ITMI961082A1 - APPARATUS AND METHOD FOR COATING SURFACES WITH ROTOR SHEETS AND MATERIALS FOR THE SAME - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention
Questa invenzione riguarda in generale motori elettrici e, più particolarmente, separare elettricamente e meccanicamente, o isolare, un nucleo di rotore da barre di rotore e anelli di testata di un motore elettrico. This invention relates generally to electric motors and, more particularly, to electrically and mechanically separating, or insulating, a rotor core from rotor rods and head rings of an electric motor.
I noti rotori di motori ad induzione in corrente alternata comprendono tipicamente un nucleo di rotore formato da una pluralità di lamierini. In una configurazione nota, ciascun lamierino viene tranciato da un foglio di acciaio e contiene un'apertura per albero di rotore e una pluralità di aperture per barre di rotore distanziate e disposte radialmente adiacenti alla periferia esterna dei lamierini. I lamierini sono disposti in una catasta fino ad un’altezza di, per esempio, da 25 a 150 mm (da I a 6 pollici). I lamierini possono essere leggermente sghembi e saldati o inrerbloccnti assieme a formare il nucleo di rotore. Known alternating current induction motor rotors typically comprise a rotor core formed by a plurality of laminations. In a known configuration, each lamination is sheared from a sheet of steel and contains a rotor shaft opening and a plurality of rotor bar openings spaced apart and disposed radially adjacent the outer periphery of the laminations. The laminations are arranged in a stack up to a height of, for example, from 25 to 150 mm (from I to 6 inches). The laminations may be slightly skewed and welded or crimped together to form the rotor core.
Tale nucleo di rotore tipicamente contiene un’apertura longitudinale di albero di rotore e una pluralità di cave longitudinali per barre di rotore. Le cave per barre di rotore talvolta sono chiamate cave per conduttori secondari. Succesivamente ad un'operazione di pressofusione di alluminio, delle barre di rotore si estendono attraverso le cave per barre di rotore e degli anelli di testata cortocircuitano assieme le barre agli estremi opposti del nucleo di rotore. Tale rotore è talvolta chiamato nella tecnica rotore di tipo a "gabbia di scoiattolo". This rotor core typically contains a longitudinal opening of the rotor shaft and a plurality of longitudinal slots for rotor bars. Rotor bar slots are sometimes called secondary conductor slots. Following an aluminum die casting operation, rotor rods extend through the rotor rod slots and head rings together short the rods at opposite ends of the rotor core. Such a rotor is sometimes referred to in the art as a "squirrel cage" type rotor.
Rispetto alle cave per barre di rotore, le superfici dei lamierini alla periferia esterna di ciascuna cava di preferenza hanno resistenza elettrica per ridurre le perdite nel motore dovute a correnti che scorrono attraverso i lamierini dei rotore, in particolare, nel funzionamento, delle correnti sono indotte nelle barre di rotore e se le barre di rotore e i lamierini sono in contatto elettrico, almeno un certo passaggio di corrente sarà stabilito nei lamierini. Fornendo un’alta resistenza alla periferia esterna di ciascuna barra, tale passaggio di corrente nei lamierini può essere basso e si influiscono sulle prestazioni risultanti del motore. In aggiunta e per ridurre ulteriorememe tali perdite, il nucleo di rotore è di preferenza isolato, o separato meccanicamente dalle barre di rotore. Tale costruzione migliora la resa del motore e le caratteristiche di avviamento. Compared to the slots for rotor bars, the surfaces of the laminations at the outer periphery of each slot preferably have electrical resistance to reduce losses in the motor due to currents flowing through the laminations of the rotor, in particular, in operation, currents are induced in the rotor rods and if the rotor rods and laminations are in electrical contact, at least some current flow will be established in the laminations. By providing a high resistance to the outer periphery of each bar, this current passage in the laminations can be low and the resulting performance of the motor is affected. In addition and to further reduce such losses, the rotor core is preferably isolated, or mechanically separated from the rotor rods. This construction improves the performance of the engine and the starting characteristics.
Si sanno eseguire operazioni di "azzurramento" in forno per formare uno strato di ossido sui lamierini di nucleo di motore. Lo strato di ossido fornisce un’alta resistenza elettrica e separazione meccanica tra le barre di rotore e le superfici dei lamierini di rotore alla periferia delle medesime barre di rotore. In particolare e rispetto ad una nota operazione di "azzurramento'’ prima di colare le barre di rotore e gli anelli di testata, il nucleo di rotore viene posto in un forno di ricottura. Il nucleo di rotore viene ricotto in modo che si formi un rivestimento di ossido resistivo sulle superfici del nucleo. Il procedimento di ricottura viene chiamato "azzurramento" dato che i lamierini di acciaio del nucleo di rotore hanno in generale un colore bluastro come risultato di una corretta operazione di ricottura. It is known to perform "bluing" operations in the furnace to form an oxide layer on the engine core laminations. The oxide layer provides a high electrical resistance and mechanical separation between the rotor bars and the surfaces of the rotor laminations at the periphery of the rotor bars themselves. In particular and with respect to a known "bluing" operation before casting the rotor bars and the head rings, the rotor core is placed in an annealing furnace. The rotor core is annealed so that a resistive oxide coating on the core surfaces The annealing process is called "bluing" since the rotor core steel sheets generally have a bluish color as a result of proper annealing operation.
