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    換向器新型耐高溫云母膠粘劑知識探討

    換向器新型耐高溫云母膠粘劑知識探討是什么?我們一起來介紹和學習一下:

        換向器是直流或脈流牽引電動機的重要部件之一。其質量好壞將直接影響到電機運行的可靠性和使用性能。從國內外技術發展的趨勢看,今后相當長的時期內,電傳動機車動車牽引電動機主要還是采用直流或脈流的。

    為了改善這類電機的換向性能,除合理選取電機的電磁參數外,還必須對換向器包括刷架刷握系統在機械方面予以仔細考慮。其中一個主要的要求就是要保證換向器工作面的機械穩定。

    一般說來,在長期運行期間,由于絕緣材料的收縮和永久變形,換向器的固緊力會逐漸下降,換向器會松動。從而引起其工作而的不同心度增加,突片量增大。就拱式換向器(目前在國內占絕大多數)來說,這是一個與換向器片間絕緣和V形環絕緣主要是云母絕緣材料有直接關系的問題。

        云母系一種天然的無機材料,尤其是白云母,具有優異的電氣性能和機械抗壓特性。但其復合制品的性能主要取決于所用的膠枯劑。目前,國內生產的牽引電機,除牽引電機的換向器使用過磷酸按作膠粘劑的片間云母板外,其他各型牽引電機的換向器,其片間云母板及V形環云母板,都一律采用蟲膠作為膠粘劑。

        蟲膠作膠粘劑的云母材料缺點

        1.耐熱性較-3,僅為B級。

        2.熱機械性能差,隨著溫度的升高,其粘結力、機械強度等均大幅度下降。

        3.熱固性差,不經長時間的加熱加壓處理,尺寸難以穩定。

       通過上述缺點,特別是第3點,對換向器的制造及質量影響甚木。為了使換向器尺寸穩定,必須進行多次烘壓和超速動成型處理,工藝步驟多,工藝周期長,而且,由于滑片、質量差異等原因,往往需要多次超速動成型才能達到要求。這給批量生產帶來了許多麻煩。

        大功率牽引電動機已越來越廣泛采用耐熱性能更高的F、 H級絕緣。就換向器的溫升而言,按IEC349標準,雖規定B,F,H各級工作狀態下的容許值都為105,但在制造和修理過程中。F、H級的浸漬烘焙處理會使換向器承受比容許值高得多的溫度。

    換向器的銅、鐵、去母等材料的熱脹系數不同(銅16.8 x 10`6/t,鐵11.7x 10-0/0C,白云母3.6“10,金云母5.2 x 10),在大幅變(工藝烘焙溫度180℃與低環境溫度一20℃之間差約200 OC)的溫度波動下,加之正反轉、高離心負荷和偶然的飛速負荷(目前ZQDR-410型牽引電動機換向器的離心負荷在最大轉速下比額定轉速下要大近13倍)所有這些因素,都能造成換向器一內部機械應力的大幅度波動,使換向器中強度最差的材料—云母板—遭受很大的波動壓應力和移動力。

    耐高溫云母

        鑒于上述原因,迫切需要發展一種粘結性能優異、耐熱性高、工藝簡單的云母膠粘劑,以適應批量生產大功率F, H級絕緣牽引電動機的需要。

        考慮到簡化工藝及捉離可靠性,國外,如美國的GE, GM,日本的日立等公司所制造的主要牽引電動機的換向器都不再采用蟲膠云母材料。其片間絕緣都采用無扒膠粘劑的云母板,v形環采用聚a亞胺”膠的聚芳酞胺(Nomex)碎片壓塑料等材料。

        上述絕緣的換向器,因為絕緣的密度均勻,在壓力下不變形,耐高溫以及能將熱脹冷縮的影響減至最小,從而能獲得一個在高速離心負荷和熱負荷作用下完全平滑和穩定的換向器表面,也就克服了換向器在超高圓周速度下的集電困難,改善了換向,提高了電機的運行可靠性和換向器的使用壽命。

        根據上述情況,換向器云母材料應具有耐熱、抗壓、尺寸穩定等基本性能。在篩選試驗中,了解到目前國產的硅有機云母材料高溫強度差,特別是硅有機塑型云母板,在換向器的烘壓過程中,始終滑片蠕變,無法使用。芳烷基醚、單馬來酸亞胺塑型云母板,前者室溫下松散,成型困難,滑片嚴重,機械強度差。后者耐熱性不夠,且兩者在高溫固化時均有低分子物放出,制品的致密性不好,尺寸穩定性差。

    5560-2磷酸按片間云母板系50年代的仿蘇產品,粘結力差、脆、易分層,壓縮率過大,系采用金云母片,機械強度差,且該云母板本身的生產工藝條件苛刻,需400℃以上的高溫高壓處理;由于嚴重的脆性,在換向器制造或轉子嵌線過程中經常發生換向器升高片部份片間云母板斷裂的嚴重事故。

    為滿足換向器特別是F、H級換向器之急需,在篩選的墓礎上,我們研制了耐熱和機械性能均較好的聚胺一酞亞胺作膠粘劑的B、F、H級通用的換向器片間云母板和塑型云母板。

        以順丁烯二酸醉為原料合成的馬來型聚酞亞胺,主鏈結構中含有一OC- N-CO-酞亞胺基,是使其保持聚酞亞胺特性的基團。同時,它具有不飽和雙鍵,可以通過引發開鏈,形戍交鏈結均;還可以與胺反應形成---NH__基團,使其具有一定的柔性。這一類的聚酞亞胺耐熱性雖比均苯型聚酸亞胺稍低,但仍可在180---200℃下長期使用,而其加工性能卻得到了很大的改善。

        聚胺一酞亞胺的特點是原材料米源廣泛,成木較低,工藝流程短,易于工業化生產,加工成型條件簡單,制品種類多,全面性能較好,還可與其他合成樹脂形成共聚物。

        聚胺一酞亞胺材料三種類型

    一是以間接法合成雙馬來酞亞胺為基礎,合成交聯聚胺一酷亞胺,其剛性較強。

    二是直接法合成聚胺一酞亞胺,具有一定柔性。

    三是用聚胺一酞亞胺與其他樹脂共聚改性。

        換向器云母材料所用的聚胺一亞胺膠粘劑系上述一、三兩種類型之混合,系選擇用環氧樹脂與其共聚。

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