СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТУШКИ ГРУЗОПОДЪЕМОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА
METHOD OF FABRICATION OF COIL FOR LIFTING ELECTROMAGNET

Изобретение относится к производству и ремонту подъемно-транспортного оборудования, а именно грузоподъемных электромагнитов, предназначенных для работы с ферромагнитными грузами.
Известен способ изготовления катушки грузоподъемного электромагнита, оправки, формируют выводы, изолируют по наружной и внутренней цилиндрическим поверхностям листовым изоляционным материалом, а по торцовой поверхности, свободной от выводов, - изоляционной массой с наполнителем с последующим ее отверждением, устанавливают катушку выводами вверх, заливают в объем катушки, ограниченный слоями изоляционного материала, изоляционную массу до уровня выше основания выводов и до образования слоя над торцовой поверхностью, осуществляют ее отверждение. Изоляцию внутренней цилиндрической поверхности осуществляют путем введения внутрь катушки свернутого в кольцо листа стеклотекстолита, внутрь этого кольца вводят технологический сердечник, расширением которого осуществляют прижатие кольца изоляции к поверхности катушки. Другим листом стеклотекстолитовой изоляции охватывают катушку по наружной цилиндрической поверхности и стягивают бандажом (патент RU №2238904, B66C 1/06, 2004).
Недостатками этого способа, предусматривающего двукратную объемную заливку изоляционной массой, являются большая сложность и трудоемкость осуществления, а наличие воздуха между витками катушки, который при заливке объема катушки невозможно вытеснить полностью, ухудшает изоляцию и отведение тепла от катушки, а также надежность электромагнита. При установке катушки в полость корпуса она недостаточно защищена от механических повреждений, вследствие чего требуется предусматривать довольно большие зазоры. Толстый слой изоляционной массы - эпоксидного компаунда, заполняющего эти зазоры, склонен к растрескиванию, что ухудшает герметичность катушки и тоже снижает надежность электромагнита.
Наиболее близким является способ изготовления катушки грузоподъемного электромагнита, заключающийся в том, что катушку наматывают проводом, изолируемым в процессе намотки спиральной навивкой на него стеклотканевой изоляции, предварительно пропитанной под вакуумом, на оправку с наложенной на нее обечайкой из листового текстолита, формируют выводы, изолируют по наружной цилиндрической поверхности стеклотканевой лентой, формируя выступающие над торцовыми поверхностями катушки бортики, изолируют одну торцовую плоскость нанесением на нее эпоксидного компаунда горячего отверждения с наполнителем с последующим его отверждением, поворачивают катушку другой торцовой поверхностью вверх и изолируют ее нанесением эпоксидного компаунда горячего отверждения с наполнителем с последующим его отверждением, обрезают выступающие над торцовыми поверхностями бортики (RU 2325316, B66C 1/066, публ. 27.05.2008). Отверждение компаунда производится в печи, причем одновременно отверждаются компаунд, которым пропитана межвитковая изоляция, и компаунд, изолирующий торцовую поверхность.
Для способа характерна недостаточная нестабильность качества изоляции катушки, поскольку внутри катушки между витками может сохраниться некоторое количество воздуха, оставшегося в ней при намотке, а толщина слоя изоляции торцовых поверхностей может быть неравномерной.
Техническим результатом изобретения является повышение качества изоляции катушки.
Это достигается способом изготовления катушки грузоподъемного электромагнита, заключающимся в том, что катушку наматывают проводом, изолируемым в процессе намотки спиральной навивкой на него стеклотканевой изоляции, предварительно пропитанной под вакуумом, на оправку с наложенной на нее обечайкой из листового стеклотекстолита, изолируют по наружной цилиндрической поверхности стеклотканевой лентой, формируя выступающие над торцовыми поверхностями катушки бортики, изолируют одну торцовую плоскость нанесением на нее эпоксидного компаунда горячего отверждения с наполнителем с последующим его отверждением, поворачивают катушку другой торцовой поверхностью вверх и изолируют ее нанесением эпоксидного компаунда горячего отверждения с наполнителем с последующим его отверждением, обрезают выступающие над торцовыми поверхностями бортики, согласно изобретению катушку устанавливают горизонтально в вакуумной камере, после нанесения эпоксидного компаунда на верхнюю поверхность через катушку пропускают электрический ток для ее нагрева, затем ток отключают и контролируют качество нанесения эпоксидного компаунда, а отверждение компаунда осуществляют в камере при давлении 0,1-0,3 атм с нагревом катушки до 160-220°C путем пропускания через нее электрического тока, причем контроль температуры осуществляют по изменению величины активного сопротивления катушки при нагреве.
Наиболее целесообразно осуществлять отверждение компаунда, чередуя нагрев катушки до температуры 180-220°C и остывание при отключенном электрическом токе до температуры 160-180°C.