Benché l’azzurramento fornisca dei risultati soddisfacenti, un forno di ricottura in generale consuma, nel funzionamento, grandi quantità di energia e il nucleo di rotore tipicamente deve essere piazzato entro un tale forno funzionante per un lungo periodo allo scopo di formare un accettabile rivestimento di ossido. Anche se il nucleo può essere ricotto per un prolungato periodo di tempo, il rivestimento di ossido formato sui lamierini può non avere spessore o uniformità consistenti. Un noto rivestimento inorganico da impiegare come isolatore in trasformatori e in grandi equipaggiamenti rotanti, come turbine, è una dispersione acquosa di argilla di tipo caolino, ossido di ferro e di un legante fosfato. Per applicare il rivestimento, la superficie metallica del trasformatore da rivestire viene prima "preriscaldata". Tale preriscaldamento impedisce la separazione del’argilla, della carica di ossido di ferro e del legante fosfato durante l’asciugatura. Dopo l’operazione di preriscaldamento, il materiale di rivestimento viene applicato sulla superficie metallica e riscaldato ad una temperatura superiore a 180°C in modo che il fosfato si decomponga e formi una vetrina di polifosfato rinforzata dalla carica. Although blueing provides satisfactory results, an annealing furnace generally consumes large amounts of energy in operation and the rotor core typically must be placed within such a furnace operating for a long period in order to form an acceptable oxide. Although the core may be annealed for an extended period of time, the oxide coating formed on the laminations may not have consistent thickness or uniformity. A known inorganic coating to be used as an insulator in transformers and in large rotating equipment, such as turbines, is an aqueous dispersion of kaolin-type clay, iron oxide and a phosphate binder. To apply the coating, the metal surface of the transformer to be coated is first "preheated". This preheating prevents the separation of the clay, the iron oxide charge and the phosphate binder during drying. After the preheating operation, the coating material is applied to the metal surface and heated to a temperature above 180 ° C so that the phosphate decomposes and forms a polyphosphate showcase reinforced by the charge.
Benché tale noto rivestimento organico sia efficace, allo scopo di stabilire spessore e uniformità di rivestimento ottimi, il rivestimento inorganico deve essere sostanzialmente diluito. Tale diluizione destabilizza la dispersione e richiede che la dispersione venga agitata costantemente per mantenere uniformità. In aggiunta, la dispersione ha un'instabilità di pH. Un consistente alto pH è desiderabile, tuttavia, per fornire solubilizzazione che assicuri meglio l’applicazione di uno spessore uniforme di rivestimento e un’adesione ottima del rivestimento. Although this known organic coating is effective, in order to establish optimum coating thickness and uniformity, the inorganic coating must be substantially diluted. Such dilution destabilizes the dispersion and requires the dispersion to be stirred constantly to maintain uniformity. In addition, the dispersion has pH instability. A consistent high pH is desirable, however, to provide solubilization that better ensures the application of a uniform coating thickness and excellent adhesion of the coating.
Inoltre, la dispersione ha un colore rosso che potrebbe essere scambiato per ruggine. Ovviamente, se si osserva ruggine o aspetto di ruggine, la superficie metallica deve essere pulita, il che si aggiunge ai costi di fabbricazione e aumenta il tempo di fabbricazione. Additionally, the dispersion has a red color that could be mistaken for rust. Obviously, if rust or appearance of rust is observed, the metal surface must be clean, which adds to the manufacturing costs and increases the manufacturing time.
Sarebbe desiderabile, perciò, fornire un processo per formare una pellicola ad alta resistenza su prescelte superfici di lamierini di rotore che elimini una necessità di ricottura e stabilisca una pellicola sostanzialmente uniforme su prescelte superfici del rotore. Sarebbe anche desiderabile fornire un materiale di rivestimento che abbia buona adesione all’acciaio, migliore stabilità di dispersione alla concentrazione richiesta per uniformità di rivestimento, un consistente alto pH per solubilizzazione e stabilità, colorazione trasparente e impedimento di separazione del legante dalla carica per asciugamento. Questi e altri pregi sono forniti da materiali e procedimenti di rivestimento di nucleo di rotore qui descritti. Più in particolare, e in un aspetto, il materiale di rivestimento è una soluzione o miscela inorganica in base acquosa di fosfato diammonico (DAP), fosfato monoammonico (MAP) e una silice colloidale stabilizzata da ammoniaca. Per formare una pellicola altamente resistiva su un nucleo di rotore, il nucleo viene pulito e preriscaldato usando, per esempio riscaldamento ad induzione. Il materiale di rivestimento viene quindi applicato a prescelte superfici di nucleo di rotore. Il nucleo viene quindi asciugato e il materiale di rivestimento viene indurito. Il materiale di rivestimento indurito forma una pellicola altamente resistiva sulle prescelte superfici di nucleo. It would be desirable, therefore, to provide a process for forming a high strength film on selected surfaces of rotor laminations which eliminates a need for annealing and establishes a substantially uniform film on selected rotor surfaces. It would also be desirable to provide a coating material that has good adhesion to steel, better dispersion stability at the concentration required for coating uniformity, a consistent high pH for solubilization and stability, transparent coloring and preventing separation of the binder from the charge for drying. These and other advantages are provided by the rotor core coating materials and methods disclosed herein. More particularly, and in one aspect, the coating material is an aqueous based inorganic solution or mixture of diammonium phosphate (DAP), monoammonium phosphate (MAP) and an ammonia stabilized colloidal silica. To form a highly resistive film on a rotor core, the core is cleaned and preheated using, for example, induction heating. The coating material is then applied to selected rotor core surfaces. The core is then dried and the coating material hardened. The cured coating material forms a highly resistive film on the selected core surfaces.
