電機(jī)定子繞組新型真空浸漆設(shè)備的設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用

楊禎祥

（華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山機(jī)械公司，甘肅 華亭 744100）

1 概述

電動(dòng)機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)常用的動(dòng)力設(shè)備，將電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而帶動(dòng)其他附屬裝置完成生產(chǎn)需求的工作。煤炭生產(chǎn)過(guò)程，尤其井工煤礦，電動(dòng)機(jī)提供的原動(dòng)力占95%以上，且井工煤炭生產(chǎn)中采用電動(dòng)機(jī)必須為防爆電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率較其他行業(yè)更大。電動(dòng)機(jī)的損壞大部分是因?yàn)槎ㄗ泳€圈損壞，只有一小部分因殼體等其他部件損壞，同時(shí)小型電機(jī)維修價(jià)值普遍不高，在小型電機(jī)損壞后，均會(huì)購(gòu)買新電機(jī)進(jìn)行替換，而超大型、大功率電動(dòng)機(jī)損壞，殼體等均完好，直接報(bào)廢損壞的電動(dòng)機(jī)，顯然會(huì)浪費(fèi)很大的資金及資源，通常會(huì)將超大型、大功率電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修，該型電動(dòng)機(jī)維修主要還是進(jìn)行電機(jī)電子繞組維修，將繞組重新進(jìn)行纏繞，或者直接進(jìn)行浸漆烘干維修。電機(jī)定子繞組浸漆是電機(jī)維修中必不可少的工序，且浸漆的質(zhì)量直接影響電機(jī)的安全使用時(shí)間和質(zhì)量。目前繞組浸漆時(shí)有直接采用人工澆灌絕緣漆的方法，人工使用盛放絕緣漆器皿，在開放的環(huán)境中對(duì)電機(jī)定子繞組進(jìn)行澆灌浸漆，雖然操作簡(jiǎn)單，但其浸漆質(zhì)量差。還有電機(jī)定子繞組整體浸漆所使用的傳統(tǒng)復(fù)合真空浸漬設(shè)備，存在以下問(wèn)題：（1）絕緣漆浸漬罐容積大（直徑1.4m），浸漆時(shí)將電機(jī)定子繞組及外殼完全浸沒(méi)在絕緣漆中，需要絕緣漆大約2t。（2）舊電機(jī)定子繞組外殼清理難度大，有時(shí)清理不徹底會(huì)污染絕緣漆。浸漆后所剩余絕緣漆無(wú)法取出保存，絕緣漆長(zhǎng)時(shí)間在浸漬罐中靜止存放，由于干燥造成絕緣漆黏度上下層不均勻或凝固，下次工作時(shí)無(wú)法使用，造成絕緣漆浪費(fèi)，尤其在電機(jī)維修任務(wù)不飽滿的情況下浪費(fèi)更嚴(yán)重。（3）設(shè)備操作工序煩瑣，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。

使用的傳統(tǒng)復(fù)合真空浸漬設(shè)備，在電機(jī)維修時(shí)，定子繞組與電機(jī)外殼無(wú)法拆卸分離，只能整體進(jìn)行浸漆。（1）浸漆時(shí)，需要對(duì)電機(jī)外殼進(jìn)行打磨、除銹、去除污物，工作量大，工序煩瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大；（2）定子繞組和電機(jī)外殼作為整體進(jìn)行浸漆時(shí)，所需的浸漆罐大，需要大量的絕緣漆；（3）由于外殼附帶的污物、殘漆、銹漬都會(huì)進(jìn)入絕緣漆內(nèi)，導(dǎo)致絕緣漆污染，影響浸漆質(zhì)量，造成絕緣漆重復(fù)利用率低，絕緣漆浪費(fèi)。基于以上問(wèn)題研制了電機(jī)定子繞組新型真空浸漆設(shè)備。

2 電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備整體設(shè)計(jì)思路及工作流程

電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備連接總裝圖1 所示。

圖1 電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備連接總裝圖

該新型電機(jī)定子繞組浸漆設(shè)備包括雙向泵、真空泵、電機(jī)定子殼體、轉(zhuǎn)換法蘭、上下連接蓋組件、球形截止閥、快接式高壓膠管、密封圈等組成。

