本發(fā)明涉及永磁電機(jī)磁極防護(hù)成型工藝生產(chǎn)過程粘接劑填充固化
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種磁極部件、纖維增強(qiáng)材料及其試驗(yàn)裝置、控制方法。
背景技術(shù)：
：永磁電機(jī)是以磁場為媒介進(jìn)行機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝置，其廣泛應(yīng)用于各種場所。其中永磁電機(jī)的永磁材料磁性是影響永磁電機(jī)發(fā)電性能的重要因素之一。請參考圖1，圖1為永磁電機(jī)的永磁磁極局部結(jié)構(gòu)示意圖。永磁電機(jī)的永磁磁極包括磁軛壁1、壓條2、磁極部件3，磁軛壁1一般為圓筒壁，預(yù)加工好的壓條2使用螺栓4等緊固件安裝于磁軛壁1的內(nèi)周壁，壓條2沿軸向延伸，并且沿周向均布有若干壓條2，壓條2的位置固定后，再將磁極部件3沿軸向推至相鄰壓條2之間相應(yīng)位置，壓條2的橫截面一般為梯形，即壓條2的兩側(cè)壁為梯形斜面，沿徑向磁極部件3被限位于相鄰壓條2形成的梯形空間內(nèi)部。磁極部件3為永磁材料，永磁材料的主要成分為釹鐵硼，釹鐵硼中的鐵和釹比較容易氧化，引起磁性能變化，故為了盡量避免外界環(huán)境對于磁極部件3磁性能的影響，一般在磁極部件3的表面澆注一層防護(hù)覆層6，具體工藝詳見以下描述。首先，安裝真空袋于磁軛壁1的內(nèi)壁，真空袋與磁軛壁1形成模腔，壓條2、磁極部件3被包覆于模腔內(nèi)部，一般為了增加防護(hù)覆層6的強(qiáng)度，壓條2表面還預(yù)先鋪設(shè)有一層纖維增強(qiáng)材料。其次，利用真空泵對模腔抽真空以使增強(qiáng)材料被壓實(shí)在壓條2和磁極部件3表面，并引出磁極部件3表面和磁軛壁1之間的殘余空氣，再將粘接劑(樹脂類)真空灌注模腔，樹脂自模腔一端進(jìn)入沿軸向向另一端流動(dòng)的同時(shí)浸漬纖維增強(qiáng)材料、填充磁極部件3與磁軛壁1之間縫隙、磁極部件3與壓條2之間縫隙、覆蓋壓條2以及磁極部件3表面，待粘接劑充滿整個(gè)模腔和空隙、縫隙后，再浸潤、浸漬模腔內(nèi)與固體的接觸面以控制固化工藝過程形成樹脂基增強(qiáng)材料防護(hù)覆蓋層。防護(hù)覆蓋層6雖然在一定程度上對磁極部件3起到很好的保護(hù)作用，但是在長期使用過程中，周圍環(huán)境的水分能夠?qū)е吕w維及粘接劑基體發(fā)生化學(xué)變化，引起纖維及基體的性能下降，水分通過擴(kuò)散可進(jìn)入防護(hù)覆層6與壓條2、磁極部件3之間的界面，引起相互粘接的界面剝離，導(dǎo)致材料力學(xué)性能的下降。粘接劑在溫度和濕度改變的環(huán)境下會因脹縮而產(chǎn)生失配變形和失配應(yīng)力，影響結(jié)構(gòu)的變形和造成材料的損傷。粘接的界面在模塑形成過程中不可避免存在許多微裂紋等缺陷，在升溫膨脹和降溫收縮時(shí)每個(gè)微裂紋的張開、閉合的狀態(tài)不同，造成了熱脹系數(shù)的升溫、降溫過程中的不一致性，裂紋或剝離層面會逐漸增大，降低了防護(hù)覆層6的機(jī)械性能。并且在使用過程中水分子首先容易侵入防護(hù)覆層6內(nèi)部的自由空間以及孔洞、氣泡、微裂紋等微觀缺陷處，故初期吸濕較快。