電機定子繞組新型真空浸漆設備的設計研究及應用

楊禎祥

（華亭煤業集團有限責任公司礦山機械公司，甘肅 華亭 744100）

1 概述

電動機是工業生產常用的動力設備，將電能通過電動機轉換為機械能，從而帶動其他附屬裝置完成生產需求的工作。煤炭生產過程，尤其井工煤礦，電動機提供的原動力占95%以上，且井工煤炭生產中采用電動機必須為防爆電機，電動機的功率較其他行業更大。電動機的損壞大部分是因為定子線圈損壞，只有一小部分因殼體等其他部件損壞，同時小型電機維修價值普遍不高，在小型電機損壞后，均會購買新電機進行替換，而超大型、大功率電動機損壞，殼體等均完好，直接報廢損壞的電動機，顯然會浪費很大的資金及資源，通常會將超大型、大功率電動機進行維修，該型電動機維修主要還是進行電機電子繞組維修，將繞組重新進行纏繞，或者直接進行浸漆烘干維修。電機定子繞組浸漆是電機維修中必不可少的工序，且浸漆的質量直接影響電機的安全使用時間和質量。目前繞組浸漆時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，在開放的環境中對電機定子繞組進行澆灌浸漆，雖然操作簡單，但其浸漆質量差。還有電機定子繞組整體浸漆所使用的傳統復合真空浸漬設備，存在以下問題：（1）絕緣漆浸漬罐容積大（直徑1.4m），浸漆時將電機定子繞組及外殼完全浸沒在絕緣漆中，需要絕緣漆大約2t。（2）舊電機定子繞組外殼清理難度大，有時清理不徹底會污染絕緣漆。浸漆后所剩余絕緣漆無法取出保存，絕緣漆長時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，下次工作時無法使用，造成絕緣漆浪費，尤其在電機維修任務不飽滿的情況下浪費更嚴重。（3）設備操作工序煩瑣，操作人員勞動強度大。

使用的傳統復合真空浸漬設備，在電機維修時，定子繞組與電機外殼無法拆卸分離，只能整體進行浸漆。（1）浸漆時，需要對電機外殼進行打磨、除銹、去除污物，工作量大，工序煩瑣，勞動強度大；（2）定子繞組和電機外殼作為整體進行浸漆時，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、銹漬都會進入絕緣漆內，導致絕緣漆污染，影響浸漆質量，造成絕緣漆重復利用率低，絕緣漆浪費。基于以上問題研制了電機定子繞組新型真空浸漆設備。

2 電機定子繞組真空浸漆設備整體設計思路及工作流程

電機定子繞組真空浸漆設備連接總裝圖1 所示。

圖1 電機定子繞組真空浸漆設備連接總裝圖

該新型電機定子繞組浸漆設備包括雙向泵、真空泵、電機定子殼體、轉換法蘭、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。

以電機定子繞組外殼為盛放絕緣漆的浸漆密封體，在兩端設計配置連接蓋，組成相當于傳統浸漆設備的浸漆罐；并在連接蓋與電機殼體之間增加一個轉換法蘭，方便適用于型號不同的電機維修。為保證良好的浸漆密封條件，在連接蓋與法蘭、法蘭與電機殼體之間均采用密封圈進行密封，在轉換法蘭與連接蓋之間連接時選用螺釘連接，并在轉換法蘭上攻非通透螺紋孔。為達到絕緣漆能來回抽送，選用雙向泵通過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束時從密封體完全抽出絕緣漆設計了漏斗形連接蓋；所有管路連接為保證密封及方便拆裝，優選KJ 系列接頭及膠管，并在雙向泵進出口、真空泵進口均設置球形截止閥；在上連接蓋出連接一塊真空表方便實時觀察密封罐內氣體真空度；為方便觀察絕緣漆在密封體內情況，在上端密封盤上設計觀察窗。

浸漆使用操作過程：將設備連接后，首先使用真空泵將電機定子密封體內抽真空，然后運行雙向泵將絕緣漆從漆桶中抽送到浸漆罐里，進行浸漆（浸漆約45 分鐘左右），浸漆結束后，運行雙向泵將絕緣漆從密封體抽回絕緣漆桶。