Quando formata sulle superfici di lamierini alla periferia esterna delle cave per barre di rotore, la pellicola fornisce un'alta resistenza tra le barre di rotore e i lamierini e anche consente una buona separazione meccanica tra le barre di rotore e il nucleo di rotore. In aggiunta, la pellicola ha una buona adesione all'acciaio e il materiale di rivestimento ha migliorata stabilità di miscela in quanto la miscela non richiede agitazione costante per mantenere uniformità. Pure, il materiale di rivestimento ha migliorate caratteristiche di bagnnbilità e forma una pellicola sostanzialmente uniforme. Inoltre, il materiale di rivestimento è incolore e il legante non si separa dalla carica per asciugamento. Il sopradescritto procedimento di rivestimento elimina anche l’operazione di "azzurramento" in forno consumante tempo e di alto consumo energetico. When formed on the lamination surfaces at the outer periphery of the rotor rod slots, the film provides a high strength between the rotor rods and the laminations and also allows for good mechanical separation between the rotor rods and the rotor core. In addition, the film has good adhesion to steel and the coating material has improved blend stability as the blend does not require constant stirring to maintain uniformity. Also, the coating material has improved wettability characteristics and forms a substantially uniform film. Furthermore, the coating material is colorless and the binder does not separate from the charge by drying. The above-described coating process also eliminates the time-consuming and energy-consuming "bluing" operation in the oven.
La Figura I è una vista piana dall’alto di un lamierino di rotore. La Figura 2 è una vista prospettica di un nucleo di rotore. Figure I is a top plan view of a rotor lamination. Figure 2 is a perspective view of a rotor core.
La Figura 3 è uno schema di flusso illustrante una sequenza di fase di procedimento per rivestire un nucleo di rotore. Figure 3 is a flow chart illustrating a process step sequence for coating a rotor core.
La Figura 4 è un’illustrazione schematica di utensili di iniezione che possono essere utilizzati nel'iniettare materiale di rivestimento in cave per barre di rotori di un nucleo di rotore. Figure 4 is a schematic illustration of injection tools that can be used in injecting coating material into slots for rotor bars of a rotor core.
La Figura 5 è una vista dall’alto di un nucleo di rotore indicante zone di tenuta toccate da anelli di tenuta dell’utensile di iniezione illustrato in Figura 4. Figure 5 is a top view of a rotor core indicating sealing areas touched by sealing rings of the injection tool illustrated in Figure 4.
La Figura 6 è un'illustrazione schematica di un sistema di estrazione a depressione per rimuovere materiale di rivestimento in eccesso da un nucleo di rotore. Figure 6 is a schematic illustration of a vacuum extraction system for removing excess coating material from a rotor core.
La Figura 1 è una vista piana dall’alto di un lamierino di rotore 10. Il lamierino 10, per esempio, è tranciato da un foglio di acciaio (non mostrato) e ha una forma generalmente circolare. Il lamierino 10 contiene un'apertura 12 centrale di albero di rotore e una pluralità di aperture 14 distanziate e disposte radialmente adiacenti ad una periferia esterna 16 del lamierino 10. Figure 1 is a top plan view of a rotor sheet 10. The sheet 10, for example, is cut from a steel sheet (not shown) and has a generally circular shape. The lamination 10 contains a central rotor shaft opening 12 and a plurality of spaced apart and radially disposed openings 14 adjacent an outer periphery 16 of the lamination 10.
