基体的柔韧性和抗拉伸性能,淀粉进行改性时,向其中加入杜仲提取物,杜仲提取物中含有的杜仲苷具有多个极性官能团,性质活泼,在锡偶联剂和淀粉的作用下产生了与戊二醛相似的双醛结构,从而使生成的改性淀粉能够更加均匀的弥散分布于橡胶基体中;
在从杜仲叶片中提取杜仲提取物时,杜仲叶片依次经过氯化钠溶液和氢氧化钠溶液的浸泡,能够对表层的细胞壁造成一定程度的破坏,从而使其内部细胞内的有效成分能够更容易的透过细胞膜和细胞壁而析出,而且使其纤维素结构能够变得疏松,从而在后续被纤维素酶所酶解,进而能够使其内部的有效成分能够有效的析出;同样的,在氢氧化钠溶液中浸泡时处以微波辅助,能够有效去除杜仲叶片细胞壁中含有的木质素和戊聚糖,从而对细胞壁造成更大程度的破坏,便于细胞内的有效成分能够通过细胞壁析出,最终提高了杜仲苷的提取获得率;
本发明中,减震橡胶块的复合树脂由三种环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶制成,不仅兼具三种环氧树脂的特性,而且其中含有的改性纳米二氧化硅在制备时,利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的 SiO2粒子的表面能够受到羟基的作用,从而含有一定数量的含氧官能团,增加了纳米级SiO2粒子的有关表面相容性,在纳米级SiO2粒子加入到橡胶中时,因为SiO2颗粒很小,且比表面积大,细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大,使SiO2粒子可以在物料中均匀分散,从而便于SiO2与其余物质发生化学键合或者物理结合。此外,均匀分散的纳米级SiO2相当于“锚点”,在受到外力冲击作用下,能够产生 “应力集中”的效应,使得其周围的一些基体“屈服”并吸收较多的变形功,此外也能够产生 “钉扎-攀越”效应,增大裂纹在扩展时所受到的阻力,消耗变形功,从而使其韧性增加;而且,由于加入了改性硅溶胶微粒和改性纳米二氧化硅,可以大大改善橡胶材料的力学性能和热学性能,同时还发现改性硅溶胶微粒的加入对制备过程中的组份混合、产物的拉伸性能的提高以及橡胶产品的最终互穿形态均有利;
本发明中,减震橡胶块的缓冲剂中,通过使用空心玻璃微珠和废弃分子筛与表面改性剂混合,从而使表面改性剂对空心玻璃微珠和废弃分子筛的表面性质进行改性,不仅使两者能够均匀分散在橡胶基体中,而且改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基,这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来,保证二者具有良好的界面结合力,使材料在受到外力时,空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等,从而吸收冲击能量,提高抗冲击性能,同时还可以引发银纹,终止裂缝扩展,在一定形态结构下引发基体的剪切屈服,从而消耗大量的冲击能量,又能较好地传递所承受的外力,提高橡胶基体的压缩强度、弯曲强度、抗冲击强度(即抗震缓冲性);由于废弃分子筛也具有微孔结构,具有很大的比表面积,其分散到橡胶基体中也能吸收震动和冲击的作用,从而提高了橡胶基体的抗震缓冲性能;采用KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡混合作为表面改性剂,其中氢氧化钡起到催化作用,能够大幅度提高改性的效果;
本发明中陶瓷层是由陶瓷粉料和金属铝丝混杂后在1600℃条件下烧制而成,由于金属铝丝的熔点很低,在高温烧结过程中会熔化成铝液,从而在陶瓷基体中形成孔隙,而且熔化后形成的铝液一部分粘附在孔隙内壁上起到稳固陶瓷基体的作用,另一部分会在冷却后凝固在基体中作为金属相增强骨架的形式存在,增强了陶瓷基体的强度,而且,有一部分铝液会凝固在金属壳表面,从而作为金属与陶瓷高温结合层的一部分,起到增强金属壳与陶瓷层结合力的作用;
本发明中的金属与陶瓷高温结合层的形成原理是:由于本发明的陶瓷粉料中含有蓝晶石细粉和碳化硅微粉,既可确保烧成后的陶瓷中含有一些开放型气孔或称开口气孔,而且也不会影响其强度;碳化硅在高温氧化气氛中容易发生氧化反应:SiC+2O2→CO2+SiO2,该反应开始温度较高,1000℃开始明显氧化,颗粒越细,则氧化速度越快,反应产物CO2的逸出容易造成陶瓷坯体表面形成开口气孔,这些气孔在高温下会被软化的金属基层的分子迁移所填充,从而形成金属与陶瓷高温结合层;而反应产物SiO2具有较高活性,与氧化铝反应生成莫来石,从而在陶瓷内形成莫来石增强体;蓝晶石细粉从1100℃左右开始分解、生成莫来石和SiO2,保证制品的力学强度,1300℃以后蓝晶石粉显著分解转化,从而在陶瓷基体中形成细小的缝隙;由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀,还可填充由于碳化硅氧化产生的孔隙,使单个孔隙变小,整体孔隙率降低,并且会改变陶瓷内孔隙的形状和分布,最终形成了具有多孔和多缝隙结构的陶瓷体;这样的陶瓷体在高温烧结时,由于温度的升高导致金属壳上金属原子的能量升高,分子运动加剧,从而使大量的金属原子进入到陶瓷层的孔隙中,进而在温度降低后凝固在陶瓷层中,从而形成金属与陶瓷高温结合层;
有益效果:本发明与现有技术相比,具备以下优点:
