一种绝缘盒制造方法及制造模具

摘要

本发明公开了一种绝缘盒制造方法及制造模具，制造方法包括步骤：1）.将制造绝缘盒的模具放置在四柱式液压机上，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热；2）.调制粘结用的胶液；3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布绕制在模具的芯模上，并使芯模顶面的玻璃纤维布相互粘结；直至达到设计要求厚度；5）.将模具组装好；用四柱式液压机进行热压固化，直至成型；脱模；6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，直至成品。本发明制成的绝缘盒具有良好的物理强度、耐高温性和耐电性，可靠性高。

权利要求

1.一种绝缘盒制造方法，所述绝缘盒为一个端面开口的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

1）.将制造绝缘盒的模具放置在四柱式液压机上，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热；

2）.调制粘结用的胶液；

3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；所述烘焙是将浸胶后的玻璃纤维布经上胶机烘箱段烘焙成半固化状态；所述收卷是通过上胶机上的收卷机构收卷烘焙成半固化状态的玻璃纤维布；

4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布绕制在模具的芯模上，并使芯模顶面的玻璃纤维布相互粘结；直至达到设计要求厚度；

5）.将模具组装好；用四柱式液压机进行热压固化，直至成型；脱模；

6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，直至成品。

2.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤1）中预热的时间为1小时以上，预热的温度为165～175℃。

3.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤2）中胶液的原料配比按以下重量份计：环氧树脂 40～47份，

酚醛树脂 15～20份，

丙酮 15～20份，

乙醇 7～13份，

甲苯 3～6份。

4.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤3）中的玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布。

5.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤3）中的玻璃纤维布浸胶胶含量为33～45%。

6.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤3）中上胶机的烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为100～110℃，第二烘焙段的温度为120～130℃，第三烘焙段的温度为120～130℃，第四烘焙段的温度为110～120℃。

7.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤3）中上胶机的收卷机构收卷速度为35～45 秒/米。

8.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤5）中热压固化的温度为

165～175℃，热压固化的时间为50分钟以上。

9.根据权利要求1所述绝缘盒制造方法，其特征在于：步骤6）中烘焙分成四个阶段；

其中，第一烘焙阶段为3～5小时，温度为115～125℃；第二烘焙阶段为3～5小时，温度为135～145℃；第三烘焙阶段为7～9小时，温度为160～170℃；第四烘焙阶段为7～9小时，温度为175～185℃。

10.一种绝缘盒制造模具，包括腔模（1）、芯模（5）和上模（3），所述腔模（1）的顶面具有大于芯模（5）顶面的穿孔（2），上模（3）装入穿孔（2），上模（3）用作贴紧芯模（5）顶面的玻璃纤维布；所述芯模（5）固定在底座（7）上，芯模（5）的外部表面为平面；其特征在于：所述模具还包括四块压模（6），四块压模（6）分别布置在绕制有玻璃纤维布（4）的芯模（5）的四个面上，压模（6）的内表面用作贴紧玻璃纤维布（4），压模（6）的顶面、内表面和底面为平面，压模（6）的外表面为锥面；所述腔模（1）罩住压模（6）的上部，在四柱式液压机的作用下，腔模（1）通过下端的内沿对压模（6）的外表面进行挤压，迫使压模（6）压紧玻璃纤维布（4）。

说明书

一种绝缘盒制造方法及制造模具

技术领域

[0001] 本发明涉及发电机定子线圈端部的绝缘盒，具体是一种绝缘盒的制造方法，以及该方法所用及到的制造模具。

背景技术

[0002] 绝缘盒是发电机的重要绝缘部件之一，位于发电机定子线圈的端部，起绝缘作用，要求具有较高物理强度和耐高温性。长期以来，受限于国内的制造水平，绝缘盒产品都是从国外进口的，进口到国内后再组装到发电机上，这直接增加了发电机的制造成本。随着国内制造水平的提升，近年来，绝缘盒在国内实现了自制，但是由于选料以及设计的制造方法和模具的不合理，国内制造的绝缘盒存在重大缺陷，这主要表现在：1.绝缘盒为薄壁深腔结构，模具设计的不合理导致脱模困难，影响生产效率；2.糊制绝缘盒的纤维料浸胶不均匀，成型绝缘盒的壁厚不一致，影响绝缘盒的强度和耐电性；3.制造时，浸胶纤维料以“拼图”和“补丁”方式粘贴到模具的芯模上成型，不仅效率低，而且成品绝缘盒在服役不久后，因受热便会出现破裂现象，物理强度低，使用寿命短，发电机维修频率高，严重影响了发电运营商的效益。