因此，如何提高電機(jī)磁極部件表面防護(hù)覆層的使用壽命，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于部件浸潤研究的試驗(yàn)裝置，包括以下部件：容器，內(nèi)部設(shè)有用于盛裝粘接劑的粘接劑放置腔；定位部件，用于將被測試部件定位于所述容器的粘接劑放置腔以使所述被測試部件的部分置于粘接劑中；粘接劑加熱部件，設(shè)置于所述粘接劑放置腔內(nèi)部或者外部，用于對粘接劑進(jìn)行加熱；粘接劑溫度傳感器，用于測量所述粘接劑放置腔內(nèi)部粘接劑的溫度；采集部件，用于獲取所述被測試部件與粘接劑之間形成的彎月面信息；控制器，用于控制所述粘接劑加熱部件工作，使粘接劑處于不同溫度，根據(jù)獲取的不同溫度下的彎月面信息計(jì)算相應(yīng)的所述被測試部件與粘接劑之間的接觸角，并獲得最小接觸角對應(yīng)的粘接劑溫度。這樣，本發(fā)明所提供的試驗(yàn)裝置在使用時(shí)，可以先將纖維增強(qiáng)材料或磁極部件等被測試部件通過定位部件置于粘接劑放置腔的適當(dāng)位置，粘接劑放置腔內(nèi)部可以盛裝一定量的粘接劑，粘接劑溫度傳感器可以將粘接劑的實(shí)時(shí)溫度反饋至控制器，控制器可以控制粘接劑加熱部件開啟或關(guān)閉使粘接劑處于不同溫度，同時(shí)采集部件可以獲取不同溫度條件下彎月面信息并計(jì)算相應(yīng)接觸角，最后顯示最小接觸角所對應(yīng)的粘接劑溫度。通過該試驗(yàn)裝置可以獲取不同粘接劑溫度下被測試部件與粘接劑的接觸角。試驗(yàn)證實(shí)，不同粘接劑溫度下，同一被測試部件與粘接劑的接觸角是不相同的，并且不同被測試部件在同一粘接劑溫度下其接觸角也是不一樣的。根據(jù)本試驗(yàn)裝置可以確定獲得某一被測試部件最佳接觸角的粘接劑溫度。一般認(rèn)為，接觸角越小，液體對固體的浸潤效果越好。即通過本發(fā)明所提供的試驗(yàn)裝置可以提前獲得永磁電機(jī)磁極防護(hù)成型工藝生產(chǎn)過程注膠工藝中纖維增強(qiáng)材料和磁極部件的最佳粘接劑溫度，有利于獲得防護(hù)覆層的成型質(zhì)量控制的關(guān)鍵影響因素的數(shù)據(jù)?？蛇x的，還包括部件加熱器和部件溫度傳感器；所述部件加熱器，設(shè)置于所述被測試部件的內(nèi)部，用于對所述被測試部件的被覆表面進(jìn)行加熱；所述部件溫度傳感器，用于測量所述被測試部件與粘接劑接觸的的表面溫度；所述控制器還進(jìn)一步控制所述部件加熱器進(jìn)行工作，使被測試部件處于不同溫度，獲取所述被測試部件和所述粘接劑之間的粘接層處于不同溫度梯度下的彎月面信息，根據(jù)所述彎月面信息計(jì)算相應(yīng)接觸角，獲得最小接觸角對應(yīng)的被測試部件溫度和粘接劑溫度?？蛇x的，所述部件加熱器預(yù)先埋設(shè)于所述被測試部件內(nèi)部；所述部件溫度傳感器包括感溫部和傳導(dǎo)部，所述感溫部用于測溫，且至少部分貼靠所述被測試部件的被覆表面；所述傳導(dǎo)部埋設(shè)于所述被測試部件內(nèi)部，其一端連接所述感溫部，另一端穿出所述被測試部件內(nèi)部連接所述控制器。可選的，還包括內(nèi)部溫度傳感器，設(shè)置于所述被測試部件的內(nèi)部，用于檢測所述被測試部件的內(nèi)部溫度。