新能源汽車電機(jī)滴浸工藝原理介紹

高品質(zhì)、可持續(xù)、負(fù)責(zé)任，

滴 漆 工 藝 之 我 見   

前 言：              

   伴隨滴浸工藝在電機(jī)絕緣上的廣泛應(yīng)用，如何高效合理性的解決滴漆質(zhì)量成為產(chǎn)線產(chǎn)能考核的重要指標(biāo)之一。

    本文簡略介紹了滴漆工藝產(chǎn)生的技術(shù)背景及工藝原理，分解了滴漆工藝流程的必經(jīng)階段，并通過介紹，提出滴漆階段控制滴漆質(zhì)量的一些技術(shù)難點(diǎn)，并就滴漆計(jì)量泵精度控制、滴漆管路凝膠問題、以及無溶劑滴漆單組份、雙組份優(yōu)劣勢對比做出相應(yīng)闡述。

一、背 景 

滴浸工藝產(chǎn)生的技術(shù)背景是什么？

常用的浸漬處理方法是常壓浸漬或真空壓力浸漬統(tǒng)稱為沉浸。這種浸漬方法存在著干燥時(shí)間長；繞組所有部位均被漆液沾污，烘焙后要清理，有環(huán)境污染等缺點(diǎn)。

五十年代末歐洲發(fā)展了滴落浸漬新工藝(簡稱滴浸工藝)，它充分發(fā)揮了無溶劑漆的特點(diǎn)。采用滴浸工藝，不僅縮短了工藝時(shí)間，解決了漆的流失和清理問題。同時(shí)提高了電機(jī)絕緣質(zhì)量和使用壽命，為電機(jī)浸漬過程機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。我國在六十年代初期開始搞滴浸試驗(yàn),近二十年來，滴浸工藝在各種類型的低壓電機(jī)上已大量使用，目前可應(yīng)用到功率800瓦以上的電機(jī)上，并逐步發(fā)展應(yīng)用到環(huán)形線圈和變壓器線圈上。

二、原 理 

什么是滴浸工藝呢？

滴浸工藝指的是將經(jīng)過精密計(jì)量的，能迅速膠化的無溶劑漆，連續(xù)滴落到經(jīng)預(yù)熱的旋轉(zhuǎn)著的繞組端部上。其工藝原理是通過預(yù)熱繞組，使滴入的漆粘度下降，流動(dòng)性提高，在重力和線匝間產(chǎn)生毛細(xì)滲透現(xiàn)象的作用下，漆液很快地滲透填滿全部繞組匝間，隨之無溶劑漆在較高溫度下開始膠化和固化。   

三、 流 程 

滴浸工藝流程是怎樣的？ 

滴浸工藝的整個(gè)過程，可以分為四個(gè)階段，即預(yù)熱、滴漆、膠化和固化，下面將分別敘述。

A\預(yù)熱階段

預(yù)熱有二個(gè)目的，一是驅(qū)趕定子、轉(zhuǎn)子繞組中的潮氣；二是提高繞組的溫度，以降低滴浸漆的粘度，使漆能滲透到線圈的細(xì)小部分，同時(shí)過渡到膠化階段，預(yù)熱的溫度根據(jù)所用的滴浸漆決定。

B\滴漆階段

滴漆階段是決定滴漆質(zhì)量的重要一環(huán)，在這個(gè)階段要掌握三個(gè)工藝參數(shù)：即轉(zhuǎn)速、傾斜角和滴漆量。

1、轉(zhuǎn)速:

滴漆是在工件轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行的，轉(zhuǎn)速與工件直徑有關(guān)，直徑大轉(zhuǎn)速低，直徑小轉(zhuǎn)速高。因此根據(jù)工件的品種和大小選擇合適的轉(zhuǎn)速，既能使漆很快地滲透，又能保持工件鐵芯內(nèi)外圓不被沾污。

2、傾斜角

傾斜法即線圈在保持一定的傾斜角度下進(jìn)行滴漆,漆液依靠重力,毛細(xì)現(xiàn)象滲透到線圈內(nèi)部,傾斜可加快漆的速度。滴浸工藝*早都采用傾斜滴漆法,后又出現(xiàn)水平滴漆法。對于較大的工件,采用傾斜滴漆法或傾斜滴漆與水平滴漆相結(jié)合的辦法,有利于漆液充分填滿槽內(nèi)空隙。

3、滴漆量:

滴漆量是滴漆過程中的一個(gè)核心問題。

日本東芝公司將滴漆時(shí)控制漆量用的計(jì)量泵稱為滴浸設(shè)備的心臟。可見，控制滴漆量是影響滴漆質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

滴漆工藝要求滴下的漆完全被吸收至線圈內(nèi)部，形成無氣隙的完全浸透狀態(tài)。合理性的控制滴漆量成為工藝實(shí)施的重要指標(biāo)：漆量太多，就不可能完全被吸收,多余的漆會(huì)流到鐵芯內(nèi)外還要刮掉。尤其是某些工件的結(jié)構(gòu)容易造成漆的堆積，在固化時(shí)還會(huì)造成開裂等現(xiàn)象。漆量過多還易造成漆粘附不均勻，影響線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，慣量不平衡的現(xiàn)象。

在滴漆計(jì)算過程中主要由三個(gè)參數(shù)決定滴漆質(zhì)量:分別是滴漆量、滴漆速度、滴漆時(shí)間。滴漆量多少合適，在選定材料后，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和大小通過試驗(yàn)來確定。采用計(jì)量泵控制滴漆量可使每個(gè)工件都能有相同的漆量以保證質(zhì)量。滴漆量確定后通過實(shí)驗(yàn)來確定滴漆速度，即確定在一定的轉(zhuǎn)速下，使滴下的漆都能吸收而不流失的速度。滴漆量及滴漆速度確定后，就可以求得滴漆時(shí)間。