La Figura 2 è una vista prospettica di un nucleo 20 di rotore sostanzialmente cilindrico. Il nucleo di rotore 20 è formato accatastando una pluralità di lamierini 10 ad un’altezza di, per esempio, tra 25 e 150 min (tra 1 e 6 pollici). Ciascuna apertura di albero di rotore 12 di ciascun lamierino 10 è allineata coassialmente con altre aperture 12 di albero di rotore di altri lamierini 10 del nucleo 20 per formare un foro 22 di albero di rotore. Le aperture 14 disposte radialmente di ciascun lamierino di rotore sono allineate a formare cave 24 per barre di rotore. Il numero delle cave 24 per barre di rotore può variare a seconda del numero desiderato di barre di rotore. Se i lamierini sono sghembi, come si sa bene nella tecnica, le barre di rotore 24 saranno sfalsate angolarmente rispetto all’asse dell'albero di rotore 22. I lamierini 10 possono essere saldati, interbloccati o tenuti assieme temporaneamente usando un utensile temporaneo, come spine elastiche, per formare il nucleo di rotore 20. La Figura 3 è uno schema di flusso illustrante una sequenza di fasi di procedimento 30 per formare una pellicola altamente resistiva sulle superfici dei lamierini 10 alla periferia esterna di ciascuna cava 24 di nucleo di rotore 20. Benché il procedimento 30 venga descritto qui sotto rispetto al nucleo di rotore 20, si dovrebbe capire che una pellicola potrebbe essere formata su ciascun lamierino 10 separatamente. In aggiunta, la pellicola potrebbe essere formata su altre superfici diverse dalle sole superfici di cave di lamierini usando il procedimento 30. Figure 2 is a perspective view of a substantially cylindrical rotor core 20. The rotor core 20 is formed by stacking a plurality of laminations 10 at a height of, for example, between 25 and 150 min (between 1 and 6 inches). Each rotor shaft opening 12 of each lamination 10 is coaxially aligned with other rotor shaft openings 12 of other core laminations 10 to form a rotor shaft bore 22. The radially disposed openings 14 of each rotor lamination are aligned to form slots 24 for rotor rods. The number of slots 24 for rotor bars can vary depending on the desired number of rotor bars. If the laminations are skewed, as is well known in the art, the rotor bars 24 will be angularly offset with respect to the axis of the rotor shaft 22. The laminations 10 can be welded, interlocked or held together temporarily using a temporary tool, such as spring pins, to form the rotor core 20. Figure 3 is a flow chart illustrating a sequence of process steps 30 for forming a highly resistive film on the surfaces of the laminations 10 at the outer periphery of each rotor core slot 24 20 While the method 30 is described below with respect to the rotor core 20, it should be understood that a film could be formed on each lamination 10 separately. In addition, the film could be formed on other surfaces other than just the lamination slot surfaces using method 30.
Facendo particolarmente riferimento alla Figura 3, una volta che le operazioni sono partite (fase 32), il nucleo 20 viene pulito (fase 34). Il nucleo di rotore 20 può essere pulito per esempio, usando un equipaggiamento riscaldatore a radiofrequenza noto e disponibile commercialmente. Con tale equipaggiamento e ad una frequenza di 500 Hz, per esempio, il nucleo 20 è riscaldato a circa 190°C per meno di un minuto. Il nucleo 20 non necessariamente deve essere pulito se il materiale di rivestimento aderisse alle superfici di nucleo senza pulitura. Referring particularly to Figure 3, once the operations have started (step 32), the core 20 is cleaned (step 34). The rotor core 20 can be cleaned for example, using known and commercially available radio frequency heater equipment. With such equipment and at a frequency of 500 Hz, for example, the core 20 is heated to about 190 ° C for less than a minute. The core 20 does not necessarily need to be cleaned if the coating material adhered to the core surfaces without cleaning.
Dopo che il nucleo a 20 è pulito, si applica un materiale di rivestimento (fase 36) alle superfici di lamierino alla periferia esterna di ciascuna cava 24 lungo l’intera lunghezza della cava. Durante il procedimento di rivestimento, il nucleo 20 di preferenza è a temperatura da circa 20 a 40°C. il materiale di rivestimento può essere applicato, per esempio, usando procedimenti di iniezione o di rotolamento descritti qui av anti in maggior dettaglio. After the core 20 is clean, a coating material is applied (step 36) to the sheet metal surfaces at the outer periphery of each slot 24 along the entire length of the slot. During the coating process, the core 20 is preferably at a temperature of about 20 to 40 ° C. the coating material can be applied, for example, using injection or rolling methods described herein in greater detail.
Successivamente all’applicazione del materiale di rivestimento, il nucleo 20 è asciugato (fase 38) e il materiale di rivestimento è polimerizzato (fase 40). Tali fasi di asciugatura e polimerizzazione (fasi 38 After the application of the coating material, the core 20 is dried (step 38) and the coating material is polymerized (step 40). Such drying and curing steps (steps 38
possono essere eseguite usando un forno a convezione di aria controllato per riscaldare il nucleo 20 ad una temperatura da circa 100 a circa 120°C per un tempo da circa 10 a 15 minuti, per asciugare (fase 38) e quindi riscaldare il nucleo 20 a circa 300°C per almeno 20 minuti, per indurire (fase 40) il materiale di rivestimento. Successivamente all'asciugatura e all’indurimento (fasi 38 e 40), il procedimento 30 è completo alla fase 42. can be performed using a controlled air convection oven to heat the core 20 to a temperature of about 100 to about 120 ° C for a time of about 10 to 15 minutes, to dry (step 38) and then heat the core 20 to about 300 ° C for at least 20 minutes, to harden (step 40) the coating material. After drying and hardening (steps 38 and 40), procedure 30 is complete at step 42.