可選的，所述定位部件包括以下部件：杠桿，可圍繞一固定支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述杠桿的一端部懸置有位于所述粘接劑放置腔內(nèi)的被測試部件，另一端部設(shè)有配重部件，所述配重部件用于平衡被測試部件的受力以使所述杠桿處于平衡位置。可選的，還包括支撐于地面或試驗(yàn)臺的支架，所述杠桿的固定支點(diǎn)形成于所述支架的頂部?？蛇x的，所述容器包括底壁、周壁和頂壁，所述底壁、周壁和頂壁圍合形成容腔，所述粘接劑放置腔為所述容腔的部分；還包括拉繩或拉桿，所述拉繩或拉桿的下端連接所述被測試部件的上端部，所述拉繩或拉桿的上端穿過所述頂壁開設(shè)的通孔連接所述杠桿的相應(yīng)端部?？蛇x的，還包括動(dòng)力部件，所述動(dòng)力部件用于驅(qū)動(dòng)所述容器繞其中心豎直軸線旋轉(zhuǎn)?？蛇x的，所述粘接劑加熱部件為均布于所述粘接劑放置腔內(nèi)部的加熱網(wǎng)；或者/和，所述粘接劑加熱部件內(nèi)置于所述容器內(nèi)壁中，所述粘接劑加熱部件的接線端露置于所述容器的外部?？蛇x的，所述采集部件所獲取的彎月面信息為彎月面圖像或視頻，所述采集部件的信號輸出端口連接所述控制器的信號輸入端，將所述彎月面圖像或視頻傳送到所述控制器，所述控制器對所述彎月面圖像或視頻進(jìn)行圖像處理或視屏處理獲得粘接劑與所述被測試部件之間的接觸角?？蛇x的，所述采集部件包括攝像裝置、顯微鏡和圖像采集卡；所述攝像裝置用于獲取彎月面圖像；所述顯微鏡用于將所述攝像裝置獲取的彎月面圖像進(jìn)行放大；所述圖像采集卡接收經(jīng)所述顯微鏡放大后的彎月面圖像，并根據(jù)所述控制器設(shè)定的采樣速率將彎月面圖像清晰顯示于顯示屏?？蛇x的，所述部件加熱器為加熱絲，所述被測試部件為纖維增強(qiáng)材料，其由所述加熱絲與纖維共同編織形成，并且所述加熱絲包裹于纖維內(nèi)部；所述試驗(yàn)裝置還包括懸吊骨架，所述玻璃纖維平展定位于所述懸吊骨架上，所述懸吊骨架的上端連接所杠桿?？蛇x的，所述被測試部件為磁極部件?？蛇x的，所述容器具有外殼和內(nèi)殼，所述粘接劑放置腔形成于所述內(nèi)殼內(nèi)部，所述外殼和所述內(nèi)殼之間形成隔熱腔，所述隔熱腔盛裝有隔熱材料；或，所述外殼設(shè)有連通所述隔熱腔的進(jìn)口和出口，所述進(jìn)口和出口可連接于外部隔熱介質(zhì)回路?？蛇x的，所述粘接劑溫度傳感器設(shè)置于所述粘接劑與所述被測試部件所形成的粘接層邊界位置?？蛇x的，所述容器的容腔進(jìn)一步包括氣腔，所述氣腔位于所述粘接劑放置腔的周圍或者位于所述粘接劑放置腔的上方，所述氣腔用于充注滿足試驗(yàn)條件的氣體。此外，本發(fā)明還提供了一種上述任一項(xiàng)試驗(yàn)裝置的控制方法，包括：控制粘接劑的溫度和被測試部件的表面溫度，從而控制所述粘接劑與所述被測試部件之間粘接層的溫度梯度；獲取若干組在不同所述溫度梯度下所述粘接劑與被測試部件之間形成的接觸角；并以最小接觸角對應(yīng)的被測試部件溫度和粘接劑溫度作為形成防護(hù)覆層的控制參數(shù)。可選的，各所述溫度梯度下的所述接觸角通過以下方式獲?。韩@取所述被測試部件和所述粘接劑之間形成的彎月面信息，根據(jù)所述彎月面信息計(jì)算接觸角?？蛇x的，所述彎月面信息為通過攝像裝置所獲取的彎月面圖像或視頻。