Комбинированный способ сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щёткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением и устройство для его реализации Российский патент 2019 года по МПК F26B3/30 

Изобретение относится к электромашиностроению в частности к производству и ремонту электрических машин (ЭМ), например, полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей.

Известно, что наиболее распространенный способ изготовления и восстановления полимерной изоляции ЭМ, в частности пальцев кронштейнов щеткодержателей, основан на конвекционной сушке в сушильных печах камерного типа [1].

Недостатками вышеуказанного способа являются низкое качество изоляции по показателям трекингостойкости и электрической прочности, высокая энергоемкость и длительность технологических операций. Время сушки занимает от 4 до 12 часов, что ведет к большим энергозатратам связанным с нагревом трубчатых электронагревателей. Низкое качество изоляции объясняется конвективным нагревом с распределением температуры с наружной поверхности вовнутрь, это ведет к дефектообразованию на поверхности полимерной изоляции.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, и выбранный за прототип, является способ сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей ЭМ инфракрасным лазерным излучением и устройство для его реализации [2].

Недостатками наиболее близкого аналога являются отсутствие возможности запекания торцевой области изоляционного пальца, скопление полимерного материала в нижней части из-за стекания, неравномерный и медленный нагрев, ведущий к увеличенной шероховатости и образованию токопроводящих дорожек по всей поверхности.

Задача изобретения заключается в повышении электрической прочности и трекингостойкости полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей ЭМ при их изготовлении и восстановлении.

Технический результат достигается тем, что сушка изоляции пальца осуществляется в два этапа: 1) непосредственная сушка полимерной изоляции равномерно вращающегося пальца некогерентным инфракрасным (ИК) излучением по всей поверхности, в том числе торцевой части за счет отражения РЖ-лучей от поворотного зеркала; 2) полировка боковой поверхности пальца направленным когерентным излучением, испускаемым ИК-лазером, линейно перемещающимся вдоль оси вращения пальца.

Устройство для реализации комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей ЭМ некогерентным и когерентным инфракрасным излучением представлено на рис. 1 (устройство для реализации комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением: 1 -регулировочные винты; 2 - керамический ИК-излучатель; 3 - изоляционный палец кронштейна щеткодержателя; 4 - поворотное зеркало; 5 -инфракрасный лазер; 6, 14 - электродвигатели; 7 - передвижная планка; 8 -емкость с пропиточным материалом; 9 - патрон крепления; 10 - червячное колесо; 11 - червяк; 12 - подающий винт; 13 - направляющие рейки; 15 -корпус).

В предлагаемом изобретении керамический ИК-излучатель 2, расположенный в корпусе 15, осуществляет процесс предварительного нагрева и сушки изоляционного пальца кронштейна щеткодержателя 3, установленного в патроне крепления 9, приводимого во вращение электродвигателем 14 путем зацепления червяка 11 и червячного колеса 10. Пропитка изоляционным лаком выполняется вручную за счет подъема емкости с пропиточным материалом 8 и окунания пальца, при этом вращение позволяет равномерно покрыть поверхность и сохранить одинаковую толщину лакового слоя. Поворотное зеркало 4 отражает ИК-лучи, запекая торцевую часть пальца, наличие регулировочных винтов 1 позволяет корректировать вертикальное положение излучателя. Данный способ сушки обеспечивает равномерный нагрев и отвердевание пропиточного материала, формируя однородную капсулу на поверхности изолятора пальца 3. По окончанию сушки начинается процесс полировки боковой поверхности изоляционного пальца, в качестве полирующего устройства выступает инфракрасный лазер 5. Движение ИК-лазера вдоль оси пальца выполняется благодаря механизму продольного перемещения, в котором электродвигатель 6 вращает подающий винт 12, тем самым заставляя скользить передвижную планку 7, с установленным на ней лазером, по направляющим рейкам 13.

В результате применения комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением и устройства для его реализации сокращаются в 7…10 раз расход энергии и в 3…5 раз время на технологические операции по изготовлению и восстановлению изоляции, при этом показатели электрической прочности и трекингостойкости значительно выше по поверхности пальца.

Источник информации

1. Грищенко Л.В., Козаченко Е.В. Новые электрические машины локомотивов: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 271 с.

2. Пат. на изобр. РФ, МПК⁵¹ F26В 3/30 Способ сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин инфракрасным лазерным излучением и устройство для его реализации/ Дульский Е.Ю. и др.-№2622595; заявл. 13.07.15. опубл. 16.06.17 бюл. №17-7 с.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству и ремонту электрических машин (ЭМ), например полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей. Сушка изоляции пальца осуществляется в два этапа: непосредственная сушка полимерной изоляции равномерно вращающегося пальца некогерентным инфракрасным (ИК) излучением по всей поверхности, в том числе торцевой части за счет отражения ИК-лучей от поворотного зеркала, полировка боковой поверхности пальца направленным когерентным излучением, испускаемым ИК-лазером, линейно перемещающимся вдоль оси вращения пальца. Устройство для реализации комбинированного способа сушки состоит из корпуса с элементами для пропитки, сушки и полировки изоляционного пальца, червячного редуктора с патроном крепления, механизма продольного перемещения лазера и предназначено для реализации комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением. В корпус устанавливаются емкость с пропиточным материалом, предназначенная для нанесения изоляционного лака на поверхность пальца кронштейна щеткодержателя, керамический ИК-излучатель с регулировочными винтами, предназначенный для предварительного нагрева и сушки, поворотное зеркало, предназначенное для запекания торцевой части пальца, полирующее устройство в виде ИК-лазера, патрон крепления, предназначенный для установки изоляционного пальца, размещённого на оси червячного колеса, которое равномерно вращается в зацеплении с червяком от электродвигателя, механизм продольного перемещения лазера, включающий в себя подающий винт, передвижную планку, направляющие рейки и электродвигатель, предназначенный для передвижения ИК-лазера без отклонений вдоль оси вращающегося пальца. Изобретение должно увеличить показатели электрической прочности и трекингостойкости поверхности пальца. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Комбинированный способ сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением, отличающийся тем, что сушка изоляции пальца осуществляется в два этапа: непосредственная сушка полимерной изоляции равномерно вращающегося пальца некогерентным инфракрасным (ИК) излучением по всей поверхности, в том числе торцевой части за счет отражения ИК-лучей от поворотного зеркала, полировка боковой поверхности пальца направленным когерентным излучением, испускаемым ИК-лазером, линейно перемещающимся вдоль оси вращения пальца.

2. Устройство для реализации комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением, состоящее из корпуса с элементами для пропитки, сушки и полировки изоляционного пальца, червячного редуктора с патроном крепления, механизма продольного перемещения лазера и предназначенное для реализации комбинированного способа сушки полимерной изоляции пальцев кронштейнов щеткодержателей электрических машин некогерентным и когерентным инфракрасным излучением, отличающееся тем, что в корпус устанавливаются емкость с пропиточным материалом, предназначенная для нанесения изоляционного лака на поверхность пальца кронштейна щеткодержателя, керамический ИК-излучатель с регулировочными винтами, предназначенный для предварительного нагрева и сушки, поворотное зеркало, предназначенное для запекания торцевой части пальца, полирующее устройство в виде ИК-лазера, патрон крепления, предназначенный для установки изоляционного пальца, размещённого на оси червячного колеса, которое равномерно вращается в зацеплении с червяком от электродвигателя, механизм продольного перемещения лазера, включающий в себя подающий винт, передвижную планку, направляющие рейки и электродвигатель, предназначенный для передвижения ИК-лазера без отклонений вдоль оси вращающегося пальца.