Il procedimento 30 fornisce il vantaggio che si eliminano le operazioni lunghe e di alto consumo di energia di ricottura. Inoltre, usando il procedimento 30, si forma una pellicola sostanzialmente uniforme sulle prescelte superfici dì nucleo di rotore. Method 30 provides the advantage that long and energy-intensive annealing operations are eliminated. Also, using method 30, a substantially uniform film is formed on the selected rotor core surfaces.
Rispetto al materiale di rivestimento applicato nella fase 36, e in una realizzazione, tale materiale è della seguente miscela. With respect to the coating material applied in step 36, and in one embodiment, such material is of the following blend.
Le particolari percentuali sopra esposte sono percentuali per una particolare realizzazione del materiale di rivestimento. Vicino a ciascuna di tali particolari percentuali c’è una gamma che espone urto gamma accettabile di percentuali di ingredienti per ciascun ingrediente. Si dovrebbe capire, perciò, che la composizione non è limitata alle percentuali specificate per quella realizzazione. The particular percentages set forth above are percentages for a particular embodiment of the coating material. Close to each of those particular percentages is a range that exhibits an acceptable range of ingredient percentages for each ingredient. It should be understood, therefore, that the composition is not limited to the percentages specified for that embodiment.
Le seguenti sono indicazioni preferite per il . DAP, MAP e la silice colloidale indicati qui sopra. The following are preferred directions for the. DAP, MAP and the colloidal silica mentioned above.
1 ora, 180 C) 1 hour, 180 C)
Una silice colloidale stabilizzata da alcali è inaccettabile all’uso come silice colloidale per la miscela sopra descritta. Piuttosto, la silice colloidale dovrebbe essere stabilizzata con ammoniaca. An alkali-stabilized colloidal silica is unacceptable for use as colloidal silica for the mixture described above. Rather, the colloidal silica should be stabilized with ammonia.
Le specifiche in parentesi sopra esposte hanno i seguenti significati. oH U% di soluzione a 25°C The specifications in parentheses above have the following meanings. oH U% of solution at 25 ° C
Il presente ingrediente forma una soluzione acquosa all’ 1 % e quando riscaldato a 25°C. la soluzione ha il pH indicato. This ingredient forms a 1% aqueous solution and when heated to 25 ° C. the solution has the indicated pH.
Solubilità g/100g di acqua. Solubility g / 100g of water.
Il presente ingrediente è aggiunto, incrememalmente, a 100 g di acqua riscaldata a 20°C. L’acqua è completamente saturata quando il numero indicato di grammi di ingredienti è stato aggiunto all’acqua. The present ingredient is added, incrementally, to 100 g of water heated to 20 ° C. The water is completely saturated when the indicated number of grams of ingredients has been added to the water.
Contenuto di solidi % (0,5g. 1 ora, 180°C) Solid content% (0.5g. 1 hour, 180 ° C)
0,5g dei presenti ingredienti viene piazzato su un piatto di alluminio e riscaldato per un’ora ad una temperatura di 180°C. La percentuale indicata è la percentuale, in peso, del materiale solido che rimane successivamente a tale riscaldamento. 0.5g of these ingredients is placed on an aluminum plate and heated for one hour at a temperature of 180 ° C. The percentage indicated is the percentage, by weight, of the solid material that remains after such heating.
Peso specifico Specific weight
La grandezza indicata è il peso specifico dell'ingrediente misurato secondo il metodo di prova ASTM D333 in g/cm<3>The quantity indicated is the specific weight of the ingredient measured according to the ASTM D333 test method in g / cm <3>
Per la miscelazione degli ingredienti sopra descritti, e in una realizzazione, il DAP e MAP sono prima disciolti in acqua. Fino al 25% della composizione percentuale totale di acqua, come esposto qui sopra, cioè il 73,4%, può essere usato per predisciogliere tali ingredienti. Dopo la completa solubilizzazione del DAP e MAP, si aggiunge In silice colloidale alla miscela. La rimanente quantità di acqua viene quindi aggiunta. Le specifiche della miscela finita sono esposte qui sotto. For mixing the ingredients described above, and in one embodiment, the DAP and MAP are first dissolved in water. Up to 25% of the total percentage composition of water, as set forth above, i.e. 73.4%, can be used to predissolve such ingredients. After the complete solubilization of the DAP and MAP, colloidal silica is added to the mixture. The remaining amount of water is then added. The finished mix specifications are shown below.
maglie (44 micron) mesh (44 microns)
La miscela finita sarebbe uniforme, e libera da particelle di gel e di materiale estraneo. The finished mixture would be uniform, and free from gel particles and foreign material.