另外，本發(fā)明還提供了一種磁極部件，包括磁體本體，還包括以下部件：部件加熱器，設(shè)置于所述磁體本體的內(nèi)部，用于對所述磁體本體進(jìn)行加熱；部件溫度傳感器，用于測量所述磁體本體的表面溫度?？蛇x的，所述部件加熱器均勻成型于所述磁體本體內(nèi)部，并且靠近所述磁體本體的表面設(shè)置?？蛇x的，所述部件加熱器的外表面包裹有絕緣材料?？蛇x的，所述部件加熱器為加熱絲或者加熱棒，或者液體加熱管路?？蛇x的，所述部件加熱器在磁體本體內(nèi)部形成為一根連續(xù)的電熱元件，或者，是在磁體本體內(nèi)部由電熱元件構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述部件溫度傳感器包括感溫部和傳導(dǎo)部，所述感溫部用于測溫，且至少部分貼靠所述磁體本體的外表面；所述傳導(dǎo)部埋設(shè)于所述磁體本體內(nèi)部，其一端連接所述感溫部，另一端露置于所述磁體本體外部?？蛇x的，還包括內(nèi)部溫度傳感器，設(shè)置于所述磁體本體的內(nèi)部，用于檢測所述磁體本體的內(nèi)部溫度?？蛇x的，還包括濕度傳感器，所述濕度傳感器的感濕件成型于所述磁體本體的表面，所述濕度傳感器的感濕度件引線成型在所述磁體本體的內(nèi)部。再者，本發(fā)明還提供了一種纖維增強(qiáng)材料，包括纖維本體，還包括以下部件：部件加熱器，設(shè)置于所述纖維本體的內(nèi)部，用于對所述纖維本體進(jìn)行加熱；部件溫度傳感器，用于測量所述纖維本體的表面溫度?？蛇x的，所述部件加熱器均勻包裹于所述纖維增強(qiáng)材料內(nèi)部，并且靠近所述纖維增強(qiáng)材料的表面設(shè)置?？蛇x的，所述部件加熱器為加熱絲，所述纖維本體包括若干根纖維，所述加熱絲與纖維共同編織形成纖維增強(qiáng)材料，并且所述加熱絲被纖維包裹。可選的，所述部件溫度傳感器包括感溫部和傳導(dǎo)部，所述感溫部用于測溫，且至少部分貼靠纖維增強(qiáng)材料的外表面；所述傳導(dǎo)部埋設(shè)于所述纖維本體內(nèi)部，其一端連接所述感溫部，另一端露置于所述纖維本體外部?？蛇x的，還包括內(nèi)部溫度傳感器，設(shè)置于所述纖維本體的內(nèi)部，用于檢測所述纖維本體的內(nèi)部溫度。附圖說明圖1為永磁電機(jī)的永磁磁極局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中用于部件浸潤研究的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為不同粘接劑溫度下配重部件隨時(shí)間變化規(guī)律曲線；圖4為磁極部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例中試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中A處放大圖；圖7為頂壁為穹頂時(shí)粘接劑混合時(shí)的流動(dòng)方向示意圖；圖8為試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；圖9為本發(fā)明提供的一種控制方法的流程圖。