一種新型轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)*

陳秋華，余 寧

（廣東省機(jī)械研究所，廣東 廣州 510630）

1 轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)工作原理

轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)是微型電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備，主要用于微型電機(jī)轉(zhuǎn)子槽內(nèi)表面及端面絕緣層的涂敷工藝。

轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)通常分為涂敷區(qū)、清潔區(qū)、固化區(qū)等三個(gè)工作區(qū)，在涂敷機(jī)的兩端凸出平臺(tái)上安裝絲桿與電機(jī)，并排的兩根絲桿，縱向穿過(guò)涂敷機(jī)的三個(gè)工作區(qū)；工件轉(zhuǎn)子由護(hù)軸套套住芯軸放在并排的兩根絲桿上，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)工件前進(jìn)和自轉(zhuǎn)，依次進(jìn)入各區(qū)域進(jìn)行工作。

涂敷區(qū)（見(jiàn)圖1）是工件涂敷上粉工藝區(qū)，由流化床、靜電發(fā)生器、電極等組成，電極由銅板和放電針構(gòu)成，電極接靜電發(fā)生器的陰極。當(dāng)靜電發(fā)生器工作時(shí)，陰極有55 kV～90 kV的靜電高壓，此時(shí)放電針周圍的空氣產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)干燥處理的壓縮空氣由流化床底部被徐徐送入涂敷區(qū)，不斷流經(jīng)放電針從而帶有電荷。這些帶有電荷的空氣通過(guò)流化床中的多孔透氣流化板，流進(jìn)流化槽[1]，帶有電荷的氣體與在流化槽內(nèi)的環(huán)氧樹(shù)脂粉末接觸，并將電荷轉(zhuǎn)移給環(huán)氧樹(shù)脂粉末，同時(shí)將其吹起并形成沸騰的云霧，粉末懸浮在流化槽內(nèi)。而工件轉(zhuǎn)子則接到靜電發(fā)生器的陽(yáng)極，陽(yáng)極同時(shí)接地，在靜電場(chǎng)的作用下，帶電荷的環(huán)氧樹(shù)脂粉末向上部的電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，并被吸附在轉(zhuǎn)子表面，而其所帶的電荷則通過(guò)陽(yáng)極回到靜電發(fā)生器，即完成了環(huán)氧樹(shù)脂粉末流化床上粉工作。

圖1 涂敷區(qū)

清潔區(qū)裝有刮粉機(jī)構(gòu)和吹粉機(jī)構(gòu)，當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)子進(jìn)入此區(qū)域時(shí)，工件被帶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)托起并轉(zhuǎn)動(dòng)，工件外徑面等不需要涂敷的粉末被刮粉機(jī)構(gòu)的傾斜刮片刮除，殘留在護(hù)軸套上的粉末，會(huì)被上面吹粉機(jī)構(gòu)的氣刷通過(guò)壓縮空氣吹落，從而完成工件轉(zhuǎn)子的清潔工作。

固化區(qū)是通過(guò)高頻感應(yīng)加熱使工件轉(zhuǎn)子上的粉末固化。高頻加熱是利用集膚熱效應(yīng)，在工件表面產(chǎn)生渦流，從而迅速地將工件表面加熱。吸附在表面的粉末也不斷被溶化、流平、膠化，最后被固化，形成一均勻的硬化絕緣涂層。

2 存在問(wèn)題

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)的轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)[2]普遍存在粉末材料利用率低的問(wèn)題，一般低于60%，同時(shí)由于涂敷機(jī)整機(jī)密封性不好，出現(xiàn)粉塵泄漏，容易造成環(huán)境污染。

3 解決措施

（1）改進(jìn)涂敷機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

涂敷粉末是采用流化床靜電涂敷專用環(huán)氧樹(shù)脂絕緣粉末，它需要低溫儲(chǔ)存，溫度要在23°C以下。這些低溫粉末如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)與空氣中的水蒸汽相遇凝結(jié)成水滴，使粉末受潮，而這些受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的粉末是不能回收再利用的，只能報(bào)廢。如果這些變質(zhì)粉末與干凈粉末混合，就會(huì)使涂層膜厚難控制，涂敷表面粗糙，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)粘連，從而導(dǎo)致涂敷質(zhì)量不穩(wěn)定。

為此將容易造成粉末堆積的平面布局結(jié)構(gòu)修改成新式的箱槽布局結(jié)構(gòu)（如圖2所示），同時(shí)將流化床做成小T形，安裝在箱槽里，減少存粉平面，在箱槽與上蓋之間墊上密封條，并用拉鎖拉緊，成為密閉空間，防止粉塵外泄。

