一種新型轉子環氧樹脂涂敷機*

陳秋華，余 寧

（廣東省機械研究所，廣東 廣州 510630）

1 轉子環氧樹脂涂敷機工作原理

轉子環氧樹脂涂敷機是微型電機生產設備，主要用于微型電機轉子槽內表面及端面絕緣層的涂敷工藝。

轉子環氧樹脂涂敷機通常分為涂敷區、清潔區、固化區等三個工作區，在涂敷機的兩端凸出平臺上安裝絲桿與電機，并排的兩根絲桿，縱向穿過涂敷機的三個工作區；工件轉子由護軸套套住芯軸放在并排的兩根絲桿上，絲桿轉動帶動工件前進和自轉，依次進入各區域進行工作。

涂敷區（見圖1）是工件涂敷上粉工藝區，由流化床、靜電發生器、電極等組成，電極由銅板和放電針構成，電極接靜電發生器的陰極。當靜電發生器工作時，陰極有55 kV～90 kV的靜電高壓，此時放電針周圍的空氣產生電暈現象，經過干燥處理的壓縮空氣由流化床底部被徐徐送入涂敷區，不斷流經放電針從而帶有電荷。這些帶有電荷的空氣通過流化床中的多孔透氣流化板，流進流化槽[1]，帶有電荷的氣體與在流化槽內的環氧樹脂粉末接觸，并將電荷轉移給環氧樹脂粉末，同時將其吹起并形成沸騰的云霧，粉末懸浮在流化槽內。而工件轉子則接到靜電發生器的陽極，陽極同時接地，在靜電場的作用下，帶電荷的環氧樹脂粉末向上部的電機轉子運動，并被吸附在轉子表面，而其所帶的電荷則通過陽極回到靜電發生器，即完成了環氧樹脂粉末流化床上粉工作。

圖1 涂敷區

清潔區裝有刮粉機構和吹粉機構，當絲桿轉動帶動工件轉子進入此區域時，工件被帶轉機構托起并轉動，工件外徑面等不需要涂敷的粉末被刮粉機構的傾斜刮片刮除，殘留在護軸套上的粉末，會被上面吹粉機構的氣刷通過壓縮空氣吹落，從而完成工件轉子的清潔工作。

固化區是通過高頻感應加熱使工件轉子上的粉末固化。高頻加熱是利用集膚熱效應，在工件表面產生渦流，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 存在問題

經研究發現，目前國內的轉子環氧樹脂涂敷機[2]普遍存在粉末材料利用率低的問題，一般低于60%，同時由于涂敷機整機密封性不好，出現粉塵泄漏，容易造成環境污染。

3 解決措施

（1）改進涂敷機的整體結構

涂敷粉末是采用流化床靜電涂敷專用環氧樹脂絕緣粉末，它需要低溫儲存，溫度要在23°C以下。這些低溫粉末如果長時間暴露在空氣中，會與空氣中的水蒸汽相遇凝結成水滴，使粉末受潮，而這些受潮、結塊、變質的粉末是不能回收再利用的，只能報廢。如果這些變質粉末與干凈粉末混合，就會使涂層膜厚難控制，涂敷表面粗糙，轉子槽內粘連，從而導致涂敷質量不穩定。

為此將容易造成粉末堆積的平面布局結構修改成新式的箱槽布局結構（如圖2所示），同時將流化床做成小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、清潔區、固化區的下面分別安裝接粉斗，通過吸氣管與一臺集塵機連接，組成粉末回收系統。

將流化床與支撐橫板的上周邊平面都做成斜面；同時集塵機的集塵斗與三個區的接粉斗內部均設計成55.70°的斜坡[3]，讓粉末能從上方自由掉落至接粉斗，再通過吸氣管回到集塵機循環再利用。

圖2 臥式涂敷機外觀圖

（2）采用密閉、吸風的負壓除塵法

為防止粉塵外泄，采用密閉、吸風的負壓除塵法，使轉子環氧樹脂涂敷機的工作系統處于負壓狀態。

在涂敷前首先開動集塵機，使箱槽內的空間產生大氣負壓，在密閉空間設置回流口，將氣流引至物料的入口，粉末在負壓氣流的引導下，在密閉空間內循環運動，撞擊應力板，改變運動方向，直線運動變為曲線運動，降低自身的勢能，在重力作用下沉降下來[4]；一些沒有被工件吸附的粉末、或者在清潔區內被刮粉機構和吹粉機構刮下的粉末，在箱槽內的大氣負壓作用下，分別經過下面的接粉斗和吸氣管被快速回收至集塵機內循環再用，減少這些未被利用的環氧樹脂粉末暴露在空氣中的時間，保證了循環再用粉末的質量，也有效地防止了粉末外泄。

通過調整接粉斗下面吸氣管的閥門，可相應調節箱槽內空間的負壓數值，從而滿足不同產品的涂敷。

（3）利用過濾箱過濾氣體

在固化區，高頻感應加熱線圈安裝在箱槽的中間，線圈兩邊是吹粉機構，當工件經過固化區時，工件被流平、固化。一些在護軸套上被固化過的粉末顆粒則由兩邊的吹粉機構的氣刷吹落，這些已不能再循環使用的被固化的粉末顆粒，在集塵機的負壓作用下，被收集到下面的過濾箱（如圖3所示）中等待最終清除。其混雜氣體需經過過濾箱過濾，過濾后的干凈氣體才能進入集塵機，從而保證了循環粉末的潔凈。

4 結論

圖3 過濾箱結圖

新型轉子環氧樹脂涂敷機是利用負壓除塵原理，采用密閉、吸風的除塵方法設計，使整個系統處于負壓狀態，能夠快速收集未被利用的環氧樹脂粉末，減少粉末在空氣中暴露的時間，保證了循環再用粉末的質量，也有效地防止了粉末外泄；同時由于采用箱槽布局結構，達到了減少堆積粉末平面的目的。

經過實驗測試，環氧樹脂粉末利用率超過90%，同時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品質量的穩定性。

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

［2］梁志鋒，周錦添，吳智恒，等，微電機轉定子內槽粉末涂敷設備的研究［J］.機械，2001（5）：58-60.

［3］陳彥良.脈沖式袋濾集塵機操作改善與能源節約［A］.工業減廢暨永續發展研討會論文集［C］.2002.

［4］瞿仁靜.無動力（微動力）除塵技術［J］.環境科學導刊，2009，28（3）：79-81.