其中，圖1中：磁軛壁1、壓條2、磁極部件3、螺栓4、防護(hù)覆層6；圖2至圖8中：容器10、底壁101、周壁102、頂壁103、外殼104、進(jìn)口104a、出口104b、內(nèi)殼105；粘接劑溫度傳感器11；粘接劑加熱部件12、加熱網(wǎng)121、接線端121a、加熱絲122；纖維增強(qiáng)材料13、橫向纖維131、縱向纖維132；懸吊骨架14、下端定位筋141、中間定位筋142、上端定位筋143；加熱絲15、電接線端或液體管路的接入端15a；部件溫度傳感器16、熱電偶絲161、熱電偶感溫段162；配重部件17；支架18；杠桿19；脫粘材料層20；旋轉(zhuǎn)軸21；控制器22；內(nèi)部溫度傳感器23、信號線23a；立體顯微鏡31、圖像采集卡32、攝像裝置33；磁極部件40、磁體本體41；粘接劑100。具體實(shí)施方式針對
背景技術(shù)：
中指出的“在實(shí)際模塑形成過程中存在許多微裂紋等缺陷導(dǎo)致防護(hù)覆層的機(jī)械性能降低”技術(shù)問題，本發(fā)明對防護(hù)覆層形成的各個(gè)階段進(jìn)行了深入研究和探索。防護(hù)覆蓋層主要通過注膠工藝和固化工藝成型，其中在注膠工藝中所使用的設(shè)備主要包括：真空泵、真空泵壓力調(diào)節(jié)閥、緩沖罐(粘接劑收集器)、粘接劑儲存罐和連接軟管。在真空泵的作用下，粘接劑儲存罐中粘接劑通過軟管逐漸充注至真空袋的內(nèi)部。如
背景技術(shù)：
所述，粘接劑(樹脂類)真空灌注模腔，樹脂自真空袋一端進(jìn)入沿軸向向另一端流動(dòng)的同時(shí)浸漬纖維增強(qiáng)材料、填充磁極部件與磁軛壁之間縫隙、磁極部件與壓條之間縫隙、覆蓋壓條以及磁極部件表面，待粘接劑充滿整個(gè)模腔和空隙、縫隙后，再浸潤、浸漬模腔內(nèi)與固體的接觸面以控制固化工藝過程形成樹脂基增強(qiáng)材料防護(hù)覆蓋層。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)影響防護(hù)覆蓋層成型質(zhì)量除粘接劑自身配比因素外，還有其他因素，例如粘接劑的溫度、真空袋內(nèi)部的纖維增強(qiáng)材料、磁極部件等與粘接劑接觸部件的溫度、材質(zhì)等均影響防護(hù)覆蓋層成型。如何根據(jù)具體纖維增強(qiáng)材料、磁極部件，設(shè)定合適的粘接劑溫度，以進(jìn)一步提高防護(hù)覆蓋層的成型質(zhì)量，本發(fā)明進(jìn)行了深入研究，并在研究的基礎(chǔ)上提出了以下技術(shù)方案。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中用于部件浸潤研究的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于部件浸潤研究的試驗(yàn)裝置，包括容器10，容器10可以具有圍成封閉結(jié)構(gòu)的容腔，容器10內(nèi)部具有粘接劑放置腔，粘接劑放置腔用于盛裝液體粘接劑100，粘接劑放置腔可以為容器10內(nèi)部容腔的一部分，也可以相對容器10獨(dú)立，即粘接劑放置腔由獨(dú)立部件形成，放置于容器10的容腔中。一般地，容器10包括底壁101、周壁102和頂壁103，三者圍成盛裝粘接劑100的容腔，粘接劑放置腔為容腔的部分空間。試驗(yàn)裝置還包括定位部件，定位部件用于將被測試部件定位于容器10內(nèi)部的相應(yīng)位置，并且進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)被測試部件的部分位于粘接劑放置腔內(nèi)部與粘接劑接觸。