预浸玻璃纤维绳的预制品以及预制方法
技术领域
本申请涉及机械设备领域，特别是涉及预浸玻璃纤维绳的预制品以及预制方法。
背景技术
电机的定、转子线圈的端部整形需要用到环形支撑件，将线圈端部在环形支撑件上进行绑扎与固定，使得端部线圈布置和电路形态完整，保证电机运行的效率。端部环形支撑件在技术演变上经历过金属件、玻璃钢件、端部紧固绳即玻璃纤维填充编织软绳等几个阶段。
金属件虽然结构刚度好，但不是绝缘材料，需要额外的绝缘保护。绑扎绝缘的金属端箍在电机运转时受振动和交变电磁力作用，容易磨坏端箍绝缘和绕组绝缘而发生短路放炮，损坏电机造成停机停产事故，可靠性差。
玻璃钢件虽然是绝缘材料，但其刚度不如金属件，需要额外的固定部件进行支撑。
端部紧固绳的传统结构是由玻璃纤维纱填充编织软管构成的绑扎绳，编织层的材料可能是玻璃纤维或聚酯纤维。相对于传统的包绝缘的金属端箍而言，它在未浸漆、固化之前是柔软的，故又被称为“软端箍”。电机绕组真空压力浸泽(VPI)技术的应用，使得玻璃纤维绳(软端箍)可以充分浸透，随着树脂的固化实现在线复合，形成玻璃钢结构。不但绕组的电气绝缘性能良好、耐潮性强，而且线圈、绝缘和绑扎能粘结固化成一个整体，机械性能优良。
然而，发明人发现，在非真空压力浸泽工艺中，玻璃纤维填充编织软绳(软端箍)可能因为直径过粗或绑扎过密导致绝缘漆渗透不充分。电机功率越大，所需软端箍的直径越粗、浸泽不充分的风险越高；在电机线圈浸漆后吊出漆缸的过程中、或绝缘漆的烘干固化过程中还可能出现绝缘漆流失，导致端箍固化后强度不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请公开了预浸玻璃纤维绳的预制方法，
步骤S100，将第一玻璃纤维经过胶槽以浸渍树脂，将浸渍后的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维平行编束为芯束；
步骤S200，将若干第三玻璃纤维在所述芯束的外周面上编织获得编织护套，在编织过程中，所述第三玻璃纤维挤压所述芯束；
步骤S300，将所述芯束连同所述编织护套收卷，并在表面覆盖遮蔽膜。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，步骤S100中，用于浸渍的所述树脂包括不饱和聚酯树脂、阻聚剂以及固化剂。
可选的，步骤S100中，浸渍后的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维间隔设置。
可选的，步骤S100中，浸渍的所述第一玻璃纤维有多根，各根分别经过独立的胶槽实现浸渍；
步骤S200中，第一玻璃纤维和第二玻璃纤维汇集后受牵拉运动，且运动过程中利用所述第三玻璃纤维形成编织护套。
可选的，步骤S200中，所述芯束沿竖直方向向上运动，所述第三玻璃纤维的纱管在所述芯束周向上布置有多个，各纱管向所述芯束的外周面提供所述第三玻璃纤维以实现所述编织护套的编织，各第三玻璃纤维受到预设数值的拉力以实现所述第三玻璃纤维对所述芯束的挤压。
可选的，步骤S200中，所述第三玻璃纤维以单股或合股的方式编织。
可选的，多根所述第三玻璃纤维合股构成所述经线和/或纬线时，所述第三玻璃纤维合股后复绕至相应的纱管上，再进行编织。
可选的，步骤S200中，所述编织护套由圆形编织机编织形成，在编织过程中，所述第三玻璃纤维对所述芯束实现挤压。
本申请还公开了预浸玻璃纤维绳的预制品，所述预浸玻璃纤维绳的预制品收编成卷且表面覆盖有遮蔽膜，所述预浸玻璃纤维绳的预制品包括：
芯束，浸渍有树脂，所述芯束由第一玻璃纤维和第二玻璃纤维平行编束形成；
编织护套，包裹在所述芯束外周，所述编织护套由第三玻璃纤维在所述芯束的外周面上编织形成。
