Способ изготовления бандажей на узлах электрических машин — SU 1801241 (original) (raw)
(51)5 Н 02 К 15/ ТЕНТН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИ ИЗО ПАТЕ л. В 9е конструкт В, Левин, Н. К, Мо н, В. В, Гурьев, Б инова и В; С. Гале нструкторское б % 425983, кл. Н 0 тельство СССР К 15/10, 1985.Рдошко р виде Н 02 Изобретение относится к области алек-Кладывают по всей ширине бандажа, пле- СО ,тротехники, а именно к способамизготовле-, ночный полимерный материал, способный ( ) ния бандажей электрических, машин иплавиться при термообработке. На послед- другихцилиндрических поверхностей, тре-ний слой органической высокомодульнай бующих упрочнения.:: .нйти накладывают слой антиадгезионнойЦель изобретения - увеличение прочно- пленки и термоусаживающегося материала, сти бандажа при динамических нагрузках и . ,После него и роизводяттермообработку узла улучшение условий труда.,по ступенчатому режиму, при котором наПостввленнвя цель дрстигвется тем,что первой ступени происходит плввление пол. )ь в способе, изготовления.бандажа, включаю- имерной пленки и заполнение ею пустот в ( ) щем намоткуна упрочняемую поверхность, композиционном материале бандажа, а на необходимого количества.слоев органиче- второй - отверждение распределенной по ской высокомодульной нити; т)ропиткуее объему полимерной пленки с одновремен связующйм с последующей термообработ- ной опрессовкой бандажа термоусаживаю.койдля егоотверждения, принамоткемеж-. щимся материалом удаляемым после ду каждым или несколькими слоями охлаждения узла вместе с антиадгезионной . органической высокомодульной нити про- . пленкой, При реализации предлагаемого(56) Пэт. Швейц3/50. 1967.Авторское сМ 1300602, кл.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАНДАЖЕЙ.НА УЗЛАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН(57) Использование: в области злектротехюроники при изготовлении электрических машин., Сущность изобретения: при намотке хни- бандажа из высокомодульной органической . , В нити (ВОН) после наложения на упрочняеев мую поверхность одного или нескольких юро слоев ВОН укладывают прокладку.из пленочного полимерного материала ППМ, за Нтем продолжаютнамотку ВОН, Слои.ВОН иППМ такимобразом чередуются. На последний слой ВОН или ППМ накладывают слои антиадгез)ионной пленки,и слой термоуса живающего материала, которые удаляют после отверждения ППМ, Отверждение ППМ, провбдят в две стадии, на первой расплавляютего, на второй отверждают с одновременным обжатием бандажа за счет усадки термоусажи- Свающего материала, 2 з.п. ф-лы, 8 ил.5101520 55 способа повышается прочность бандажа при динамических нагрузках за счет обеспечения оптимального соотношения объема волокон и объема связующего, при отсутствии вытекания последнего в процессе термообработки, Кроме того, применение пленочного полимерного материала позволяет отказаться от пропитки нитей жидким связующим, что улучшает условия труда за счет отсутствия выделения вредных летучих веществ.С целью повышения качества бандажа перед намоткой органической высокомодульной нити упрочняемая поверхность может быть покрыта пленочным полимерным материалом. Это повышает адгезию композиционного материала к упрочняемой поверхности.С целью расширения технологических воэможностей способа, пленочный полиме рн ы й материал прокладывают междуслоями органической высокомодульной нити в направлении намотки в виде отдельныхнесоприкасающихся полос или в виде фигурных прокладок, а также в комбинации их 25со сплошными прокладками с образованием зон, свободных от пленочного полимер.ного материала.На фиг. 1, 2, 3 представлены схемы намотки бандажей, на фиг. 4, 5, б формы пле- З 0ночных полимерных пленок, используемыхпри упрочнении поверхностей, на фиг. 7 -поперечное сечение бандажа, на фиг 8 -пример использования способа в изделии.На чертежах ППМ - пленочный пол- З 5имерный материал; СВОН - слой высокомодульной органической нити; УПупрочняемая поверхность; а - ширина упрочняемой поверхности; Ь - длина окружности упрочняемой поверхности; с - 40расстояние между полосами ППМ, д - ширина полосы ППМ, е - шаг окон в ППМ,и ц -размеры окна в ППМ,Как известно, свойства полимерногоматериала к восприятию динамических нагрузок характеризуются удельной ударнойвязкостью и прочностью при сдвиге.Анализ свойств бандажей показывает,что бандаж, изготовленный по предлагаемому способу, отличается от известных и 50помимо более высокой прочности при растяжении при повышенной температуре(150 С), еще и большей восприимчивостью при динамических нагрузках, т. е, большей прочностью на сдвиг(перпендИкулярно направлению укладки нити) и удельной ударной вязкостью, Это подтверждает достижение поставленной цели, В соответствии с прототипом, производят сначала намотку необходимого количества слоев нити, а затем пропитку жидким связующим, после чего производят термообработку. В процессе термообработки с одной стороны жидкое связующее еще больше снижает свою вязкость и вытекает иэ бандажа, с другой - эа счет усадки связующего, происходит растрескивание связующего на границе раздела волокна со связующим, из-эа чего и происходит снижение прочности бандажей.