Indurendo il presente materiale di rivestimento, come descritto nella fase 40 di Figura 3, si obbliga il solfato a decomporsi e a formare una pellicola di polifosfato sulle superfici dei lamierini. La composizione elementare della pellicola, secondo la realizzazione di materiale sopra specificata è: By hardening the present coating material, as described in step 40 of Figure 3, the sulfate is forced to decompose and form a polyphosphate film on the surfaces of the laminations. The elemental composition of the film, according to the realization of material specified above is:
Usando il procedimento 30 (Figura 3) con il materiale di rivestimento sopra descritto, si facilitano l'aumento delle prestazioni di rotore perchè la pellicola risultante ha un’alta resistenza al passaggio di corrente e fornisce buona separazione meccanica tra il nucleo di rotore e le faune di rotore. In aggiunta, il materiale di rivestim sopra descritto si crede che abbia le seguenti proprietà o caratteristiche desiderabili: buona adesione ad acciaio, stabilità di dispersione alia concentrazione richiesta per uniformità di rivestimento, tissotropia per impedire la colatura e l’asciugatura dopo applicazione, colorazione trasparente e inibizione di separazione del legante dalla carica per asciugatura. Using method 30 (Figure 3) with the coating material described above, the increase in rotor performance is facilitated because the resulting film has a high resistance to current flow and provides good mechanical separation between the rotor core and the rotor faunas. In addition, the coating material described above is believed to have the following desirable properties or characteristics: good adhesion to steel, dispersion stability at the required concentration for coating uniformity, thixotropy to prevent sagging and drying after application, transparent coloring. and inhibition of separation of the binder from the charge by drying.
La Figura 4 è un'illustrazione schematica, parziale in sezione di un esempio di utensile di iniezione 50 che può essere utilizzato per applicare il materiale di rivestimento (fase 36) di Figura 3) in cave 24 di barre di rotore del nucleo di rotore 20. L’utensile di iniezione 50 contiene un utensile superiore 52 di iniezione di rivestimento e un utensile inferiore 54 di iniezione di rivestimento. L’utensile superiore 52 contiene un anello di tenuta esterno 56 e un anello di tenuta interno 58. Le carità di rivestimento 60 e 62 sono formate nell’utensile superiore 52 per scarico di aria. Un canale 64 di scarico di aria, o di aspirazione, è anche formato nell’utensile superiore 52 in comunicazione con la cavità 60. In aggiunta, l’utensile superiore 52 contiene un canale 66 di rivelazione di materiale di rivestimento e un'apertura 68 in comunicazione con la cavità 60. Figure 4 is a schematic, partial sectional illustration of an example of an injection tool 50 which can be used to apply the coating material (step 36) of Figure 3) into slots 24 of rotor rods of the rotor core 20 The injection tool 50 contains an upper coating injection tool 52 and a lower coating injection tool 54. The upper tool 52 contains an external sealing ring 56 and an internal sealing ring 58. The coating charities 60 and 62 are formed in the upper tool 52 for air discharge. An air discharge, or suction, channel 64 is also formed in the upper tool 52 in communication with the cavity 60. In addition, the upper tool 52 contains a coating material detection channel 66 and an opening 68 in communication with cavity 60.
L’utensile inferiore 54 contiene un anello esterno di tenuta 70 e un anello interno di tenuta 72. Le cavità dì utensile 74 e 76 sono formate nell’utensile inferiore 54 per ricevere materiale di rivestimento. Un canale 78 di rifornimento di materiale di rivestimento è pure formato nell’utensile inferiore 54 in comunicazione con !a cavità 76. The lower tool 54 contains an external sealing ring 70 and an internal sealing ring 72. The tool cavities 74 and 76 are formed in the lower tool 54 to receive coating material. A supply channel 78 of coating material is also formed in the lower tool 54 in communication with the cavity 76.
Nel funzionamento e successivamente alla pulizia del nucleo di rotore 20, come sopra descritto per la fase di pulizia 34 (Figura 3), il nucleo di' rotore 20 è posizionato tra gli utensili inferiori e superiori 52 e 54. Gli utensili 52 e 54 sono quindi serrati contro il nucleo di rotore 20 in modo che gli anelli di tenuta 56 e 58 dell’utensile superiore 52 e gli anelli di tenuta 70 e 72 dell’utensile inferiore 54 formano delle tenute con le rispettive superfici de! nucleo 20. Le posizioni delle tenute formate degli anelli di tenuta 56 e 58, per esempio, sono illustrate in Figura 5, che è una vista superiore del nucleo di rotore 20. Le tenute sono formate nelle posizioni degli anelli di tenuta 56 e 58 come mostrato in Figura 5. Tali tenute impediscono convenientemente al materiale di rivestimento di essere applicato, per esempio, alle superfici di lamierini alla periferia esterna del foro 22. In operation and after cleaning the rotor core 20, as described above for the cleaning step 34 (Figure 3), the rotor core 20 is positioned between the lower and upper tools 52 and 54. The tools 52 and 54 are then tightened against the rotor core 20 so that the sealing rings 56 and 58 of the upper tool 52 and the sealing rings 70 and 72 of the lower tool 54 form seals with the respective surfaces of the lower tool. core 20. The positions of the formed seals of the sealing rings 56 and 58, for example, are illustrated in Figure 5, which is a top view of the rotor core 20. The seals are formed at the positions of the sealing rings 56 and 58 as shown in Figure 5. Such seals conveniently prevent the coating material from being applied, for example, to the surfaces of laminations at the outer periphery of the bore 22.