可选的，所述树脂的重量占所述预浸玻璃纤维绳的预制品总重量的26％至32％。
本申请公开的技术方案通过对芯束进行了预浸渍处理，解决了软端箍在非真空压力浸漆工艺中的浸润不充分和绝缘漆流失问题，拓展了软端箍的应用范围；同时，芯束部分浸泽，借助压力使树脂在芯束内部浸润和分散，到达预浸玻纤绳粘而不湿的效果。
具体的有益技术效果将在具体实施方式中结合具体结构或步骤进一步阐释。
附图说明
图1为一实施例中预浸玻璃纤维绳的预制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参考图1，本申请公开了预浸玻璃纤维绳的预制方法，
步骤S100，将第一玻璃纤维经过胶槽以浸渍树脂，将浸渍后的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维平行编束为芯束；
步骤S200，将若干第三玻璃纤维在芯束的外周面上编织获得编织护套，在编织过程中，第三玻璃纤维挤压芯束；
步骤S300，将芯束连同编织护套收卷，并在表面覆盖遮蔽膜。
预浸玻璃纤维绳由已经均匀浸渍了树脂(未固化)的若干根第一玻璃纤维和第二玻璃纤维构成芯束，然后在芯束的外层编织一层网状的编织护套构成，自身具备很高的树脂含量，所以可以保证固化后结构的机械强度。在非真空浸漆的电机生产工艺中，预浸玻璃纤维绳和传统端部紧固绳相比有明显的优势。目前仅中国电机制造业一年使用端部紧固绳的量就达到1000万米左右，其中很大一部分可以被本申请中公开的预浸玻璃纤维绳所替代。
本实施例中的预浸玻璃纤维绳以不饱和聚酯树脂作为填充玻璃纤维的浸渍树脂，其绝缘等级常见的为F级，也可以根据需要调整不同的等级。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行或者同步执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
按照本实施例中公开的预制方法得到的预浸玻璃纤维绳用于后续生产中使用，因此需要具有一定的保存能力，在存储期间，树脂不会自行固化以影响后续的使用。因此在一实施例中，步骤S100中，用于浸渍的树脂包括不饱和聚酯树脂、阻聚剂以及固化剂。
预浸玻璃纤维绳的浸渍效果实际上在于芯束的部分浸渍，才能实现本申请发明构思中的“粘而不湿”。因此需要对第一玻璃纤维的浸渍进行精准的控制。在一实施例中，步骤S100中，第一玻璃纤维有多根，各根分别经过独立的胶槽实现浸渍；步骤S200中，第一玻璃纤维和第二玻璃纤维汇集后受牵拉运动，且运动过程中利用第三玻璃纤维形成编织护套。
为了更好的分配第一玻璃纤维之间的树脂，在一实施例中，步骤S100中，浸渍后的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维间隔设置。
树脂的分配主要通过第三玻璃纤维对芯束的挤压实现，在一实施例中，步骤S200中，芯束沿竖直方向向上运动，第三玻璃纤维的纱管在芯束周向上布置有多个，各纱管向芯束的外周面提供第三玻璃纤维以实现编织护套的编织，各第三玻璃纤维受到预设数值的拉力以实现第三玻璃纤维对芯束的挤压。
在编织的过程中，第三玻璃纤维通过自身受力实现对第一玻璃纤维的挤压，以实现树脂的均匀扩散效果。
除了编织过程中的受力外，树脂的扩散还能够通过其他形式实现。在一实施例中，编织护套由圆形编织机编织形成，在编织过程中，第三玻璃纤维对芯束实现挤压。圆形编织机能够对第三玻璃纤维施加作用力，能够进一步提高树脂的扩散效果。
在第三玻璃纤维的编织上，在一实施例中，步骤S200中，第三玻璃纤维以单股或合股的方式编织。
具体的，编织护套的经线和纬线独立的由以下其中一种方式构成：