3 電機定子繞組真空浸漆設備詳細結構及設計關鍵

本新型設備密封體（浸漆罐）（如圖2）是使用了維修電機殼體作為浸漆罐絕緣漆的盛放容器，與傳統浸漆設備浸漆罐相比，在浸漆過程中絕緣漆不會與維修電機殼體外面接觸，這樣不會對絕緣漆造成污染，保證絕緣漆重復利用。

圖2 密封體（浸漆罐）圖

絕緣漆的黏度大且容易凝固，普通泵體在使用過程中，會被絕緣漆堵住轉動體，造成堵轉，本新型設備優選雙向羅茨泵，這種泵可解決上述問題，并能達到該設備要求的雙向抽送絕緣漆。普通泵體中與介質接觸的轉動體材質是鋼，而鋼與鋼之間發生摩擦時易產生火花，且絕緣漆有可燃性，容易引發爆炸，該設備中將羅茨泵體中與絕緣漆接觸材質選擇為銅，以防止在運行過程中發生相對摩擦引起爆炸，保證了安全使用。

該設備在上連接蓋上端連接管路，接一個球閥后，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，可達到排出密封體內的水汽、空氣，絕緣漆完全浸漬繞組縫隙中，保證維修電機定子繞組的浸漆質量。

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

圖3 上轉換法蘭剖視圖

維修不同的電機時，維修電機殼體大小不一樣，連接尺寸不同，該設備設計了在連接蓋與電機殼體之間增加轉換法蘭，維修不同電機時，該設備只需制作轉換法蘭，無須再重新制作連接蓋，制作簡單。在批量維修幾種型號的電機時只需制作幾種不同型號的轉換法蘭，即可使用。

如圖4 該設備在上連接蓋處設計了觀察窗，采用了鋼化玻璃，可實時對密封體（浸漆罐）內進行動態觀察。

圖4 上連接蓋圖

下連接蓋設計成漏斗形狀，在浸漆結束后，密封體（浸漆罐）內的絕緣漆可無遺留地完全抽回絕緣漆桶。方便下連接蓋地清洗，節約了絕緣漆。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，傳統的膠管承壓能力弱，在真空泵運行時，膠管承受不了負壓，而該設備選用的快接式高壓膠管，即承受負壓也可承受高壓，可滿足該設備運行。該設備接頭均采用KJ 系列接頭，可方便拆裝，減輕勞動強度。

4 使用情況

該新型電機定子繞組真空浸漆設備通過實踐應用，適用于功率大于30kW以上的電動機維修，在電動機維修，定子繞組浸漆過程中，將電機定子與轉子及軸承蓋等拆解分離后，對電機定子繞組進行清理去污，同時進行絕緣阻值的測定，判定是否進行重新纏繞線圈，下一步與該設備連接，啟動真空泵抽真空，間隔相應時間啟動高粘度轉子泵將絕緣漆抽入電機定子腔體內，浸漆一定時間后，打開上蓋進行烘干，待烘干完成后，電機定子繞組浸漆完成，將電機其他配件進行裝配，上檢測臺進行檢測，完成整臺電機的維修。該設備已進行大量的工業應用，經過維修的電機在工業應用良好，服役期限與其他維修方法維修的電動機相同。

新研制的電機定子繞組真空浸漆設備，在維修電機過程中，有效地保證維修電機定子繞組的浸漆質量，減少每次浸漆時絕緣漆的使用量，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利用，連接拆裝簡單。其結構簡單，根據不同型號的電機，只需制作轉換法蘭即可，制造和使用成本低。

5 結語

通過對電機定子繞組真空浸漆設備的設計與制作，并在我公司生產實踐中得到應用，該設備取得了以下的技術效果：適用范圍廣，可適用于不同大小規格的電機，最主要適用于功率較大的防爆電機維修，與普通的浸漆方法手段相比，提高了浸漆質量，比傳統的復合真空浸漆設備操作簡單，工序繁瑣程度下降，降低操作人員勞動強度，節約了絕緣漆。給小批量電機維修，提供了一種制作簡單操作方便安全的電機定子繞組新型真空浸漆設備。