1)本发明通过在现有的电动机金属外壳内通过金属支撑件设置金属内壳,以在两者之间形成隔腔,不仅不会影响散热,而且降低了震动的传递,同时,在隔腔内设置若干减震橡胶块,从而将电动机的震动最大程度的吸收,防止了电动机在工作时产生的震动外传;在金属内壳的内壁上设置陶瓷层,陶瓷层具有微小孔隙,能够吸收内部转子转动时产生的噪声以及一部分震动,而且陶瓷层的多孔结构在高温下能够与金属内壳完美结合形成金属与陶瓷高温结合层,增强了金属内壳和陶瓷层的结合紧密性,防止陶瓷层的脱落;
2)本发明减震橡胶块的缓冲剂中,通过使用空心玻璃微珠和废弃分子筛与表面改性剂混合,从而使表面改性剂对空心玻璃微珠和废弃分子筛的表面性质进行改性,不仅使两者能够均匀分散在橡胶基体中,而且改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基,这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来,保证二者具有良好的界面结合力,使材料在受到外力时,空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等,从而吸收冲击能量,提高抗冲击性能,同时还可以引发银纹,终止裂缝扩展,在一定形态结构下引发基体的剪切屈服,从而消耗大量的冲击能量,又能较好地传递所承受的外力,提高橡胶基体的压缩强度、弯曲强度、抗冲击强度(即抗震缓冲性);
3)本发明中,减震橡胶块的复合树脂由三种环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶制成,不仅兼具三种环氧树脂的特性,而且其中含有的改性纳米二氧化硅在制备时,利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的 SiO2粒子的表面能够受到羟基的作用,从而含有一定数量的含氧官能团,增加了纳米级SiO2粒子的有关表面相容性,在纳米级SiO2粒子加入到橡胶中时,因为SiO2颗粒很小,且比表面积大,细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大,使SiO2粒子可以在物料中均匀分散,从而便于SiO2与其余物质发生化学键合或者物理结合。此外,均匀分散的纳米级SiO2相当于“锚点”,在受到外力冲击作用下,能够产生 “应力集中”的效应,使得其周围的一些基体“屈服”并吸收较多的变形功,此外也能够产生 “钉扎-攀越”效应,增大裂纹在扩展时所受到的阻力,消耗变形功,从而使其韧性增加;
4)减震橡胶块的增强剂中,由于海泡石绒具有很大的内表面积,在超声波作用下会破坏掉一部分海泡石绒的结构,从而使正硅酸乙酯水解产生的二氧化硅直接进入到海泡石绒内部,从而改善了二氧化硅的表面特性以及海泡石绒的物理性能,这样在作为补强剂与其余组分混炼时,能够充分结合,从而大幅度提高橡胶基体的耐磨性能,而且海泡石绒具有的微孔结构也能吸收并削减一部分震动,从而起到提高机体抗震缓冲性能的作用;
5)本发明金属内壳内壁设置的陶瓷层中,部分成分在高温下分解产生孔隙,另一部分则熔化,形成孔隙的同时强化了陶瓷基体,在高温条件下,金属壳表面的一部分成分会进入到陶瓷层的孔隙中,从而形成金属与陶瓷高温结合层,该金属与陶瓷高温结合层的出现,完美的解决了金属壳与陶瓷层的结合不紧密问题;
6)本发明陶瓷层的陶瓷粉料中含有蓝晶石细粉和碳化硅微粉,既可确保烧成后的陶瓷中含有一些开放型气孔或称开口气孔,而且也不会影响其强度;碳化硅在高温氧化气氛中容易发生氧化反应,反应产物CO2的逸出容易造成陶瓷表面形成开口气孔,这些气孔在高温下会被软化的金属基层的分子迁移所填充,从而形成金属与陶瓷高温结合层;而反应产物SiO2具有较高活性,与氧化铝反应生成莫来石,从而在陶瓷内形成莫来石增强体;蓝晶石细粉从1100℃左右开始分解、生成莫来石和SiO2,保证制品的力学强度,1300℃以后蓝晶石粉显著分解转化,从而在陶瓷基体中形成细小的缝隙;由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀,还可填充由于碳化硅氧化产生的孔隙,使单个孔隙变小,整体孔隙率降低,并且会改变陶瓷内孔隙的形状和分布,最终形成了具有多孔和多缝隙结构的陶瓷体;这样的陶瓷体在高温烧结时,由于温度的升高导致金属壳上金属原子的能量升高,分子运动加剧,从而使大量的金属原子进入到陶瓷层的孔隙中,进而在温度降低后凝固在陶瓷层中,从而形成金属与陶瓷高温结合层,完美的将金属壳与陶瓷层结合起来;
7)本发明的陶瓷层在使用原料制成泥浆时,除了加入常规的水之外,还加入了丙酮和工业植物油,这两种物质混合在泥浆里,在低温塑形阶段能够缓慢的气化,从而脱离泥浆,并在表面形成微小的气孔,而且也能增强泥料的粘性,防止泥浆表面出现裂纹导致在后续烧制中损坏;在形成的泥浆中加入沥青粉,沥青粉在低温条件下融化并作为一种粘接剂,防止了烧结前期出现大的裂纹,而在高温情况下能够气化,也能够形成一定的孔隙;
8)本发明陶瓷粉料中含有的单质硅粉,在高温条件下,一部分会氧化形成二氧化硅参与陶瓷相的烧结,另一部分保留其单质形态,在高温下熔化形成液相,从而均匀弥散于陶瓷基体中,降低烧结温度的同时,助于增强相在基体中的弥散。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为金属内壳和金属外壳的细节结构示意图;