发明内容

[0003] 本发明的目的之一在于：针对上述国内绝缘盒的制造现状，提供一种设计合理、简单易行、生产效率高、可靠实用的绝缘盒制造方法，该方法制造的绝缘盒具有良好的物理强度、耐高温性和耐电性。

[0004] 本发明的目的之二在于：针对国内绝缘盒的制造现状以及目的之一的制造方法，提供一种设计合理、结构简单、脱模容易的绝缘盒制造模具。

[0005] 本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种绝缘盒制造方法，所述绝缘盒为一个端面开口的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

[0006] 1）.将制造绝缘盒的模具放置在四柱式液压机上，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热；

[0007] 2）.调制粘结用的胶液；

[0008] 3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；所述烘焙是将浸胶后的玻璃纤维布经上胶机烘箱段烘焙成半固化状态；所述收卷是通过上胶机上的收卷机构收卷烘焙成半固化状态的玻璃纤维布；

[0009] 4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布绕制在模具的芯模上，并使芯模顶面的玻璃纤维布相互粘结；直至达到设计要求厚度；

[0010] 5）.将模具组装好；用四柱式液压机进行热压固化，直至成型；脱模；

[0011] 6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，直至成品。

[0012] 步骤1）中预热的时间为1小时以上，预热的温度为165～175℃。

[0013] 步骤2）中胶液的原料配比按以下重量份计：

[0014] 环氧树脂 40～47份，

[0015] 酚醛树脂 15～20份，

[0016] 丙酮 15～20份，

[0017] 乙醇 7～13份，

[0018] 甲苯 3～6份。

[0019] 步骤3）中的玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布。

[0020] 步骤3）中的玻璃纤维布浸胶胶含量为33～45%。

[0021] 步骤3）中上胶机的烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为100～110℃，第二烘焙段的温度为120～130℃，第三烘焙段的温度为120～130℃，第四烘焙段的温度为110～120℃。

[0022] 步骤3）中上胶机的收卷机构收卷速度为35～45 秒/米。

[0023] 步骤5）中热压固化的温度为165～175℃，热压固化的时间为50分钟以上。

[0024] 步骤6）中烘焙分成四个阶段；其中，第一烘焙阶段为3～5小时，温度为115～125℃；第二烘焙阶段为3～5小时，温度为135～145℃；第三烘焙阶段为7～9小时，温度为160～170℃；第四烘焙阶段为7～9小时，温度为175～185℃。

[0025] 本发明的目的之二通过下述技术方案实现：一种绝缘盒制造模具，包括腔模、芯模和上模，所述腔模的顶面具有大于芯模顶面的穿孔，上模装入穿孔，上模用作贴紧芯模顶面的玻璃纤维布；所述芯模固定在底座上，芯模的外部表面为平面；所述模具还包括四块压模，四块压模分别布置在绕制有玻璃纤维布的芯模的四个面上，压模的内表面用作贴紧玻璃纤维布，压模的顶面、内表面和底面为平面，压模的外表面为锥面；所述腔模罩住压模的上部，在四柱式液压机的作用下，腔模通过下端的内沿对压模的外表面进行挤压，迫使压模压紧玻璃纤维布。

[0026] 本发明的有益效果是：

[0027] 本发明的制造方法，通过对选料以及制造工艺的优化，用浸胶的高强度玻璃纤维布整体绕制，玻璃纤维长且经纬交织，制成的绝缘盒具有较高的物理强度，能够承受较大的热膨胀挤压力，使用寿命长，同时具有良好的耐高温性和耐电性，各项性能指标达到了国际同行业先进水平，完全满足发电机、特别是大功率发电机的应用要求，可靠性高。整个制造方法具有设计合理、简单易行、生产效率高、可靠实用的特点，便于实现工业化的批量生产。

