CN1826717A - 电绝缘层的涂覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用静电充电的塑料粉料在一个带有用于安装电绕组的轴向槽的电机主要部件的铁磁的物体上涂覆电绝缘层的方法，尤其是在一种直流电动机的一个电枢的带槽的电枢本体上。在确保可靠的槽绝缘的情况下，为了改善这种方法的经济性，通过把粉料直接喷涂到铁磁的物体上来实现大层厚的涂覆。

Description

电绝缘层的涂覆方法

背景技术

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的带有用于安装电绕组的轴向槽的电机主要部件的铁磁的物体上喷涂电绝缘层的方法，尤其是在直流电动机电枢的带槽的电枢本体上喷涂电绝缘层的方法。

如图2所示，直流电动机电枢的带槽的电枢本体由若干成型冲片11组成，这些冲片沿轴向一个挨一个地连接成一个叠片组。电枢本体10压装在一根电枢轴13上。电枢本体10带有若干轴向槽14，这些轴向槽朝圆柱形电枢本体10的两个端面敞口并用一个槽口141进入电枢本体10的圆柱形表面。在这些轴向槽14中卷入一个线圈形式的电枢绕组。线圈用一根绝缘的线圈线例如漆包铜线绕制而成。在电枢绕组绕制之前，轴向槽14和电枢本体10的端面涂覆一层电绝缘层15，在图2中只示出了一个轴向槽14的电绝缘层。

在这种绝缘层15的诸多可能的涂覆方法中，用静电充电的塑料粉料对电枢本体10涂层已被公认为是一种最经济的方法。这种方法还有一个优点，通过绝缘层15，槽的横截面减小是很不明显的，并由此可达到电枢绕组的相当大的槽填充系数。

图1表示用静电粉料涂覆到电枢本体10上的电绝缘层15的一种公知涂覆方法的流程示意图。与电枢轴13压装的电枢本体10预先进行了清洁，以便清除加工时留下的脏物，把不喷涂的部位例如电枢轴13用掩模掩盖起来，并在带静电充电的塑料粉料的粉料液池中进行涂覆。这里的掩模还承担把电枢本体固定在一个连续通过该粉料-液池的传输系统上的固定功能，为此，电枢本体在用掩模掩盖后必搬移到传送系统上。该粉料液池的底部由一块多孔板组成，电离的即充电的压缩空气通过该多孔板流入，使塑料粉料均匀地静电充电并使塑料粉料液化，于是塑料粉料变成液态。静电充电的粉料粒由于异性电荷的吸力而淀积在通过该粉料池的电枢本体上并保持粘附其上。这样涂覆的电枢本体在粉料池外面的另一道工序中进行清洁，以便去掉粘附在电枢本体的圆柱形表面上的塑料粉料。然后，将清洁的电枢本体送入一个加热区段，并在该处通过加热使粉料层熔化、烧渗和固化。电枢本体被重新搬动并在下道工序中取下掩模。取下了掩模的电枢本体随即在一个冷却区段进行冷却。取下的掩模被送到掩模清洁处进行清洁，并将清洁过的掩模掩盖新的预先清洁过的电枢本体，已冷却的电枢本体10从处理设备上取出并送到自动绕线机。

这种方法虽然可在良好导热和导电性能的轴向槽内涂覆一层大约50至100微米的薄的绝缘层，但在费用上也有一些重大的缺点：例如粉料池要求电枢本体的水平位置，而电枢本体在随后的加工过程中通常则进行垂直加工，所以在后续工序中，必须多次进行电枢本体的搬运；此外，输送电枢本体通过粉料池需要很复杂的输送系统；在粉料池损坏时，更换集成在整套设备中的粉料池又需要花费相当多的时间；从而导致设备的代价高昂的停机时间；掩模还承担电枢本体在运输过程中的固定功能，当掩模磨损时，可能出现电枢本体没有充分固定，从而危及工艺流程并导致停机。

发明内容

具有权利要求1所述特征的本发明方法的优点是，它与已知的方法比较，实现起来要经济得多，而且可保证具有可靠的槽绝缘的有效的塑料粉料涂覆。实施这个方法所需的元器件都是市售的一般标准件，它们例如象汽车喷漆或装饰表面的其他喷漆时所用的一样，而且随处都可买到。这类标准件只需很少的投资，易于维修，所以可快速更换功能件，并可把维修的停机时间减少到最低限度。在故障或没有物料流的情况下，可立即停止粉料流，并由此可使用粉料量达到最佳化。