試驗(yàn)裝置還包括粘接劑加熱部件12、粘接劑溫度傳感器11、采集部件和控制器22。粘接劑加熱部件12設(shè)置于粘接劑放置腔內(nèi)部或者粘接劑放置腔外部，用于對粘接劑100進(jìn)行加熱。即粘接劑加熱部件12可以設(shè)置于粘接劑放置腔的內(nèi)部，直接對粘接劑100進(jìn)行加熱，也可以設(shè)置于粘接劑放置腔的外部，間接對粘接劑100進(jìn)行加熱。粘接劑溫度傳感器11用于測量粘接劑放置腔內(nèi)部粘接劑100的溫度，粘接劑溫度傳感器11可以設(shè)置于粘接劑放置腔的底壁101上。采集部件用于獲取被測試部件與粘接劑之間形成的彎月面信息，彎月面形成于被測試部件與粘接劑之間的接觸界面，部分粘接劑自粘接劑的液面向被測試部件表面向上爬升的曲面。其中，彎月面上緣切線方向與豎直線的夾角為接觸角?？刂破?2用于控制粘接劑加熱部件12工作，使粘接劑處于不同溫度，根據(jù)所獲取的不同溫度下的彎月面信息計(jì)算相應(yīng)的被測試部件與粘接劑之間的接觸角，并獲得最小接觸角對應(yīng)的粘接劑溫度。這樣，本發(fā)明所提供的試驗(yàn)裝置在使用時(shí)，可以先將纖維增強(qiáng)材料13(例如玻璃纖維增強(qiáng)材料)或磁極部件40等被測試部件通過定位部件置于粘接劑放置腔的適當(dāng)位置，粘接劑放置腔內(nèi)部可以盛裝一定量的粘接劑100，粘接劑溫度傳感器11可以將粘接劑100的實(shí)時(shí)溫度反饋至控制器22，控制器22可以進(jìn)一步控制粘接劑加熱部件開啟或關(guān)閉使粘接劑處于不同溫度，同時(shí)采集部件可以獲取不同溫度條件下彎月面信息并計(jì)算相應(yīng)接觸角，最后獲得最小接觸角所對應(yīng)的粘接劑溫度。通過該試驗(yàn)裝置可以獲取不同粘接劑溫度下被測試部件與粘接劑100的接觸角。試驗(yàn)證實(shí)，不同粘接劑溫度下，同一被測試部件與粘接劑100的接觸角是不相同的，并且不同被測試部件在同一粘接劑溫度下其接觸角也是不一樣的。根據(jù)本試驗(yàn)裝置可以確定獲得某一被測試部件最佳接觸角的粘接劑溫度。一般認(rèn)為，接觸角越小，浸潤效果越好。即通過本發(fā)明所提供的試驗(yàn)裝置可以提前獲得永磁電機(jī)的永磁磁極防護(hù)成型注膠工藝中纖維增強(qiáng)材料13和磁極部件40的最佳粘接劑溫度，有利于獲得防護(hù)覆層的成型質(zhì)量。在上述研究的基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：浸潤時(shí)控制纖維增強(qiáng)材料的溫度和磁極部件40的溫度，使被覆材料(被測試部件)與粘接劑100的溫度達(dá)到較好的匹配，可以進(jìn)一步優(yōu)化粘接劑100與被測試部件的接觸角。故本發(fā)明將試驗(yàn)裝置進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。進(jìn)一步地，試驗(yàn)裝置還可以包括部件加熱器和部件溫度傳感器16；部件加熱器，設(shè)置于被測試部件的內(nèi)部，用于對該被測試部件的被覆表面進(jìn)行加熱；部件加熱器優(yōu)選為預(yù)先埋設(shè)于被測試部件的加熱絲15，該加熱絲15用于對被測試部件進(jìn)行加熱，以被測試部件為玻璃纖維增強(qiáng)材料為例，玻璃纖維增強(qiáng)材料包括纖維本體和加熱絲15，纖維本體進(jìn)一步包括縱向纖維132和橫向纖維131，縱向纖維132、橫向纖維131和加熱絲15共同編織形成玻璃纖維增強(qiáng)材料，加熱絲15可以均勻被包覆于玻璃纖維增強(qiáng)材料的內(nèi)部，電接線端的接入端15a自玻璃纖維增強(qiáng)材料的上部伸出，以方便連接外部電路。