附图标记:1、金属外壳,101、散热翅片,2、金属内壳,201、金属与陶瓷高温结合层,202、陶瓷层,3、金属支撑件,4、隔腔,5、减震橡胶块,6、支座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图所示,一种电动机用减震外壳结构,包括支座6和固定在支座6上的金属外壳1,金属外壳1的表面分布有散热翅片101,所述金属外壳1内设置有与其分离的金属内壳2,且金属内壳2的外壁与金属外壳1的内壁之间通过金属支撑件3连接固定,在金属内壳2与金属外壳1之间的隔腔4内填充有若干与金属内壳2与金属外壳1贴紧的减震橡胶块5,且减震橡胶块5之间具有间隙;所述金属内壳2的内壁表面上依次设置有金属与陶瓷高温结合层201和陶瓷层202,且金属内壳2为熔点高于1800℃的合金制成,陶瓷层202为表面具有微小孔隙的陶瓷,以使该陶瓷与金属内壳2在烧结时,金属内壳2的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层201。
以上为本实施例的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:
如,按照重量比,所述减震橡胶块5由140份的天然橡胶、4份的锦纶纤维、3份的增强剂、2份的填充剂、1份的硫化剂、5份的复合树脂和14份的缓冲剂混炼而成,其中,增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4:1:10的重量比制成,填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按10:0.5:0.5:5:3的比例制成;复合树脂为双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成,所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比6:2:50的比例混合而成;所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2%的硅微粉、硅溶胶重量1%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠,而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物;所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:40:6的重量比混合后得到,该表面处理剂为KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3:80:1的比例混合而成;
进一步的,所述增强剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:8的比例混合,再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应,反应过程中,每隔20min向反应体系内施加频率350kHz的超声波1min,待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂;
进一步的,所述填充剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1500℃的条件煅烧1h,而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂;
更进一步的,所述填充剂中还可以加入天然橡胶重量0.1%的改性淀粉,所述改性淀粉的制备方法为,将淀粉加入到为其重量3倍的水中混合均匀,然后向其中加入淀粉重量8%的锡偶联剂并用硫酸调节pH值至4,再向其中加入淀粉重量1%的杜仲提取物,混合均匀后调节温度至60℃并保温2h,最后向其中加入淀粉重量4%的硬脂酸,搅拌均匀后在100℃条件下烘干至恒重,即得到改性淀粉;所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸20min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末;
再进一步的,所述杜仲提取物在制备时,先对杜仲叶片进行以下处理:
1)将杜仲叶片用水清洗干净后浸泡到质量浓度为30%的氯化钠溶液中2h,而后捞出并浸泡到质量浓度为35%的氢氧化钠溶液中20min,然后捞出并用清水冲洗干净;
且杜仲叶片在氢氧化钠溶液中浸泡10min后,向溶液中施加功率为400W的微波处理2min;
2)将步骤1)中清水冲洗干净的杜仲叶片浸泡其重量3倍的清水中,然后向其中加入杜仲叶片重量1%的纤维素酶,并静置3h,再将杜仲叶片捞出后用清水清洗干净即完成对杜仲叶片的处理;
进一步的,所述复合树脂的制备方法为:
1)分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,备用;
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比6:2:50的比例混合而成;
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2%的硅微粉、硅溶胶重量1%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠,而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物;