Эти недостатки прототипа в значительной степени могут быть устранены в предлагаемом способе, Поскольку в предлагаемом способе один из слоев высокомодульной органической нити обязательно укладывается в связующее, находящееся в процессе намотки нити в виде пленки. При этом за счет натяжения, нить как бы вдавливается в пленку, чем обеспечивается максимальное соприкосновение нити с пленочным связующим, и обеспечивается некоторое расстояние между отдельными нитями,В процессе нагрева намотанного бандажа пленка плавится, заполняет собой оставшиеся между нитями пустоты, но при этом не вытекает из бандажа, как было в прототипе, В месте с тем расстояние между нитями сохраняется, поскольку высокая вязкость расплавленной пленки не позволяет соседним нитям соприкасаться (см. фиг, 7).Это позволяет поддерживать оптимальный объем наполнения связующего нитью, который определяется из известного соотношения; Чв.опт =0,846/(1 + )Апп 2О где да - минимально возможное расстояние между волокнами (нитями);О - диаметр волокна (нити).В свою очередь оптимальный объем наполнения нитью входит в соотношение гтрк= гтЧв + Ус ( ь )( " в ) где а - предел прочности нити;Ос(;,) - напряжение в связующем вмомент разрушения волокон при деформации Ев,ггхх - прочность композиционного ма, териала,Из последнего соотношения следует,что гт прямо пропорциональна Чр,. Такимобразом, в предложенном способе достигается повышение прочности бандажей в особенности при динамических нагрузках.Используя предлагаемый способ, можно получать бандажи с переменной прочностью путем создания участков бандажа с более высокой степенью наполнения бандажа нитью (см. фиг, 3), что позволяет расширить технологические возможности способа и что полностью невозможно при использовании способа прототипа,Способ реализуется следующим образом.Перед намоткой высокомодульную органическую нить СВМ просушивают в термостате в течении 3 ч при температуре 120150 С, упрочняемую. например, наружная поверхность ротора (см. фиг. 8) обезжиривают последовательно бензином и ацетоном и сушат при комнатной температуре в течение 15 - 20 минут после каждого растворителя. Ротор (или другое изделие) устанавливают на намоточный станок, нить закрепляют на поверхности ротора и устанавливают натяжение ее в пределах 1,5 - 2 кгс, Выполняют намотку необходимого количества слоев нити(от 1 до 3)(см. например фиг. 1), затем укладывают слой полимерного пленочного материала марки СЭТ, накладывают еще несколько слоев нити (от 1 до 3), опять укладывают слой полимерного пленочного материала, Такое чередование слоев будет продолжаться до получения необходимой по механическим расчетам толщины бандажа,На последний слой нити или полимерного материала, в зависимости от выбранной схемы намотки бандажей (см, фиг, 1, 2, 3), накладывают слой антиадгезионной пленки (например иэ фторопласта) и слой термоусаживающегося материала (например, лавсановой тканевой ленты),Далее производят термообработку бандажа на изделии по ступенчатому режиму, при этом на первой ступени температура составляет 100 - 130 С, а продолжительность 1 - 1,5 часа, что позволяет пленке расплавиться и заполнить пустоты в бандаже; на второй ступени - температура изделия повышается до 170 - 200 С и выдерживается в течение 3 - 3,5 часов, при этом параллельно процессу отверждения пленочного полимерного материала происходит обжатие бандажа за счет термоусаживающегося ма-териала, с напряжением усадки до 115кгс/см и формирование наружной поверх 2ности бандажа, повторяющей поверхность5 антиадгезионной пленки, После окончаниярежима отверждения производится отделкаизделия, для чего с наружной поверхностиего удаляют термоусаживающийся материал и антиадгезионную пленку,10 При использовании предлагаемого способа изготовления бандажей электрическихмашин отпадает необходимость в пропиткебандажа жидким связующим, что значительно снижает затраты по обеспечению15 техники безопасности и по охране окружающей среды, улучшаются условия труда,Формула изобретения 1, Способ изготовления бандажей на уз лах электрических машин, согласно которому на поверхность наматывают упрочняющую нить и изоляционный материал и термообрабатывают узел, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий 25 путем исключения пустот между нитями, после намотки накладывают слой антиадгезионной пленки и слой термоусаживающегося материала, термообработку осуществляют в два этапа, первый из которых проводят при 30 режимах, обеспечивающих расправлениеизоляционного материала и заполнение пу-.стот, а второй - при режимах, обеспечиваю- щих отверждение изоляции и обжатие бандажа термоусаживающимся материа лом, который затем удаляют.2. Способ по и, 1, от л ич а ю щи йс ятем, что, с целью улучшения адгеэии слоя упрочняющей нити к поверхности узла, последнюю перед намоткой покрывают пле ночным полимерным материалом.3, Способпоп, 1, отличающийсятем, что, с целью создания демпфирующих зон в бандаже, изоляционный материал прокладывают между слоями упрочняющей 45 нити внаправлении намотки в виде отдельных не соприкасающихся полос, или в виде фигурных прокладок, или в комбинации их со сплошными прокладками.атрушев актор Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т ССС