Также целесообразно после нанесения компаунда на торцовую поверхность закрывать вакуумную камеру и создавать в ней переменное давление в пределах 0,6-2,5 атм, а для контроля поверхности давление снимать и камеру открывать.
Изолирование наружной цилиндрической поверхности может осуществляться дважды, до и после поворачивания катушки, каждый раз на верхней ее половине и с образованием одного бортика над верхней поверхностью катушки.
Сущность изобретения поясняется примерами его осуществления.
Пример 1. Катушку грузоподъемного электромагнита намотали проводом, изолируемым в процессе намотки спиральной навивкой на него стеклотканевой изоляции, предварительно пропитанной под вакуумом эпоксидным компаундом горячего отверждения, на оправку с наложенной на нее обечайкой из листового стеклотекстолита. Катушку установили строго горизонтально в вакуумной камере. Заизолировали катушку по наружной цилиндрической поверхности стеклотканевой лентой, формируя выступающие над торцовыми поверхностями катушки бортики. Нанесли компаунд горячего отверждения с наполнителем (кварцевой пылью) на верхнюю торцовую поверхность, через катушку в течение 20 минут пропускали электрический ток для ее нагрева, затем ток отключили и контролировали качество нанесения эпоксидного компаунда после его растекания. При наличии неровностей слоя компаунда дополнительно нанесли компаунд с отвердителем и выровняли поверхность шпателем. Камеру закрыли, воздух из нее откачали до давления 0,2 атм. Катушку нагрели до 180°C пропусканием по ней электрического тока, при этом контроль температуры осуществляли по увеличению активного сопротивления катушки при ее нагреве. После завершения процесса отверждения отключили ток, разгерметизировали вакуумную камеру, катушку охладили. Затем катушку вынули из камеры, перевернули другой стороной, установили в камере горизонтально и провели изолирование другой торцовой поверхности нанесением на нее эпоксидного компаунда с наполнителем, нагрев катушки, контроль качества торцовой поверхности, исправление ее, если это необходимо, и последующее отверждение в тех же режимах, как это описано выше.
При нагреве катушки после нанесения на ее торцовую поверхность компаунда с наполнителем компаунд приобретает высокую текучесть и заполняет все промежутки между витками и неровности поверхности, причем под действием силы тяжести он растекается горизонтально, образуя на поверхности слой одинаковой толщины. Возможные неровности этого слоя обнаруживают при контроле и выравнивают шпателем, при необходимости добавляя некоторое количество компаунда. В процессе отверждения компаунда межвитковой изоляции и слоя на торцовой поверхности из катушки за счет низкого давления вытесняются вкрапления воздуха, обеспечивается высокое качество изоляции катушки, монолитность и высокая теплопроводность изоляции, что обеспечивает катушке высокую работоспособность при эксплуатации.
Пример 2. Способ осуществляли аналогично способу, описанному в примере 1, но отверждение компаунда осуществляли, чередуя нагрев катушки до температуры 190°C и остывание при отключенном электрическом токе до температуры 170°C. Повторные включения тока создают в катушке электромагнитные силы прижатия витков друг к друг, а отключения тока приводят к разжатию витков под действием сил упругой деформации. Это воздействует на неотвержденную или частично отвержденную межвитковую изоляцию, осуществляя ее уплотнение, выдавливание компаунда из нее в имеющиеся межвитковые промежутки, способствует выдавливанию воздуха из катушки. Отверждение компаунда при температуре до 190°C обеспечило высокую жаростойкость изоляции.
Пример 3. Способ осуществляли аналогично описанному в примере 1, но после нанесения компаунда на торцовую поверхность вакуумную камеру закрыли, создавали в ней переменное давление в пределах 0,6-2,5 атм, а для контроля поверхности давление сняли и камеру открыли. Чередование высокого давления и частичного вакуума способствует растеканию горячего компаунда на торцовой поверхности и его выравниванию.
Пример 4. Способ осуществляли аналогично описанному в примере 1, но изолирование наружной цилиндрической поверхности осуществляли дважды, до и после поворачивания катушки, каждый раз на верхней ее половине и с образованием одного бортика над верхней поверхностью катушки. Это позволило облегчить осуществление способа, поскольку выполнять бортик у нижней поверхности неудобно, кроме того, он может быть смят при переворачивании катушки.
Пропускание через катушку электрического тока более равномерно ее прогревает, чем нагрев в печи. Такой нагрев катушки, находящейся в вакууме, более эффективен из-за плохой теплопередачи в вакууме. Многие известные способы контроля температуры катушки также не применимы в вакууме, поэтому производится контроль по изменению активного сопротивления катушки при изменении ее температуры.