[0028] 本发明的制造模具，以四块压模的锥形外表面同时承受挤压力，确保芯模上的玻璃纤维布能够受到平衡的压紧力，进而将玻璃纤维布上个别不均匀的胶液点挤化，使绝缘盒的壁厚一致，同时使各层玻璃纤维布之间粘结牢固，达到提升绝缘盒整体强度和耐电性的目的。本模具具有设计合理、结构简单、脱模容易、实用性强的特点，经试验，用其制成的绝缘盒合格率高度100%。

附图说明

[0029] 图1是本发明的一种结构示意图。

[0030] 图2是图1的侧视图。

具体实施方式

[0031] 实施例1

[0032] 本发明用作制造发电机的绝缘盒，该绝缘盒为一个长边端面开口（其它五个面密封）的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

[0033] 1）.准备模具，模具（见图1和图2）包括腔模1、芯模5、上模3和压模6，腔模1的顶面具有大于芯模5顶面的穿孔2（穿孔2的大小应与设计的绝缘盒顶面大小相对应），穿孔2用作装入上模3，而上模3用作在制造过程中挤压制造绝缘盒的玻璃纤维布4，芯模5固定在底座7上，芯模5的外部表面（即正面、背面、左端面、右端面和顶面）为无任何斜度、凹陷的平面，压模6为四块，这四块压模分别与设计的绝缘盒正面、背面、左端面和右端面相对应，四块压模6分别用作在制造过程中挤压制造绝缘盒的玻璃纤维布4正面、背面、左端面和右端面，压模6的内表面在制造过程中用作贴紧制造绝缘盒的玻璃纤维布4，压模6的顶面、内表面和底面（底面与底座7滑动配合）为平面，压模6的外表面为锥面，腔模1罩住压模6的上部，腔模1通过下端的内沿对压模6传递挤压力；将模具放置在四柱式液压机上，四柱式液压机上安装有电热板，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热，预热时间为1.5小时，预热温度为175℃，确保模具能够均匀受热；

[0034] 2）.调制粘结用的胶液，胶液的原料配比按以下重量份计：环氧树脂40份，酚醛树脂16份，丙酮17份，乙醇10份，甲苯3份，将各原料混合均匀即可；环氧树脂应选用粘度为2000～4000cps的，例如粘度3300cps的环氧树脂，该粘度环氧树脂的操作工艺性好，绝缘性能良好，对纤维浸润优良，对固化制品具有良好的耐冲击、抗弯强度；

[0035] 3）. 将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中，该上胶机上具有烘箱段和收卷机构；其中，烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为100℃，第二烘焙段的温度为125℃，第三烘焙段的温度为130℃，第四烘焙段的温度为120℃；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布，厚度约为0.10mm，浸胶后的玻璃纤维布厚度约为0.15mm，胶含量约为40%，可溶性树脂≥90%，挥发物≤3%，浸胶后的玻璃纤维布经烘箱段烘焙成半固化状态；收卷机构将半固化状态的玻璃纤维布收卷起来，收卷速度为35 秒/米；

[0036] 4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布整体绕制在模具的芯模上，有一截玻璃纤维布超出芯模顶面，以芯模四个棱角为基准剪开超出的玻璃纤维布，并使芯模顶面的玻璃纤维布平整的相互粘结；直至达到设计要求厚度，例如绕制四十层；

[0037] 5）.将压模组装到位，使四块压模的内表面分别紧贴芯模上绕制的玻璃纤维布的四个面，将腔模水平扣在压模的上部，并把上模装入腔模的穿孔中，至此整个模具组装完毕；用四柱式液压机进行热压固化，热压固化的温度为175℃，热压固化的时间为1小时，绕制在芯模上的玻璃纤维布成型；将成型的绝缘盒脱模；

[0038] 6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，烘焙分成四个阶段；其中，第一烘焙阶段为3小时，温度为120℃；第二烘焙阶段为3小时，温度为135℃；第三烘焙阶段为8小时，温度为170℃；第四烘焙阶段为8小时，温度为180℃；至此绝缘盒成品。