加熱絲15包裹于纖維內(nèi)部，即數(shù)根纖維包裹加熱絲15，這樣加熱絲不被暴露，不會與粘接劑直接接觸，不改變增強(qiáng)材料表面性狀，即表面的粗糙程度、疏密程度，進(jìn)而加熱絲不影響纖維增強(qiáng)材料整體與粘接劑之間的接觸狀況。請參考圖4，圖4為磁極部件40的結(jié)構(gòu)示意圖。同理，當(dāng)被測試部件為磁極部件40時(shí)，磁極部件40在預(yù)制時(shí)可以將部件加熱器埋設(shè)于磁極材料內(nèi)部。具體地，磁極部件40可以包括磁體本體41，磁體本體41主要由冶金粉末制作，與現(xiàn)有技術(shù)中磁鋼的成分相同，在此不做過多介紹。本發(fā)明中的磁極部件40還包括如上所述的部件加熱器和部件溫度傳感器，部件加熱器設(shè)置于磁體本體41的內(nèi)部，用于對磁體本體41進(jìn)行加熱。部件加熱器可以為加熱絲，也可以為加熱棒或加熱管。在磁體本體41預(yù)制，即冶金粉末壓制時(shí)，就將部件加熱器埋設(shè)于磁體本體41的內(nèi)部。當(dāng)然，為了使磁體本體41的外表面盡量受熱均勻，加熱絲或者加熱管可以均勻成型于磁體本體41內(nèi)部，并且靠近磁體本體41的表面設(shè)置，也有利于快速對磁體本體41進(jìn)行加熱。電接線端或液體管路的接入端15a自磁體本體41內(nèi)部伸至外部連接外部加熱源。部件加熱器在磁體本體41內(nèi)部形成為一根連續(xù)的電熱元件，有利于產(chǎn)熱分布均勻?；蛘撸考訜崞魇窃诖朋w本體41內(nèi)部由電熱元件構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)熱啟動(dòng)速度快，且有利于產(chǎn)熱分布均勻。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成多路并聯(lián)。部件加熱器設(shè)置于磁體本體41內(nèi)的方式很多，在此不做一一列舉。并且，部件加熱器的外表面可以包裹有絕緣材料，避免部件加熱器與磁體本體41導(dǎo)電。進(jìn)一步地，磁極本體41內(nèi)部還包括濕度傳感器，濕度傳感器的感濕件成型于所述磁體本體41的表面，濕度傳感器的感濕度件引線成型在所述磁體本體41的內(nèi)部。引線成型于內(nèi)部可以不改變磁體本體的表面狀況。同理，部件溫度傳感器16用于測量被測試部件的表面溫度，部件溫度傳感器16可以設(shè)置于被測試部件的表面，也可以埋設(shè)于被測試部件的內(nèi)部。同樣以纖維增強(qiáng)材料和磁極部件40為例，部件溫度傳感器用于測量纖維本體或磁體本體41的表面溫度部件。具體地，溫度傳感器包括感溫部和傳導(dǎo)部，感溫部用于測溫，且至少部分貼靠纖維本體或磁體本體41的外表面；傳導(dǎo)部埋設(shè)于磁體本體41內(nèi)部，其一端連接感溫部，另一端露置于磁體本體41外部。