以電機(jī)定子繞組外殼為盛放絕緣漆的浸漆密封體，在兩端設(shè)計(jì)配置連接蓋，組成相當(dāng)于傳統(tǒng)浸漆設(shè)備的浸漆罐；并在連接蓋與電機(jī)殼體之間增加一個(gè)轉(zhuǎn)換法蘭，方便適用于型號(hào)不同的電機(jī)維修。為保證良好的浸漆密封條件，在連接蓋與法蘭、法蘭與電機(jī)殼體之間均采用密封圈進(jìn)行密封，在轉(zhuǎn)換法蘭與連接蓋之間連接時(shí)選用螺釘連接，并在轉(zhuǎn)換法蘭上攻非通透螺紋孔。為達(dá)到絕緣漆能來(lái)回抽送，選用雙向泵通過(guò)膠管與密封體下端連接（即與下連接蓋相連），選用真空泵通過(guò)膠管與密封體上端連接（即與上連接蓋相連）；下連接盤為方便浸漆結(jié)束時(shí)從密封體完全抽出絕緣漆設(shè)計(jì)了漏斗形連接蓋；所有管路連接為保證密封及方便拆裝，優(yōu)選KJ 系列接頭及膠管，并在雙向泵進(jìn)出口、真空泵進(jìn)口均設(shè)置球形截止閥；在上連接蓋出連接一塊真空表方便實(shí)時(shí)觀察密封罐內(nèi)氣體真空度；為方便觀察絕緣漆在密封體內(nèi)情況，在上端密封盤上設(shè)計(jì)觀察窗。

浸漆使用操作過(guò)程：將設(shè)備連接后，首先使用真空泵將電機(jī)定子密封體內(nèi)抽真空，然后運(yùn)行雙向泵將絕緣漆從漆桶中抽送到浸漆罐里，進(jìn)行浸漆（浸漆約45 分鐘左右），浸漆結(jié)束后，運(yùn)行雙向泵將絕緣漆從密封體抽回絕緣漆桶。

3 電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備詳細(xì)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)關(guān)鍵

本新型設(shè)備密封體（浸漆罐）（如圖2）是使用了維修電機(jī)殼體作為浸漆罐絕緣漆的盛放容器，與傳統(tǒng)浸漆設(shè)備浸漆罐相比，在浸漆過(guò)程中絕緣漆不會(huì)與維修電機(jī)殼體外面接觸，這樣不會(huì)對(duì)絕緣漆造成污染，保證絕緣漆重復(fù)利用。

圖2 密封體（浸漆罐）圖

絕緣漆的黏度大且容易凝固，普通泵體在使用過(guò)程中，會(huì)被絕緣漆堵住轉(zhuǎn)動(dòng)體，造成堵轉(zhuǎn)，本新型設(shè)備優(yōu)選雙向羅茨泵，這種泵可解決上述問(wèn)題，并能達(dá)到該設(shè)備要求的雙向抽送絕緣漆。普通泵體中與介質(zhì)接觸的轉(zhuǎn)動(dòng)體材質(zhì)是鋼，而鋼與鋼之間發(fā)生摩擦?xí)r易產(chǎn)生火花，且絕緣漆有可燃性，容易引發(fā)爆炸，該設(shè)備中將羅茨泵體中與絕緣漆接觸材質(zhì)選擇為銅，以防止在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生相對(duì)摩擦引起爆炸，保證了安全使用。

該設(shè)備在上連接蓋上端連接管路，接一個(gè)球閥后，直接與真空泵連接，在浸漆之前用真空泵將密封體（浸漆罐）抽真空；在上連接蓋出口處連接一塊真空表，用以觀察真空度，使用真空泵，可達(dá)到排出密封體內(nèi)的水汽、空氣，絕緣漆完全浸漬繞組縫隙中，保證維修電機(jī)定子繞組的浸漆質(zhì)量。

密封體（浸漆罐）各部件連接處均采用O 型密封圈密封，在轉(zhuǎn)換法蘭和維修電機(jī)殼體之間采用徑向開溝槽密封，這種密封型式可以運(yùn)用到任何維修電機(jī)殼體上，解決了有一部分電機(jī)殼體內(nèi)壁與螺紋孔距離小，無(wú)法在軸向端面開溝槽進(jìn)行密封地情況。在上下連接蓋與轉(zhuǎn)換法蘭直接連接時(shí)采用了軸向端面密封，在轉(zhuǎn)換法蘭處制作未透螺紋孔用螺釘鎖緊（如圖3），保證了連接蓋與轉(zhuǎn)換法蘭之間完全密封。