2)按照所述的比例称取各组分,然后将双酚F型环氧树脂融化后,向其中依次加入称量好的氢化双酚A型环氧树脂和双酚S型环氧树脂,搅拌至完全融化后,再向其中加入步骤1)制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,搅拌均匀后即制得复合树脂;
又如,所述陶瓷层202由细度不超过200目的陶瓷粉料和直径不超过1mm且长度不超过3mm的金属铝丝按重量比100:3的比例混杂后在1600℃条件下烧制而成,按照重量比,所述陶瓷粉料由40份高岭土、10份的硅微粉、20份的石英砂、6份细度不超过100微米的蓝晶石细粉、5份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉、3份的碳化硅微粉和4份单质硅粉组成;
上述陶瓷层202的烧制方法,包括以下步骤:
1)按照所述的比例称取组金属铝丝和组成陶瓷粉料的各原料进行混合,并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重2%的丙酮和物料总重0.8%的工业植物油,拌合均匀制成细度为300目的泥浆,备用;
2)向步骤1)制备的泥浆中加入陶瓷粉料重量10%的沥青粉,并再次搅拌均匀,然后在熔点高于1800℃的金属内壳2的内表面塑型,再将静置晾干后入窑炉进行烧结,然后随炉冷却至常温即可得到产品;
所述烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分,其中,低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到600℃,并保持该温度1h,在此过程中,保持炉内氧气含量不高于5%;
所述中温烘烤段是指,使炉内温度从600℃在4h均匀升高到1100℃,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
所述氧化烧结段是指,使炉内温度从1100℃在2h均匀升高到1600℃,并保持该温度2h,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
进一步的,所述陶瓷粉料中还含有1份的氧化镁和1份的氧化铁。
实施例2
如图所示,一种电动机用减震外壳结构,包括支座6和固定在支座6上的金属外壳1,金属外壳1的表面分布有散热翅片101,所述金属外壳1内设置有与其分离的金属内壳2,且金属内壳2的外壁与金属外壳1的内壁之间通过金属支撑件3连接固定,在金属内壳2与金属外壳1之间的隔腔4内填充有若干与金属内壳2与金属外壳1贴紧的减震橡胶块5,且减震橡胶块5之间具有间隙;所述金属内壳2的内壁表面上依次设置有金属与陶瓷高温结合层201和陶瓷层202,且金属内壳2为熔点高于1800℃的合金制成,陶瓷层202为表面具有微小孔隙的陶瓷,以使该陶瓷与金属内壳2在烧结时,金属内壳2的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层201。
以上为本实施例的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:
如,按照重量比,所述减震橡胶块5由150份的天然橡胶、5份的锦纶纤维、4份的增强剂、3份的填充剂、2份的硫化剂、6份的复合树脂和16份的缓冲剂混炼而成,其中,增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以5:2:15的重量比制成,填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按12:0.5:0.5:6:4的比例制成;复合树脂为双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成,所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比8:3:50的比例混合而成;所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠,而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物;所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:60:8的重量比混合后得到,该表面处理剂为KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比4:80:2的比例混合而成;
进一步的,所述增强剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:10的比例混合,再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应,反应过程中,每隔20min向反应体系内施加频率370kHz的超声波1min,待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂;