第三玻璃纤维单根构成；或
多根第三玻璃纤维合股构成。
本实施例包含多种组合方式。例如编织护套的经线和纬线均为第三玻璃纤维单根构成，再例如编织护套的经线和纬线均为第三玻璃纤维多根合股构成，再例如编织护套的经线和纬线中的一者为第三玻璃纤维单根构成，另一者为第三玻璃纤维多根合股构成。多种组合方式能够提高预浸玻璃纤维绳的适应性，针对不同的工况和设计需求能够灵活调整。其中，编织护套的经线和纬线并不局限于传统经纬编织工艺的经线和纬线。
在多根第三玻璃纤维合股的实现形式上，在一实施例中，第三玻璃纤维合股后复绕至相应的纱管上，再进行编织。
下面结合具体设备示例性的阐释实际生产中预浸玻璃纤维绳的预制方法的实现过程：
主要设备：纱线架、胶槽、圆形编织机
配制浸渍的树脂
以不饱和聚酯树脂与邻苯二甲酸二烯丙酯调配成合适的粘度(23℃±2℃，涂-4杯测试的粘度值100s～250s)，加入阻聚剂和固化剂。其中不饱和和聚酯树脂的相对分子量范围为2000～3000。
编织护套
根据预浸玻璃纤维绳需要的直径，选定一定数量的4800TEX(或其它TEX值)的无碱玻璃纤维纱作为第三玻璃纤维，单根或合股纬纱(复绕)到编织机的纱管上，再将纱管安装到编织机上，设定直径和节距，进行编织。
复合芯束
将所需第一玻璃纤维的线卷放置到纱线架上，使每根纤维在牵引过程都受到一定大小的恒定张力，在编织编织护套的同时把芯束插入编织护套内，使其随编织护套的编织过程一起行走。
将第一玻璃纤维浸渍树脂
第一玻璃纤维和第二玻璃纤维的的数量比例依据最后成品中需要的树脂含量，树脂含量26％～32％(重量比例)。第三玻璃纤维在编织机的牵引下作圆周运动和直线运动，对第一玻璃纤维形成连续挤压，使得树脂在第一玻璃纤维中均匀浸润。
卷绕包装、覆膜储存。
本申请还公开了预浸玻璃纤维绳的预制品，预浸玻璃纤维绳的预制品收编成卷且表面覆盖有遮蔽膜，预浸玻璃纤维绳的预制品包括：
芯束，浸渍有树脂，芯束由第一玻璃纤维和第二玻璃纤维平行编束形成；
编织护套，包裹在芯束外周，编织护套由第三玻璃纤维在芯束的外周面上编织形成。
在电机生产的后续工序进行前，预浸玻璃纤维绳以预制品状态储存。实际存储条件为常温或低温(低于25℃)、干燥条件下储存(湿度低于65％)。预制品稳定期6个月，期间应避免与溶剂接触。
为了保证存储的效果和减少对后续工序的影响，预制品内的树脂含量需要精确控制。在一实施例中，树脂的重量占预浸玻璃纤维绳的预制品总重量的26％至32％。
下面结合参数示例性的阐释预浸玻璃纤维绳的预制品的结构。
预浸玻璃纤维绳的的预制品从结构上可以分为：
编织护套，是由若干根4800TEX(或其它TEX值)的第三玻璃纤维经过圆形编织机编织而成的空心软管。
芯束，由若干根相互平行的4800TEX(或其它TEX值)的第一玻璃纤维组成。
树脂，是由包括不饱和树脂、固化剂和阻聚剂组成的树脂体系，其均匀的吸附在填充第一玻璃纤维中。
经过试验发现，本实施例中的预浸玻璃纤维绳的力学性能如下：
本实施例中的预浸玻璃纤维绳的电弧耐受性能测试如下：
将预浸玻璃纤维绳沿平行截面方向切片成ф20x3mm(产品直径小于20mm时，需按照同样的树脂含量制作20mm直径的试样)，将切片置于电压发生器回路中，两电极间距6.35mm，升压(500V/s)使电极间产生漏电电流10mA，维持直至试样失效，记录维持时间。
本实施例中的预浸玻璃纤维绳的电压维持时间≥240s。
本实施例中的预浸玻璃纤维绳的固化条件如下：
125℃/4小时,或135℃/2小时,或150℃/1小时。
本申请还示例性的提供了预浸玻璃纤维绳制造参数如下：
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