Una volta che gli utensili superiori e inferiori 52 e 54 sono serrati contro il nucleo di rotore 20. come sopra descritto, il materiale di rivestimento viene iniettalo, sotto qualsiasi pressione opportuna, nel canale 78 di rifornimento di materiale di rivestimento. Tale materiale iniettato scorre attraverso il canale 78 e nelle cavità 74 e 76. Il materiale di rivestimento scorre anche nelle cave 24 delle barre di rotore, e parte del materiale scorre nelle cavità di scarico 60 e 62 nell’utensile superiore 52. Il materiale iniettato può spostare una parte di aria inizialmente nell’utensile 50 o nelle cave 24 di barre di rotore, e tale aria spostata può essere spinta attraverso il canale di scarico 64 nell’utensile superiore 52. Once the upper and lower tools 52 and 54 are clamped against the rotor core 20 as described above, the coating material is injected, under any suitable pressure, into the coating material supply channel 78. This injected material flows through the channel 78 and into the cavities 74 and 76. The coating material also flows into the slots 24 of the rotor bars, and part of the material flows into the discharge cavities 60 and 62 in the upper tool 52. The injected material may displace a portion of air initially in the tool 50 or the slots 24 of rotor rods, and such displaced air may be pushed through the exhaust channel 64 into the upper tool 52.
La quantità di materiale di rivestimento rich iesta da iniettare nell’utensile 50 può essere determinata empiricamente mediante qualsiasi particolare tipo di nucleo di rotore. The amount of coating material required to be injected into the tool 50 can be empirically determined using any particular type of rotor core.
Alternativamente, un rivelatore di livello può essere posizionato sull’apertura 68 per rivelare il livello di materiale di rivestimento nella cavità di scarico 60. In particolare, quando il materiale riempie la cavità 60, parte del materiale verrà deviato attraverso i canali 66 all’apertura 68. Rivelando l'arrivo del materiale all'apertura 68, il livello del materiale di rivestimento nell’attrezzatura 50 può essere determinato facilmente. In generale, la quantità di materiale iniettato viene scelta per essere una quantità minima richiesta ad assicurare che le superfici dei lamierini alla periferia esterna di ciascuna cava 24 del nucleo di rotore 20 siano state rivestite. Alternatively, a level detector can be placed on the opening 68 to detect the level of coating material in the discharge cavity 60. In particular, when the material fills the cavity 60, some of the material will be diverted through the channels 66 to the opening. 68. By detecting the arrival of the material at the opening 68, the level of the coating material in the fixture 50 can be easily determined. In general, the amount of material injected is chosen to be a minimum amount required to ensure that the surfaces of the laminations at the outer periphery of each slot 24 of the rotor core 20 have been coated.
Piuttosto che usare l’attrezzo di iniezione 50, altri procedimenti per applicare materiale di rivestimento (fase 36 di Figura 3) al materiale laminato alla periferia esterna delle cave 24 di barre di rotore del nucleo di rotore 20 comprendono procedimenti di riempimento sotto vuoto e di rotolamento. Nel caso di procedimento di riempimento sotto vuoto, si usa aspirazione per tirare il materiale di rivestimento attraverso le cave 24. In un procedimento di rotolamento, una massa di materiale di rivestimento viene formata in un vassoio o simile contenitore aperto. 11 nucleo di rotore 20 viene quindi rotolato attraverso la massa in modo che il materiale di rivestimento riempia le cave 24 delle barre di rotore. Il livello di materiale nel vassoio è scelto in modo che il materiale occupi completamente le cave 24 ai barre di rotore quando il nucleo di rotore 20 viene rotolato attraverso la massa. Rather than using the injection tool 50, other methods of applying coating material (step 36 of Figure 3) to the laminated material at the outer periphery of the rotor rod slots 24 of the rotor core 20 include vacuum filling and rolling. In the case of the vacuum filling process, suction is used to pull the liner material through the slots 24. In a rolling process, a mass of liner material is formed in an open tray or similar container. The rotor core 20 is then rolled through the mass so that the coating material fills the slots 24 of the rotor rods. The level of material in the tray is chosen so that the material completely occupies the slots 24 in the rotor bars when the rotor core 20 is rolled through the mass.
Dopo aver applicato il materiale di rivestimento al materiale laminato alla periferia delle cave 24 di barre di rotore, il materiale di rivestimento in eccesso viene lasciato scaricare dal nucleo 20. Tale materiale di rivestimento in eccesso può essere tolto dal nucleo usando, per esempio, un estrattore per aspirazione. After applying the coating material to the laminated material at the periphery of the rotor rod slots 24, the excess coating material is allowed to drain from the core 20. Such excess coating material can be removed from the core using, for example, a extractor for aspiration.