进一步的,所述填充剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1600℃的条件煅烧2h,而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂;
更进一步的,所述填充剂中还可以加入天然橡胶重量0.3%的改性淀粉,所述改性淀粉的制备方法为,将淀粉加入到为其重量5倍的水中混合均匀,然后向其中加入淀粉重量10%的锡偶联剂并用硫酸调节pH值至5,再向其中加入淀粉重量3%的杜仲提取物,混合均匀后调节温度至65℃并保温3h,最后向其中加入淀粉重量5%的硬脂酸,搅拌均匀后在110℃条件下烘干至恒重,即得到改性淀粉;所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸30min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末;
再进一步的,所述杜仲提取物在制备时,先对杜仲叶片进行以下处理:
1)将杜仲叶片用水清洗干净后浸泡到质量浓度为30%的氯化钠溶液中2h,而后捞出并浸泡到质量浓度为35%的氢氧化钠溶液中20min,然后捞出并用清水冲洗干净;
且杜仲叶片在氢氧化钠溶液中浸泡10min后,向溶液中施加功率为400W的微波处理2min;
2)将步骤1)中清水冲洗干净的杜仲叶片浸泡其重量5倍的清水中,然后向其中加入杜仲叶片重量1%的纤维素酶,并静置4h,再将杜仲叶片捞出后用清水清洗干净即完成对杜仲叶片的处理;
进一步的,所述复合树脂的制备方法为:
1)分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,备用;
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比8:3:50的比例混合而成;
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠,而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物;
2)按照所述的比例称取各组分,然后将双酚F型环氧树脂融化后,向其中依次加入称量好的氢化双酚A型环氧树脂和双酚S型环氧树脂,搅拌至完全融化后,再向其中加入步骤1)制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,搅拌均匀后即制得复合树脂;
又如,所述陶瓷层202由细度不超过200目的陶瓷粉料和直径不超过1mm且长度不超过3mm的金属铝丝按重量比100:5的比例混杂后在1600℃条件下烧制而成,按照重量比,所述陶瓷粉料由45份高岭土、15份的硅微粉、24份的石英砂、8份细度不超过100微米的蓝晶石细粉、7份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉、5份的碳化硅微粉和6份单质硅粉组成;
上述陶瓷层202的烧制方法,包括以下步骤:
1)按照所述的比例称取组金属铝丝和组成陶瓷粉料的各原料进行混合,并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重3%的丙酮和物料总重1%的工业植物油,拌合均匀制成细度为400目的泥浆,备用;
2)向步骤1)制备的泥浆中加入陶瓷粉料重量10%的沥青粉,并再次搅拌均匀,然后在熔点高于1800℃的金属内壳2的内表面塑型,再将静置晾干后入窑炉进行烧结,然后随炉冷却至常温即可得到产品;
所述烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分,其中,低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到600℃,并保持该温度1-2h,在此过程中,保持炉内氧气含量不高于5%;
所述中温烘烤段是指,使炉内温度从600℃在4h均匀升高到1100℃,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
所述氧化烧结段是指,使炉内温度从1100℃在2h均匀升高到1600℃,并保持该温度3h,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
进一步的,所述陶瓷粉料中还含有2份的氧化镁和2份的氧化铁。
实施例3
如图所示,一种电动机用减震外壳结构,包括支座6和固定在支座6上的金属外壳1,金属外壳1的表面分布有散热翅片101,所述金属外壳1内设置有与其分离的金属内壳2,且金属内壳2的外壁与金属外壳1的内壁之间通过金属支撑件3连接固定,在金属内壳2与金属外壳1之间的隔腔4内填充有若干与金属内壳2与金属外壳1贴紧的减震橡胶块5,且减震橡胶块5之间具有间隙;所述金属内壳2的内壁表面上依次设置有金属与陶瓷高温结合层201和陶瓷层202,且金属内壳2为熔点高于1800℃的合金制成,陶瓷层202为表面具有微小孔隙的陶瓷,以使该陶瓷与金属内壳2在烧结时,金属内壳2的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层201。
以上为本实施例的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:
如,按照重量比,所述减震橡胶块5由145份的天然橡胶、4.5份的锦纶纤维、3.5份的增强剂、2.5份的填充剂、1.5份的硫化剂、5.5份的复合树脂和15份的缓冲剂混炼而成,其中,增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4.5:1.5:12.5的重量比制成,填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按11:0.5:0.5:5.5:3.5的比例制成;复合树脂为双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成,所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成;所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠,而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物;所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:50:7的重量比混合后得到,该表面处理剂为KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3.5:80:1.5的比例混合而成;
进一步的,所述增强剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:9的比例混合,再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应,反应过程中,每隔20min向反应体系内施加频率360kHz的超声波1min,待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂;
进一步的,所述填充剂的制备方法为:按照所述重量比称取各物料,然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1550℃的条件煅烧1.5h,而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂;
更进一步的,所述填充剂中还可以加入天然橡胶重量0.2%的改性淀粉,所述改性淀粉的制备方法为,将淀粉加入到为其重量4倍的水中混合均匀,然后向其中加入淀粉重量9%的锡偶联剂并用硫酸调节pH值至4.5,再向其中加入淀粉重量2%的杜仲提取物,混合均匀后调节温度至62℃并保温2.5h,最后向其中加入淀粉重量4.5%的硬脂酸,搅拌均匀后在105℃条件下烘干至恒重,即得到改性淀粉;所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸25min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末;
再进一步的,所述杜仲提取物在制备时,先对杜仲叶片进行以下处理:
1)将杜仲叶片用水清洗干净后浸泡到质量浓度为30%的氯化钠溶液中2h,而后捞出并浸泡到质量浓度为35%的氢氧化钠溶液中20min,然后捞出并用清水冲洗干净;
且杜仲叶片在氢氧化钠溶液中浸泡10min后,向溶液中施加功率为400W的微波处理2min;
2)将步骤1)中清水冲洗干净的杜仲叶片浸泡其重量4倍的清水中,然后向其中加入杜仲叶片重量1%的纤维素酶,并静置3.5h,再将杜仲叶片捞出后用清水清洗干净即完成对杜仲叶片的处理;
进一步的,所述复合树脂的制备方法为:
1)分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,备用;
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成;
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠,而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物;
2)按照所述的比例称取各组分,然后将双酚F型环氧树脂融化后,向其中依次加入称量好的氢化双酚A型环氧树脂和双酚S型环氧树脂,搅拌至完全融化后,再向其中加入步骤1)制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶,搅拌均匀后即制得复合树脂;
又如,所述陶瓷层202由细度不超过200目的陶瓷粉料和直径不超过1mm且长度不超过3mm的金属铝丝按重量比100:4的比例混杂后在1600℃条件下烧制而成,按照重量比,所述陶瓷粉料由42.5份高岭土、12.5份的硅微粉、20-24份的石英砂、7份细度不超过100微米的蓝晶石细粉、6份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉、4份的碳化硅微粉和5份单质硅粉组成;
上述陶瓷层202的烧制方法,包括以下步骤:
1)按照所述的比例称取组金属铝丝和组成陶瓷粉料的各原料进行混合,并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重2.5%的丙酮和物料总重0.9%的工业植物油,拌合均匀制成细度为350目的泥浆,备用;
2)向步骤1)制备的泥浆中加入陶瓷粉料重量10%的沥青粉,并再次搅拌均匀,然后在熔点高于1800℃的金属内壳2的内表面塑型,再将静置晾干后入窑炉进行烧结,然后随炉冷却至常温即可得到产品;