[0039] 上述步骤2）中胶液原料丙酮的加入量可视季节的变化而增减，如冬季的时候可以适当多加一点，但总体应保持在配方量范围内。

[0040] 上述步骤3）中的高强度玻璃纤维布由无碱、无捻的玻璃纤维纺织而成。

[0041] 实施例2

[0042] 本发明用作制造发电机的绝缘盒，该绝缘盒为一个长边端面开口（其它五个面密封）的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

[0043] 1）.准备模具，模具结构与实施例1中的相同；将模具放置在四柱式液压机上，四柱式液压机上安装有电热板，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热，预热时间为2小时，预热温度为170℃，确保模具能够均匀受热；

[0044] 2）.调制粘结用的胶液，胶液的原料配比按以下重量份计：环氧树脂44份，酚醛树脂16份，丙酮18份，乙醇9份，甲苯4份，将各原料混合均匀即可；环氧树脂应选用粘度为2000～4000cps的，例如粘度2500cps的环氧树脂；

[0045] 3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中，该上胶机上具有烘箱段和收卷机构；其中，烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为103℃，第二烘焙段的温度为122℃，第三烘焙段的温度为125℃，第四烘焙段的温度为110℃；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布，厚度约为0.10mm，浸胶后的玻璃纤维布厚度约为0.13mm，胶含量约为35%，可溶性树脂≥90%，挥发物≤3%，浸胶后的玻璃纤维布经烘箱段烘焙成半固化状态；收卷机构将半固化状态的玻璃纤维布收卷起来，收卷速度为37 秒/米；

[0046] 4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布整体绕制在模具的芯模上，有一截玻璃纤维布超出芯模顶面，以芯模四个棱角为基准剪开超出的玻璃纤维布，并使芯模顶面的玻璃纤维布平整的相互粘结；直至达到设计要求厚度，例如绕制四十五层；

[0047] 5）.将压模组装到位，使四块压模的内表面分别紧贴芯模上绕制的玻璃纤维布的四个面，将腔模水平扣在压模的上部，并把上模装入腔模的穿孔中，至此整个模具组装完毕；用四柱式液压机进行热压固化，热压固化的温度为172℃，热压固化的时间为1.5小时，绕制在芯模上的玻璃纤维布成型；将成型的绝缘盒脱模；

[0048] 6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，烘焙分成四个阶段；其中，第一烘焙阶段为4小时，温度为116℃；第二烘焙阶段为3.5小时，温度为140℃；第三烘焙阶段为7小时，温度为170℃；第四烘焙阶段为8.5小时，温度为175℃；至此绝缘盒成品。

[0049] 上述步骤2）中胶液原料丙酮的加入量可视季节的变化而增减，如冬季的时候可以适当多加一点，但总体应保持在配方量范围内。

[0050] 上述步骤3）中的高强度玻璃纤维布由无碱、无捻的玻璃纤维纺织而成。

[0051] 实施例3

[0052] 本发明用作制造发电机的绝缘盒，该绝缘盒为一个长边端面开口（其它五个面密封）的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

[0053] 1）.准备模具，模具结构与实施例1中的相同；将模具放置在四柱式液压机上，四柱式液压机上安装有电热板，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热，预热时间为3小时，预热温度为166℃，确保模具能够均匀受热；

[0054] 2）.调制粘结用的胶液，胶液的原料配比按以下重量份计：环氧树脂47份，酚醛树脂19份，丙酮15份，乙醇13份，甲苯6份，将各原料混合均匀即可；环氧树脂应选用粘度为2000～4000cps的，例如粘度4000cps的环氧树脂；

[0055] 3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中，该上胶机上具有烘箱段和收卷机构；其中，烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为110℃，第二烘焙段的温度为127℃，第三烘焙段的温度为122℃，第四烘焙段的温度为115℃；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布，厚度约为0.10mm，浸胶后的玻璃纤维布厚度约为0.15mm，胶含量约为42%，可溶性树脂≥90%，挥发物≤3%，浸胶后的玻璃纤维布经烘箱段烘焙成半固化状态；收卷机构将半固化状态的玻璃纤维布收卷起来，收卷速度为42 秒/米；

[0056] 4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布整体绕制在模具的芯模上，有一截玻璃纤维布超出芯模顶面，以芯模四个棱角为基准剪开超出的玻璃纤维布，并使芯模顶面的玻璃纤维布平整的相互粘结；直至达到设计要求厚度，例如绕制三十六层；