C\膠化階段

無溶劑漆一般是由線型或帶有支鏈的線型分子組成，并加有硬化劑、促進(jìn)劑、交鏈劑等。原本是可以流動(dòng)的粘性液體，在一定的溫度下，分子之間發(fā)生反應(yīng)，表現(xiàn)為體系的粘度逐漸增大，體系轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袕椥缘哪z狀物，且性質(zhì)也隨之發(fā)生突變，這個(gè)現(xiàn)象叫做凝膠化。

無溶劑漆在膠化時(shí)會(huì)放熱，尤其是滴浸漆，由于膠化速度較快，因此放熱也比較厲害。由于放熱量與材料有關(guān)，在選定材料之后，選擇膠化的溫度和時(shí)間時(shí)要考慮放熱現(xiàn)象。

漆在膠化和固化過程中會(huì)引起體積的收縮，收縮率太大,還往往容易在槽口和鐵芯與梢楔接觸的兩側(cè)引起開裂。在目前的環(huán)氧漆中，有一些易揮發(fā)的稀釋劑或沸點(diǎn)較低的硬化劑。在膠化過程中要揮發(fā)，當(dāng)膠化反應(yīng)劇烈時(shí)，表面的漆正在成膜，內(nèi)部揮發(fā)成份又要出來，就會(huì)沖破漆膜形成氣泡。一般在滴完漆后，不希望立即膠化，而希望再轉(zhuǎn)動(dòng)幾分鐘，使吸收的漆在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中滲透分布得均勻一些，然后再膠化。選擇膠化溫度與時(shí)間，還與工件的形狀、大小有關(guān)。   

D\固化階段

在滴浸工藝中,由于考慮到滴漆機(jī)的效能，往往在沒有完全固化的情況下，完成滴漆工藝,而讓工件在隨后的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度作用下才完成完全固化的過程。

因?yàn)槟z化是分子間反應(yīng)的一種表現(xiàn)，但并不意味著分子反應(yīng)得完全，所以膠化也不是滴浸工藝的*后完成，膠化后的漆還必須經(jīng)過固化也就是使分子間繼續(xù)反應(yīng)到*終狀態(tài)。

固化時(shí)間的長短主要決定于所用漆的特性。漆在一定的固化溫度下隨著時(shí)間的延長，其固化反應(yīng)愈來愈完善，各項(xiàng)性能也在不斷的提高，*后達(dá)到飽和點(diǎn)，即反應(yīng)完全且性能不再隨時(shí)間的延長而變化。通常在其各項(xiàng)性能已能滿足使用的基本要求可以認(rèn)為基本上完成了固化，更進(jìn)一步的固化可留待以后運(yùn)行中去完成，也就是所謂滴浸工藝不要求完全固化的基本理由。

通過上文簡要介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)使用滴浸工藝主要是解決無溶劑滴浸漆、滴浸設(shè)備和滴浸工藝操作這三個(gè)問題。其中滴漆階段在整個(gè)工藝過程中，是時(shí)間*短的一個(gè)階段，但卻是很重要的一個(gè)階段。保證滴漆質(zhì)量，就要求嚴(yán)格控制保留在工件上的漆量及其分布。但目前這一點(diǎn)還沒有引起足夠的重視。

四、滴漆精度與計(jì)量泵 

滴漆階段滴漆量精度控制問題

目前，市面上滴漆計(jì)量泵主要以隔膜泵、蠕動(dòng)泵及螺桿泵，從控制精度和能力來講，螺桿計(jì)量泵為*優(yōu)，價(jià)格也是*貴。市場上除德國BIDELI比德利使用自有品牌的螺桿計(jì)量泵以外，大部分主流都集成德國ViscoTec維世科的螺桿泵，XETAR欣音達(dá)通過二十幾年的沉淀研發(fā)，逐步替代進(jìn)口螺桿泵并在以下客戶中使用。

XETAR欣音達(dá)合作客戶

五、管路凝膠現(xiàn)象

循環(huán)管路凝膠問題如何解決

在使用單組份無溶劑漆的過程中，溫度是固化的必要條件，加上滴漆車間一般溫度偏高，造成漆會(huì)在料罐、管路、泵體產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，XETAR欣音達(dá)多次和行業(yè)大佬探討并通過客戶應(yīng)用中的反饋，結(jié)合膠水的特性及現(xiàn)場工藝和要求，對泵體密封、管路冷卻、料罐供料全部升級優(yōu)化，且增加了相關(guān)工藝點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控：如溫度、壓力、真空度、液位實(shí)時(shí)監(jiān)測等，從而有效性防止管道凝膠現(xiàn)象產(chǎn)生。

六、材料選擇

單組份/雙組份無溶劑漆對比針對單組份無溶劑漆的儲(chǔ)存條件及膠化后需要長時(shí)間加熱至完全固化的困惑點(diǎn)，行業(yè)中有客戶開始采用雙組份滴漆。其優(yōu)勢是短時(shí)間加熱膠化后可進(jìn)行下一步組裝工序，且不影響膠體繼續(xù)固化至完全。這方面也希望得到行業(yè)大伽們的探討及指正。

雙組份滴漆現(xiàn)場實(shí)拍

尾聲：
綜上所述，只要工藝合理、計(jì)量控制得當(dāng)，**的填充率和絕緣漆分布已經(jīng)可以實(shí)施，如下圖所示：800V發(fā)夾式電機(jī)定子熱風(fēng)預(yù)熱與熱風(fēng)固化的滴漆工藝已經(jīng)可以達(dá)到滴漆槽滿率高達(dá)99.8%的**效果??！

槽滿率檢測定子剖切實(shí)拍

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