所以本发明方法兼有装饰表面的静电粉料喷涂的全部优点，而又能保证槽壁用塑料粉料可靠的绝缘涂覆。通过涂覆一层大的层厚确保在槽壁上也淀积一层足够厚的粉料层，尽管该粉料层一般比电枢本体的圆柱形表面的粉料层薄，但对槽提供了可靠的绝缘涂层。涂覆的大的层厚比装饰表面的粉料喷涂的层厚大10至50倍，即约为1-1.5毫米。在静电粉料喷涂时，轴向槽表现为无场的所谓法拉第笼，因为喷涂源和最好接地的物体之间产生的磁场的场力线集中在尖端和凸部上，而不是渗入轴向槽中，电荷粉料粒在这些磁力线上运动。通过所谓的静电包围即场力线分布到电枢本体的端面，尽管粉料静电淀积在槽端部，但没有淀积在槽内部。通过本发明涂覆大的层厚，在涂覆过程开始时，虽然粉料首先淀积在具有高密度场力线的部位，但在继续喷涂时，这些部位产生饱和。饱和的部位不可能继续涂覆，因为该处产生电荷集中。随后到达的粉料粒携带相同的电荷并由于静电排斥而从电枢本体甩掉(反喷效应)。但由于喷涂源充电相同，这些粉料粒没有被反加速作用，确切地说，这些粉料粒由于场力线而不再受外力作用并进入轴向槽的内部。

本发明方法的另一优点在于改进了在加工过程中电枢本体的搬动，因为与熟知的方法所用的粉料液池不同的是，电枢本体可在任意位置喷涂，而无须放在水平位置。这样就省得搬动电枢本体，从而可省去工艺流程中的其他辅助工位。

通过权利要求2-9所列的措施有利于权利要求1给出的方法的进一步改进。在权利要求10和11中给出了实施该方法的一种优选的设备。

附图说明

下面结合附图所示的一个实施例来详细说明本发明。附图表示：

图1 按现有技术在电机的电枢本体上涂覆绝缘层的一种方法的流程示意图；

图2 压装在电枢轴上的电枢本体的横截面；

图3 电枢本体的绝缘涂覆的本发明方法的示意流程图；

图4 在涂覆过程中电枢本体的连续输送系统的示意图；

图5 静电粉料喷涂设备的方块图；

图6 带有集成储粉料器的粉料喷涂室的示意图。

具体实施方式

借助直流电动机电枢的一个带槽的电枢本体10来说明在带有用于安装电枢绕组的轴向槽的一个电机主要部件即一个定子或转子的铁磁的物体上涂覆电绝缘层的方法。图2用端视图示出的电枢本体10由若干成型冲片11组成，这些冲片在轴向一个挨一个地相互排列成一个所谓的叠片组并轴向相互固定连接。不用成型叠片组时，电枢本体10也可用软磁的复合材料做成实心圆柱体。电枢本体10按公知的方式在其整个圆周上等距离设置若干用于安装电枢绕组的轴向槽14。

压装在电枢轴13上的电枢本体10在第一道工序21“预清洁”(图3)中进行预清洁，以便去掉加工残渣例如冲屑和冷却剂残留物。预清洁的电枢本体10被放在一条带有固定电枢轴13的固定机构23的传送带22上(图4)并借助传送带22通过三道工序即“涂覆”24、“清洁”25和“烧渗”26。在“涂覆”工序24中，电枢本体10用静电充电的塑料粉料进行涂覆。涂覆是通过粉料直接喷涂到最好接地的电枢本体10上来实现，其层厚大约1-2毫米，最好大约1.0-1.5毫米，其中包括加工引起的误差。如果电枢本体10具有相对于塑料粉料较低的电位，则足可这样；当然最简单的方式是通过接地来实现。但电枢本体也可具有较高的电位。重要的是，电枢本体10相对于带静电的塑料粉料应具有这样一个电位差，使塑料粉料可到达电枢本体10。

在“清洁”工序25中，涂覆过的电枢本体10的圆柱形表面被清除掉在该处附着的粉料层，并在“烧渗”工序26中，涂覆的电枢本体10被加热，从而使每个电枢本体10上涂覆的粉料层熔化和随即固化。这时层厚下降到喷涂粉料层的1/3左右。然后电本体10用一个搬动工具27(图4)从传送带22上取下并在“冷却”工序28中进行冷却。最后在“电枢取出”工序29中，把喷涂好绝缘层的电枢本体10从工艺循环中取出并例如送到自动绕线机。在传送带22的返程途中，用清扫刷30清除掉传送带22的固定工具23上的残余粉料。