[0057] 5）.将压模组装到位，使四块压模的内表面分别紧贴芯模上绕制的玻璃纤维布的四个面，将腔模水平扣在压模的上部，并把上模装入腔模的穿孔中，至此整个模具组装完毕；用四柱式液压机进行热压固化，热压固化的温度为165℃，热压固化的时间为2小时，绕制在芯模上的玻璃纤维布成型；将成型的绝缘盒脱模；

[0058] 6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，烘焙分成四个阶段；其中，第一烘焙阶段为5小时，温度为123℃；第二烘焙阶段为4小时，温度为144℃；第三烘焙阶段为9小时，温度为161℃；第四烘焙阶段为9小时，温度为181℃；至此绝缘盒成品。

[0059] 上述步骤2）中胶液原料丙酮的加入量可视季节的变化而增减，如冬季的时候可以适当多加一点，但总体应保持在配方量范围内。

[0060] 上述步骤3）中的高强度玻璃纤维布由无碱、无捻的玻璃纤维纺织而成。

[0061] 实施例4

[0062] 本发明用作制造发电机的绝缘盒，该绝缘盒为一个长边端面开口（其它五个面密封）的内空矩形结构，其制造方法包括下列顺序步骤：

[0063] 1）.准备模具，模具结构与实施例1中的相同；将模具放置在四柱式液压机上，四柱式液压机上安装有电热板，通过四柱式液压机上的电热板对模具进行预热，预热时间为2小时，预热温度为171℃，确保模具能够均匀受热；

[0064] 2）.调制粘结用的胶液，胶液的原料配比按以下重量份计：环氧树脂42份，酚醛树脂17份，丙酮20份，乙醇7份，甲苯5份，将各原料混合均匀即可；环氧树脂应选用粘度为2000～4000cps的，例如粘度3300cps的环氧树脂；

[0065] 3）.将调制好的胶液倒入卧式上胶机的胶槽中，该上胶机上具有烘箱段和收卷机构；其中，烘箱段为隧道烘箱结构，具有四段独立的烘焙段，第一烘焙段的温度为106℃，第二烘焙段的温度为130℃，第三烘焙段的温度为127℃，第四烘焙段的温度为120℃；启动卧式上胶机，将玻璃纤维布浸胶、烘焙、收卷；玻璃纤维布为玻璃纤维经纬交织的高强度玻璃纤维布，厚度约为0.10mm，浸胶后的玻璃纤维布厚度约为0.11mm，胶含量约为44%，可溶性树脂≥90%，挥发物≤3%，浸胶后的玻璃纤维布经烘箱段烘焙成半固化状态；收卷机构将半固化状态的玻璃纤维布收卷起来，收卷速度为45 秒/米；

[0066] 4）.在预热好的模具表面涂刷脱模剂；将步骤3）中收卷好的玻璃纤维布整体绕制在模具的芯模上，有一截玻璃纤维布超出芯模顶面，以芯模四个棱角为基准剪开超出的玻璃纤维布，并使芯模顶面的玻璃纤维布平整的相互粘结；直至达到设计要求厚度，例如绕制四十二层；

[0067] 5）.将压模组装到位，使四块压模的内表面分别紧贴芯模上绕制的玻璃纤维布的四个面，将腔模水平扣在压模的上部，并把上模装入腔模的穿孔中，至此整个模具组装完毕；用四柱式液压机进行热压固化，热压固化的温度为168℃，热压固化的时间为1小时，绕制在芯模上的玻璃纤维布成型；将成型的绝缘盒脱模；

[0068] 6）.将成型的绝缘盒放入真空烘箱中进行烘焙，烘焙分成四个阶段；其中，第一烘焙阶段为3.5小时，温度为125℃；第二烘焙阶段为5小时，温度为137℃；第三烘焙阶段为8小时，温度为166℃；第四烘焙阶段为7小时，温度为185℃；至此绝缘盒成品。

[0069] 上述步骤2）中胶液原料丙酮的加入量可视季节的变化而增减，如冬季的时候可以适当多加一点，但总体应保持在配方量范围内。

[0070] 上述步骤3）中的高强度玻璃纤维布由无碱、无捻的玻璃纤维纺织而成。