在密閉空間中的涂敷區(qū)、清潔區(qū)、固化區(qū)的下面分別安裝接粉斗，通過(guò)吸氣管與一臺(tái)集塵機(jī)連接，組成粉末回收系統(tǒng)。

將流化床與支撐橫板的上周邊平面都做成斜面；同時(shí)集塵機(jī)的集塵斗與三個(gè)區(qū)的接粉斗內(nèi)部均設(shè)計(jì)成55.70°的斜坡[3]，讓粉末能從上方自由掉落至接粉斗，再通過(guò)吸氣管回到集塵機(jī)循環(huán)再利用。

圖2 臥式涂敷機(jī)外觀圖

（2）采用密閉、吸風(fēng)的負(fù)壓除塵法

為防止粉塵外泄，采用密閉、吸風(fēng)的負(fù)壓除塵法，使轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)的工作系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)。

在涂敷前首先開(kāi)動(dòng)集塵機(jī)，使箱槽內(nèi)的空間產(chǎn)生大氣負(fù)壓，在密閉空間設(shè)置回流口，將氣流引至物料的入口，粉末在負(fù)壓氣流的引導(dǎo)下，在密閉空間內(nèi)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，撞擊應(yīng)力板，改變運(yùn)動(dòng)方向，直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍€運(yùn)動(dòng)，降低自身的勢(shì)能，在重力作用下沉降下來(lái)[4]；一些沒(méi)有被工件吸附的粉末、或者在清潔區(qū)內(nèi)被刮粉機(jī)構(gòu)和吹粉機(jī)構(gòu)刮下的粉末，在箱槽內(nèi)的大氣負(fù)壓作用下，分別經(jīng)過(guò)下面的接粉斗和吸氣管被快速回收至集塵機(jī)內(nèi)循環(huán)再用，減少這些未被利用的環(huán)氧樹(shù)脂粉末暴露在空氣中的時(shí)間，保證了循環(huán)再用粉末的質(zhì)量，也有效地防止了粉末外泄。

通過(guò)調(diào)整接粉斗下面吸氣管的閥門(mén)，可相應(yīng)調(diào)節(jié)箱槽內(nèi)空間的負(fù)壓數(shù)值，從而滿足不同產(chǎn)品的涂敷。

（3）利用過(guò)濾箱過(guò)濾氣體

在固化區(qū)，高頻感應(yīng)加熱線圈安裝在箱槽的中間，線圈兩邊是吹粉機(jī)構(gòu)，當(dāng)工件經(jīng)過(guò)固化區(qū)時(shí)，工件被流平、固化。一些在護(hù)軸套上被固化過(guò)的粉末顆粒則由兩邊的吹粉機(jī)構(gòu)的氣刷吹落，這些已不能再循環(huán)使用的被固化的粉末顆粒，在集塵機(jī)的負(fù)壓作用下，被收集到下面的過(guò)濾箱（如圖3所示）中等待最終清除。其混雜氣體需經(jīng)過(guò)過(guò)濾箱過(guò)濾，過(guò)濾后的干凈氣體才能進(jìn)入集塵機(jī)，從而保證了循環(huán)粉末的潔凈。

4 結(jié)論

圖3 過(guò)濾箱結(jié)圖

新型轉(zhuǎn)子環(huán)氧樹(shù)脂涂敷機(jī)是利用負(fù)壓除塵原理，采用密閉、吸風(fēng)的除塵方法設(shè)計(jì)，使整個(gè)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，能夠快速收集未被利用的環(huán)氧樹(shù)脂粉末，減少粉末在空氣中暴露的時(shí)間，保證了循環(huán)再用粉末的質(zhì)量，也有效地防止了粉末外泄；同時(shí)由于采用箱槽布局結(jié)構(gòu)，達(dá)到了減少堆積粉末平面的目的。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，環(huán)氧樹(shù)脂粉末利用率超過(guò)90%，同時(shí)粉塵泄漏與粉末堆積得到了很好的控制，極大地提高了涂敷產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

［1］周錦添.微電機(jī)槽絕緣流水線型涂敷設(shè)備研制及涂層質(zhì)量控制［J］.電機(jī)電器技術(shù)，1998（2）：39-42.

［2］梁志鋒，周錦添，吳智恒，等，微電機(jī)轉(zhuǎn)定子內(nèi)槽粉末涂敷設(shè)備的研究［J］.機(jī)械，2001（5）：58-60.

［3］陳彥良.脈沖式袋濾集塵機(jī)操作改善與能源節(jié)約［A］.工業(yè)減廢暨永續(xù)發(fā)展研討會(huì)論文集［C］.2002.

［4］瞿仁靜.無(wú)動(dòng)力（微動(dòng)力）除塵技術(shù)［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2009，28（3）：79-81.