所述烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分,其中,低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到600℃,并保持该温度1.5h,在此过程中,保持炉内氧气含量不高于5%;
所述中温烘烤段是指,使炉内温度从600℃在4h均匀升高到1100℃,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
所述氧化烧结段是指,使炉内温度从1100℃在2h均匀升高到1600℃,并保持该温度2.5h,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
进一步的,所述陶瓷粉料中还含有1.5份的氧化镁和1.5份的氧化铁。

Claims (2)

1.一种电动机用减震外壳结构,包括支座(6)和固定在支座(6)上的金属外壳(1),金属外壳(1)的表面分布有散热翅片(101),在金属外壳(1)内设置有与其分离的金属内壳(2),且金属内壳(2)的外壁与金属外壳(1)的内壁之间通过金属支撑件(3)连接固定,在金属内壳(2)与金属外壳(1)之间的隔腔(4)内填充有若干与金属内壳(2)与金属外壳(1)贴紧的减震橡胶块(5),且减震橡胶块(5)之间具有间隙;在金属内壳(2)的内壁表面上依次设置有金属与陶瓷高温结合层(201)和陶瓷层(202),且金属内壳(2)为熔点高于1800℃的合金制成,陶瓷层(202)为表面具有微小孔隙的陶瓷,以使该陶瓷与金属内壳(2)在烧结时,金属内壳(2)的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层(201);其特征在于:
所述陶瓷层(202)由细度不超过200目的陶瓷粉料和直径不超过1mm且长度不超过3mm的金属铝丝按重量比100:3-5的比例混杂后在1600℃条件下烧制而成,按照重量比,所述陶瓷粉料由40-45份高岭土、10-15份的硅微粉、20-24份的石英砂、6-8份细度不超过100微米的蓝晶石细粉、5-7份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉、3-5份的碳化硅微粉和4-6份单质硅粉组成;
按照重量比,减震橡胶块(5)由140-150份的天然橡胶、4-5份的锦纶纤维、3-4份的增强剂、2-3份的填充剂、1-2份的硫化剂、5-6份的复合树脂和14-16份的缓冲剂混炼而成,其中,增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4-5:1-2:10-15的重量比制成,填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按10-12:0.5:0.5:5-6:3-4的比例制成;复合树脂为双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成,所述改性纳米二氧化硅是将纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;所述改性硅溶胶是在硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠,而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物;所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:40-60:6-8的重量比混合后得到,该表面处理剂为KH750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成;
所述陶瓷粉料中还含有1-2份的氧化镁和1-2份的氧化铁。
2.根据权利要求1所述的一种电动机用减震外壳结构的陶瓷层的烧制方法:
步骤一、按照所述的比例称取金属铝丝和组成陶瓷粉料的各原料进行混合,并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重2-3%的丙酮和物料总重0.8-1%的工业植物油,拌合均匀制成细度为300-400目的泥浆,备用;
步骤二、向步骤一制好的泥浆中加入陶瓷粉料重量10%的沥青粉,并再次搅拌均匀,然后在熔点高于1800℃的金属内壳(2)的内表面塑型,再将静置晾干后入窑炉进行烧结,然后随炉冷却至常温即可得到产品;
所述烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分,其中,低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到600℃,并保持该温度1-2h,在此过程中,保持炉内氧气含量不高于5%;
所述中温烘烤段是指,使炉内温度从600℃在4h均匀升高到1100℃,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%;
所述氧化烧结段是指,使炉内温度从1100℃在2h均匀升高到1600℃,并保持该温度2-3h,在此过程中,保持炉内氧气含量不低于40%。
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