La Figura 6 illustra, in forma schematica, una realizzazione esemplificativa di sistema 100 estrattore per aspirazione per rimuovere il materiale di rivestimento in eccesso dal nucleo 20 di rotore. 11 sistema 100 comprende un utensile 102 superiore di aspirazione e un utensile inferiore 104 di aspirazione. L'utensile superiore 102 di aspirazione contiene una cavità per vuoto 106 e un'apertura per vuoto 108 in comunicazione con una manica di aspirazione 1 10 collegata ad un motore aspiratore (non mostrato). Similmente, un utensile inferiore per vuoto 104 contiene una cavità per vuoto 1 12 e un'apertura per vuoto 1 14 in comunicazione con una manica di aspirazione 1 16 collegata ad un motore aspiratore (non mostrato). L’apertura 108 di utensile superiore per vuoto non è allineata con l’apertura 1 14 di utensile inferiore per vuoto per evitare eccessiva rimozione di materiale. Figure 6 schematically illustrates an exemplary embodiment of a vacuum extractor system 100 for removing excess coating material from the rotor core 20. The system 100 includes an upper suction tool 102 and a lower suction tool 104. The upper suction tool 102 contains a vacuum cavity 106 and a vacuum opening 108 in communication with a suction sleeve 10 connected to a suction motor (not shown). Similarly, a lower vacuum tool 104 contains a vacuum cavity 12 and a vacuum opening 14 in communication with a suction sleeve 16 connected to a vacuum motor (not shown). The opening 108 of the upper vacuum tool is not aligned with the opening 1 14 of the lower vacuum tool to avoid excessive removal of material.
Nel funzionamento, il nucleo di rotore 20 è sostenuto, per esempio, su un convogliatore (non mostrato) o è tenuto in un utensile di serraggio robotizzato (non mostrato) ed è convogliato tra utensili 102 e aziona il motore di aspirazione e il materiale di rivestimento in eccesso viene estratto dagli estremi del nucleo 20 e nelle cavità per vuoto 106 e 112. Tale materiale in eccesso scorre attraverso le maniche 110 e 116 ad un serbatoio di raccolta (non mostrato) per reimpiego. In operation, the rotor core 20 is supported, for example, on a conveyor (not shown) or is held in a robotic clamping tool (not shown) and is conveyed between tools 102 and drives the vacuum motor and the material of Excess coating is extracted from the ends of the core 20 and into the vacuum cavities 106 and 112. Such excess material flows through the sleeves 110 and 116 to a collecting tank (not shown) for reuse.
Ovviamente, l'attrezzatura dì iniezione 50 e il sistema di aspirazione 100 non sono necessariamente limitati alla realizzazione con il materiale di rivestimento sopra descritto. Tale attrezzatura 50 e sistema 100 potrebbero essere usali con parecchi altri materiali di rivestimento. Per esempio, il materiale di rivestimento generalmente noto come coreplate tipo C 5 o C6 (indicazioni della American Iron and Steel Insitute ( A ISI )). come il "coreplate" rosso puro, disponibile presso la P.D. George Company di St. Louis. Missouri, USA, potrebbe essere iniettato in un nucleo di rotore mediante l'attrezzatura 50 e il sistema di aspirazione 100 potrebbe essere usato per rimuovere il materiale in eccesso. Obviously, the injection equipment 50 and the suction system 100 are not necessarily limited to construction with the coating material described above. Such equipment 50 and system 100 could be used with several other coating materials. For example, the coating material generally known as C 5 or C6 type coreplate (indications from the American Iron and Steel Institute (A ISI)). such as the pure red "coreplate", available from P.D. George Company of St. Louis. Missouri, USA, could be injected into a rotor core by equipment 50 and the suction system 100 could be used to remove excess material.
Dalla precedente descrizione, è evidente che gli scopi dell’invenzione sono raggiunti. Benché l’invenzione sia stata descritta e illustrata in dettaglio, si deve chiaramente capire che la medesima è intesa come modo di illustrazione ed esempio solo e non deve essere presa a titolo di limitazione. Per esempio, piuttosto che applicare il materiale di rivestimento ai lamierini dopo che il nucleo di rotore è stato formato, il procedimento sopra descritto potrebbe essere usato per applicare il materiale di rivestimento a ciascun lamierino di rotore separatamente prima di formare il nucleo di rotore. Di conseguenza lo spirito e/ il campo dell’invenzione devono essere solo limitati dai termini delle allegate rivendicazioni. From the previous description, it is evident that the purposes of the invention have been achieved. Although the invention has been described and illustrated in detail, it must be clearly understood that it is intended as a way of illustration and example only and should not be taken as a limitation. For example, rather than applying the coating material to the laminations after the rotor core has been formed, the method described above could be used to apply the coating material to each rotor lamination separately before forming the rotor core. Consequently, the spirit and / field of the invention must only be limited by the terms of the attached claims.
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