蠕動泵在新能源汽車電機滴浸工藝中的應用

前 言

伴隨滴浸工藝在電機絕緣上的廣泛應用，如何高效合理性的解決滴漆質量成為產線產能考核的重要指標之一。

背 景

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。

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。采用滴浸工藝，不僅縮短了工藝時間，解決了漆的流失和清理問題。同時提高了電機絕緣質量和使用壽命，為電機浸漬過程機械化、自動化創(chuàng)造了條件。我國在六十年代初期開始搞滴浸試驗,近二十年來，滴浸工藝在各種類型的低壓電機上已大量使用，目前可應用到功率800瓦以上的電機上，并逐步發(fā)展應用到環(huán)形線圈和變壓器線圈上。

原 理

什么是滴浸工藝呢?

滴浸工藝指的是將經過精密計量的，能迅速膠化的無溶劑漆，連續(xù)滴落到經預熱的旋轉著的繞組端部上。其工藝原理是通過預熱繞組，使滴入的漆粘度下降，流動性提高，在重力和線匝間產生毛細滲透現(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。

流 程

滴浸工藝流程是怎樣的?

滴浸工藝的整個過程，可以分為四個階段，即預熱、滴漆、膠化和固化，下面將分別敘述。

A\預熱階段

預熱有二個目的，一是驅趕定子、轉子繞組中的潮氣;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小部分，同時過渡到膠化階段，預熱的溫度根據所用的滴浸漆決定。

B\滴漆階段

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

1、轉速:

滴漆是在工件轉動下進行的，轉速與工件直徑有關，直徑大轉速低，直徑小轉速高。因此根據工件的品種和大小選擇合適的轉速，既能使漆很快地滲透，又能保持工件鐵芯內外圓不被沾污。

2、傾斜角

傾斜法即線圈在保持一定的傾斜角度下進行滴漆,漆液依靠重力,毛細現(xiàn)象滲透到線圈內部,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合的辦法,有利于漆液充分填滿槽內空隙。

3、滴漆量:

滴漆量是滴漆過程中的一個核心問題。

日本東芝公司將滴漆時控制漆量用的計量泵稱為滴浸設備的心臟。可見，控制滴漆量是影響滴漆質量的關鍵因素。

滴漆工藝要求滴下的漆完全被吸收至線圈內部，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施的重要指標：漆量太多，就不可能完全被吸收,多余的漆會流到鐵芯內外還要刮掉。尤其是某些工件的結構容易造成漆的堆積，在固化時還會造成開裂等現(xiàn)象。漆量過多還易造成漆粘附不均勻，影響線圈轉動，慣量不平衡的現(xiàn)象。

在滴漆計算過程中主要由三個參數決定滴漆質量:分別是滴漆量、滴漆速度、滴漆時間。滴漆量多少合適，在選定材料后，根據工件的結構和大小通過試驗來確定。采用計量泵控制滴漆量可使每個工件都能有相同的漆量以保證質量。滴漆量確定后通過實驗來確定滴漆速度，即確定在一定的轉速下，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、促進劑、交鏈劑等。原本是可以流動的粘性液體，在一定的溫度下，分子之間發(fā)生反應，表現(xiàn)為體系的粘度逐漸增大，體系轉變?yōu)榫哂袕椥缘哪z狀物，且性質也隨之發(fā)生突變，這個現(xiàn)象叫做凝膠化。

無溶劑漆在膠化時會放熱，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，在選定材料之后，選擇膠化的溫度和時間時要考慮放熱現(xiàn)象。

漆在膠化和固化過程中會引起體積的收縮，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)的稀釋劑或沸點較低的硬化劑。在膠化過程中要揮發(fā)，當膠化反應劇烈時，表面的漆正在成膜，內部揮發(fā)成份又要出來，就會沖破漆膜形成氣泡。一般在滴完漆后，不希望立即膠化，而希望再轉動幾分鐘，使吸收的漆在不斷轉動的過程中滲透分布得均勻一些，然后再膠化。選擇膠化溫度與時間，還與工件的形狀、大小有關。

D\固化階段

在滴浸工藝中,由于考慮到滴漆機的效能，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轉溫度作用下才完成完全固化的過程。

因為膠化是分子間反應的一種表現(xiàn)，但并不意味著分子反應得完全，所以膠化也不是滴浸工藝的最后完成，膠化后的漆還必須經過固化也就是使分子間繼續(xù)反應到最終狀態(tài)。

固化時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間的延長，其固化反應愈來愈完善，各項性能也在不斷的提高，最后達到飽和點，即反應完全且性能不再隨時間的延長而變化。通常在其各項性能已能滿足使用的基本要求可以認為基本上完成了固化，更進一步的固化可留待以后運行中去完成，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、滴浸設備和滴浸工藝操作這三個問題。其中滴漆階段在整個工藝過程中，是時間最短的一個階段，但卻是很重要的一個階段。保證滴漆質量，就要求嚴格控制保留在工件上的漆量及其分布。但目前這一點還沒有引起足夠的重視。

滴漆精度與計量泵

滴漆階段滴漆量精度控制問題

目前，市面上滴漆計量泵主要以隔膜泵、蠕動泵及螺桿泵，從控制精度和能力來講，蠕動泵計量泵性價比比較高，而且優(yōu)勢明顯。

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，造成漆會在料罐、管路、泵體產生凝膠現(xiàn)象，XETAR欣音達多次和行業(yè)大佬探討并通過客戶應用中的反饋，結合膠水的特性及現(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，且增加了相關工藝點的實時監(jiān)控：如溫度、壓力、真空度、液位實時監(jiān)測等，從而有效性防止管道凝膠現(xiàn)象產生。

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存條件及膠化后需要長時間加熱至完全固化的困惑點，行業(yè)中有客戶開始采用雙組份滴漆。其優(yōu)勢是短時間加熱膠化后可進行下一步組裝工序，且不影響膠體繼續(xù)固化至完全。