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层压纸圈制造工艺

1、 主题内容及适用范围
本文件规定了层压纸圈制造的工艺方法。
本工艺适用于纸板热压制作的静电板骨架、线圈绝缘端圈、线圈托板、线圈压板等层压圈类绝缘件的制造。
本工艺的涂胶、迭积、热压、冷却及厚度计算也适用于其它层压绝缘件的制造。

2、 工装、工具
剪板机、圆剪机、干燥炉、热压机、车床及夹具、钻床及压板、锯床、电动倒角机、毛刷、压块、支撑压块、平衡块、千分尺等。

3、 材料
绝缘纸板（3.0，1.5，1.0），绝缘纸（0.12）、石腊、塑料薄膜、酚醛树脂（或环氧树脂或酚醛上胶绝缘纸）。

4、 工艺过程
4.1 层压圈的厚度配置
① 层压圈的配置厚度。纸板在干燥过程由于水份散失有其相应收缩率，而层压圈要承受线圈轴向力（希望通过制造中纸板压缩）有稳定的厚度尺寸，因此制造中要综合考虑压缩率。
配置厚度=图纸厚度×1.08 层压圈厚度≤50
配置厚度=图纸厚度×1.07 层压圈厚度>50
② 层压圈厚度的纸板配置。层压圈的层间粘合剂介电系数高又影响层压圈吸油浸透，希望使用量最小，因此厚度配置时，尽量采用3.0纸板。
3.0纸板张数=层压圈配置厚度/3 取整数
余数=层压圈配置厚度－3.0纸板张数×3 取0.5倍数
剩余厚度用1.0及1.5纸板，一张时放于纸圈最上层，两张时上下各一张。
4.2 方料剪切
在剪切机上，按剪切成形尺寸，剪切纸板。
剪切成形尺寸=图纸层压圈外径尺寸+40 （层压圈直径>800时）
剪切成形尺寸=图纸层压圈外径尺寸+30 （层压圈直径≤800时）
40、30为加工留量，包括层压圈机加留量和纸圈圆剪加工留量。
4.3 纸圈成形
在圆剪机上，按上述尺寸剪成纸板圈。
层压圈外径>800时： 纸圈外径=图纸外径+30
纸圈内径=图纸内径-30
层压圈外径≤800时： 纸圈外径=图纸外径+20
纸圈内径=图纸内径-20
30、20为机械加工留量，包括迭层不齐及压制偏移。圆剪后的纸圈，要清除断续性毛边。
4.4 纸圈的预烘
制作静电板骨架纸圈、直径>800，厚度>30的层压圈的纸圈要进行预烘燥。静电板在变压器中处于最高场强位置，静电板骨架一经包扎制作其内部含水就很难清除，而静电板含水量高对变压器安全运行危害极大，所以要靠制造中各环节来保证含水量。大型纸圈也是考虑水份不易清除彻底并且含水量高可能在压制时造成各向出水率不均而形成内应力，层压圈易开裂，故需预烘干。
① 纸圈布置。在平车上铺上绝缘纸，按图1将纸圈分层、垫空、压住（压力约0.01Mpa），分层厚度约6-7张纸板。注意支撑压铁和纸圈不得直接接触，要夹垫绝缘纸防污秽。
② 送干燥炉烘燥，烘燥温度80℃，24h。
4.5 纸圈的迭层
4.5.1 采用上胶纸粘合时。
由于上胶纸树脂层均匀、无杂质且压制中不产生汽泡，故静电板骨架及直径>800，厚度>30的层压圈应采用。
① 上胶纸剪裁。用手剪刀裁剪，较纸圈尺寸内径再放出10mm，通常可大小圈套用。
② 迭层。一张纸圈一张上胶纸摞迭，注意要擦掉纸圈上粉尘，不得有纤维毛边附着上胶 纸上，迭层要整齐，上下纸圈尽量少偏移，上胶纸宽度不够，可以拼接，拼缝2mm以内，上下层拼逢均无交叉，平行缝错开100～150，胶纸有损坏要补附。上胶纸张数=纸板张数-1。