图5表示实施“涂覆”工序24所需的部件的方块图。通过传送带22用其上行传送线通过一个封闭的喷涂室31，静电充电的塑料粉料就被喷涂到接地的电枢本体10上。工件流程即电枢本体10通过喷涂室31用箭头20表示。电枢本体10的接地通过带有固定工具23的传送带22来实现，因为该传送带本身是接地的。在喷涂室31中集成一个喷涂装置32，该喷涂装置通过至少一个喷涂位置33借助压缩空气把定量的粉料喷涂到相应的电枢体10上。为此，每个喷涂位置33都设置一个所谓的喷枪或电晕枪，其喷射方向对准通过的电枢本体10。这种喷枪是在市场上可以买到的标准件，且被用于装饰表面的喷涂，为了粉料粒的静电充电，喷枪被连接在大约70千伏的电位上。每个电枢本体10喷涂的粉料量是这样计量的，使其在电枢本体10上最好形成1.0-1.5毫米的层厚。使用粗的塑料粉料，其粉料粒的平均直径大于150微米。这种重的粉料粒有助于克服前述的法拉第效应并导致电枢本体10的轴向槽14槽壁的改进和均匀的涂覆。没有到达电枢本体10的粉料则通过一根所谓的“超喷”管34输入一个料斗36中。在该料斗中，带粉料粒的压缩空气通过过滤器并作为废气(箭头37)排入大气中。被过滤器拦住的粉料粒则回到一个在料斗36内的储料器中。

供给喷枪的粉料量是由计量装置35提供的，而料斗36中的粉料则用一个气动输粉料装置38供给该计量装置。输粉料装置38通过一根借助阀41可控的吸管40连接在料斗36上并在吸管40内产生负压，在打开阀41时，粉料通过该负压从料斗36吸出并用压缩空气送到计量装置35。

图6表示带有料斗36的喷涂室31集成在一个共同的外壳42中作为涂覆室的紧凑的集成解决方案的示意图。从喷涂位置33或喷枪出来的带粉料的气流在从电枢本体10旁边流过后直接流到料斗36，在该处，空气通过过滤器39作为废气(箭头37)流入大气中。在过滤器39中沉淀的剩余粉料量落到料斗36的深底内的一个储料器中。粉料从该处通过气动输粉料装置38吸出并通过计量装置35重新送到喷涂位置33。为清楚起见，图5示出了两个喷涂位置33，而图6则只示出一个喷涂位置33。但喷涂装置32的喷涂位置33的数目可以是任意的并与通过喷涂室31的电枢本体10的要求的通过速度相匹配。

Claims (11)

1.在带有用于安装电绕组的轴向槽的电机主要部件的铁磁的物体上喷涂电绝缘层的方法，尤其是在直流电动机电枢的带槽的电枢本体上喷涂电绝缘层的方法，这种方法用静电充电的塑料粉料涂覆该铁磁的物体，其特征为，具有大的层厚的涂覆是通过把粉料直接喷涂到相对于塑料粉料具有一个电位差的该物体上来实现的，其中待喷涂的层厚预定为1.0-2毫米左右，最好1.0-1.5毫米。

2.按权利要求1的方法，其特征为，在相对于塑料粉料具有较低电位的、最好接地的物体上涂覆。

3.按权利要求1或2的方法，其特征为，使用粗的塑料粉料进行粉料喷涂，其粉料粒具有大于150微米的平均直径。

4.按权利要求1-3任一项的方法，其特征为，用压缩空气进行粉料喷涂。

5.按权利要求1-4任一项的方法，其特征为，在一个封闭的喷涂室(31)中，用一个连接在高电位上的喷涂装置(32)进行粉料喷涂，该喷涂装置配有至少一个对准该物体的喷涂位置(33)。

6.按权利要求1-5任一项的方法，其特征为，塑料粉料借助抽吸空气从储料器吸出，并用压缩空气把定量的粉料量供给喷涂装置(32)。

7.按权利要求1-6任一项的方法，其特征为，在静电粉料喷涂后，该物体在一个清洁过程中清除其表面上附着的粉料。

8.按权利要求1-7任一项的方法，其特征为，喷涂和清洁过的物体在一个加热过程中进行粉料层的烧渗。

9.按权利要求8的方法，其特征为，该物体在烧渗后进行冷却。

10.实施权利要求6-9任一项所述的方法的设备，其特征为，该设备包括：由一条运载该物体的传送带通过的喷涂室(31)，该喷涂室具有一个配置至少一个喷涂位置(33)的喷涂装置(32)；一个置于喷涂装置(32)前面的计量装置(35)；一个料斗(36)和一个气动输粉料装置(38)，该输粉料装置从料斗(36)吸出粉料并将其送到计量装置(35)。

11.按权利要求10的设备，其特征为，料斗(36)和喷涂室(31)集成在一个共同的外壳(42)中。

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