圖3 上轉(zhuǎn)換法蘭剖視圖

維修不同的電機(jī)時(shí)，維修電機(jī)殼體大小不一樣，連接尺寸不同，該設(shè)備設(shè)計(jì)了在連接蓋與電機(jī)殼體之間增加轉(zhuǎn)換法蘭，維修不同電機(jī)時(shí)，該設(shè)備只需制作轉(zhuǎn)換法蘭，無(wú)須再重新制作連接蓋，制作簡(jiǎn)單。在批量維修幾種型號(hào)的電機(jī)時(shí)只需制作幾種不同型號(hào)的轉(zhuǎn)換法蘭，即可使用。

如圖4 該設(shè)備在上連接蓋處設(shè)計(jì)了觀察窗，采用了鋼化玻璃，可實(shí)時(shí)對(duì)密封體（浸漆罐）內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。

圖4 上連接蓋圖

下連接蓋設(shè)計(jì)成漏斗形狀，在浸漆結(jié)束后，密封體（浸漆罐）內(nèi)的絕緣漆可無(wú)遺留地完全抽回絕緣漆桶。方便下連接蓋地清洗，節(jié)約了絕緣漆。上連接蓋和下連接蓋均制作成漏斗形方便了制作。

絕緣漆輸送管路及真空泵連接管路均采用快接式高壓膠管，傳統(tǒng)的膠管承壓能力弱，在真空泵運(yùn)行時(shí)，膠管承受不了負(fù)壓，而該設(shè)備選用的快接式高壓膠管，即承受負(fù)壓也可承受高壓，可滿足該設(shè)備運(yùn)行。該設(shè)備接頭均采用KJ 系列接頭，可方便拆裝，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 使用情況

該新型電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，適用于功率大于30kW以上的電動(dòng)機(jī)維修，在電動(dòng)機(jī)維修，定子繞組浸漆過(guò)程中，將電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子及軸承蓋等拆解分離后，對(duì)電機(jī)定子繞組進(jìn)行清理去污，同時(shí)進(jìn)行絕緣阻值的測(cè)定，判定是否進(jìn)行重新纏繞線圈，下一步與該設(shè)備連接，啟動(dòng)真空泵抽真空，間隔相應(yīng)時(shí)間啟動(dòng)高粘度轉(zhuǎn)子泵將絕緣漆抽入電機(jī)定子腔體內(nèi)，浸漆一定時(shí)間后，打開上蓋進(jìn)行烘干，待烘干完成后，電機(jī)定子繞組浸漆完成，將電機(jī)其他配件進(jìn)行裝配，上檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)，完成整臺(tái)電機(jī)的維修。該設(shè)備已進(jìn)行大量的工業(yè)應(yīng)用，經(jīng)過(guò)維修的電機(jī)在工業(yè)應(yīng)用良好，服役期限與其他維修方法維修的電動(dòng)機(jī)相同。

新研制的電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備，在維修電機(jī)過(guò)程中，有效地保證維修電機(jī)定子繞組的浸漆質(zhì)量，減少每次浸漆時(shí)絕緣漆的使用量，減少了每次浸漆所用絕緣漆的使用量，增加了絕緣漆的重復(fù)利用，連接拆裝簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根據(jù)不同型號(hào)的電機(jī)，只需制作轉(zhuǎn)換法蘭即可，制造和使用成本低。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電機(jī)定子繞組真空浸漆設(shè)備的設(shè)計(jì)與制作，并在我公司生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，該設(shè)備取得了以下的技術(shù)效果：適用范圍廣，可適用于不同大小規(guī)格的電機(jī)，最主要適用于功率較大的防爆電機(jī)維修，與普通的浸漆方法手段相比，提高了浸漆質(zhì)量，比傳統(tǒng)的復(fù)合真空浸漆設(shè)備操作簡(jiǎn)單，工序繁瑣程度下降，降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了絕緣漆。給小批量電機(jī)維修，提供了一種制作簡(jiǎn)單操作方便安全的電機(jī)定子繞組新型真空浸漆設(shè)備。