③ 迭层时限。从纸圈出炉到进入热压要6h完成。
4.5.2 采用树脂漆时。
① 调漆粘度。在10℃～30℃常温下，漆粘度60～80S
② 涂胶。每个纸圈单面涂胶，涂胶前要清洁纸圈双面，使用毛刷沾胶在纸板上均匀涂布，无空漏点，要注意剔出刷子的落毛，纸圈纤维丝不得混入胶层。
图 上胶纸的拼缝
③ 迭层。涂一张迭摞一张，迭层要保证层压圈厚度方向上与台面的垂直度，尽量不偏斜。
④ 冷压。采用压块，对迭好的纸圈均布加压（约0.01Mpa），以消除纸圈间的间隙，使粘结剂扩散均匀，排出气泡，冷压时间24h，注意压块不得直接接触纸圈。
4.6 纸圈的热压
① 纸圈的放置。要清理好热压机的台板，不得有灰尘、油污、干固残漆。铺上防污绝缘纸，将迭摞好的纸圈合理布置于台板上。一个层压圈中心对称，两个层压圈台板中心线对称，上表面复盖防污纸。注意上下防污纸的平整无皱折，皱折和产生水迹有关。层压圈内放吸湿用干燥板，距离纸圈10mm以上。
② 开动压机，压力至1Mpa，观察确认纸圈不偏。
③ 通汽加热、升高压力。层压圈不偏斜、无位移时，可通蒸汽加热，继续升高压机压力，每10min计录一次蒸汽压力、压机压力、台板温度，1h内压机压力达4Mpa以上，台板温度110℃（环氧树脂粘结剂为115℃）。
④ 保温、保压。控制压机压力在4Mpa以上，保持台面温度不超过125℃，（纸圈温度在110℃～125℃），每30min记录一次蒸汽压力、压机压力、台板温度，保温保压时间为：
层压圈厚度4.5～8mm。保温保压时间8h，层压圈厚度每增加1mm，保温保压时间增20min。
各台板上放置不同厚度热压制件，其保温保压时间按最厚件计算控制。厚度较薄件保压时间的延长对其厚度稳定性有利，可适当停汽。
⑤ 冷却。达到保温保压时间，可停汽，但不可解压，突然解压制件可形成内应力造成开裂，要在保持压力情况下，给热压机台板通水冷却4h以上，使层压件温度降至40℃以下，可解除压力。
4.7 层压圈机械加工
4.7.1 车床加工。压制后的层压圈要用塑料包扎等待加工，要求在出压机当日加工，加工时环境湿度要在80%RH以内。
① 按图纸要求加工内外圆。
② 层压圈上有环形槽时，也同时加工出来。
车加工完毕要把层压圈吸尘后薄膜封包起来。
4.7.2 其它加工。
① 按图纸要求，进行槽口加工。
② 按图纸要求，进行钻孔、攻丝加工。
③ 按图纸要求，用电动倒角机对所有边缘棱角进行倒角，尺寸＜10的孔槽要去毛刺（不倒角）。
④ 制作扇形垫块的层压圈可在锯床上进行切断，并对棱角倒圆或去除毛刺。
整个机械加工过程，要在24h内完成，经整体吸尘后薄膜封包。
4.7.3 加工面涂腊
对厚度＞30的层压圈加工面要涂熔石腊层0.1～0.3，以延缓吸湿。

5、 检验及标识
① 机械加工完工时，立即进行检验。除确认外观质量清洁、无扭曲、无开裂及起层外，要用千分尺对层压圈厚度、槽口尺寸、孔径等进行检测，要用卷尺检测圈的内、外径。
② 完工件，操作者要进行工号、尺寸的标识。有槽口的标于低压侧纸圈表面，用油性笔书写，字体20mm。

6、 注意事项
① 层压圈在压机取出后，除在加工状态外，不得露放 1h以上，需薄膜包扎。
② 除加工中，层压圈要保温间保管。
③ 成品件出保温间的传递、待装配均用薄膜封包。
④ 30日内必须使用，否则应进行干燥处理。

7、 本工艺的扩展
本工艺的厚度配置、迭层、热压也适用于其它绝缘层压件的制造。