控制器22還進(jìn)一步控制部件加熱器進(jìn)行工作使被測試部件處于不同溫度，獲取的被測試部件和所述粘接劑之間的粘接層處于不同溫度梯度下的彎月面信息，根據(jù)彎月面信息計(jì)算相應(yīng)接觸角，獲得最小接觸角對應(yīng)的被測試部件溫度和粘接劑溫度。具體地，上述部件溫度傳感器的傳導(dǎo)部與外部連接的端部可以自被測試部件的內(nèi)部穿出進(jìn)而連接控制器22。具體地，部件溫度傳感器16可以為熱電偶傳感器，包括熱電偶絲161和熱電偶感溫段162，熱電偶感溫段162測量位于粘接劑內(nèi)部的被測試部件的表面溫度。該實(shí)施方式中，部件溫度傳感器16可以將被測試部件的表面溫度傳遞至控制器22，控制器22可以控制埋設(shè)于被測試部件的部件加熱器對被測試部件進(jìn)行加熱。試驗(yàn)證實(shí)，同一被測試部件在相同粘接劑溫度下，其自身表面溫度不同，接觸角是不相同的。以被測試部件為玻璃纖維增強(qiáng)材料為例，下表給出了同一粘接劑溫度，不同被覆表面溫度下，玻璃纖維增強(qiáng)材料與粘接劑100的接觸角：表1玻璃纖維增強(qiáng)材料和粘接劑不同溫度下的接觸角玻璃纖維增強(qiáng)材料表面溫度(℃)20304050粘接劑溫度(℃)30303030接觸角(°)56524034進(jìn)一步地，上述各實(shí)施例的試驗(yàn)裝置還可以包括內(nèi)部溫度傳感器23，設(shè)置于被測試部件的內(nèi)部，用于檢測被測試部件的內(nèi)部溫度。內(nèi)部溫度傳感器23的信號線23a的信號輸出端可以與控制器的信號輸入端連接，控制器將內(nèi)部溫度傳感器檢測的溫度顯示于顯示屏，這樣試驗(yàn)人員有利于進(jìn)一步根據(jù)內(nèi)部溫度傳感器所檢測的溫度了解部件加熱器的加熱功率及部件加熱器的加熱功率與被測試部件的表面溫度之間的關(guān)系，有利于獲得從被測試部件的內(nèi)部到外表面的熱擴(kuò)散速率，以及受外部粘接劑溫度的影響程度。進(jìn)一步地，本發(fā)明中的定位部件可以包括杠桿19，杠桿19可圍繞一固定支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿19的一端部懸置有位于粘接劑放置腔內(nèi)的被測試部件，另一端設(shè)置有配重部件17，配重部件17用于平衡被測試部件的受力以使杠桿19處于平衡位置。本發(fā)明中的杠桿優(yōu)選等臂杠桿19，這樣便于后續(xù)計(jì)算的方便。需要說明的是，被測試部件在粘接劑放置腔中的受力包括重力和粘接劑100給予向上的浮力，對于等臂杠桿19，杠桿19平衡時(shí)配重部件17的重量即為被測試部件的浮力和潤濕力的矢量和。配重部件17可以為標(biāo)有具體數(shù)值的砝碼塊。對于自身重量比較輕的被測試部件，一般還額外設(shè)置有懸吊骨架，纖維增強(qiáng)材料13平展定位于懸吊骨架14上，該懸吊骨架14的上端連接杠桿19。具體地，懸吊骨架14至少包括上端定位筋143、下端定位筋141、中間定位筋142，通過各定位筋將纖維增強(qiáng)材料13平展定位。在試驗(yàn)時(shí)，纖維增強(qiáng)材料13與粘接劑100表面接觸段位于下端定位筋141和中間定位筋142之間，即下端定位筋141一般位于纖維增強(qiáng)材料13的末端淹沒于粘接劑100內(nèi)部。請參考圖3，圖3為不同粘接劑溫度下配重部件隨時(shí)間變化規(guī)律曲線。試驗(yàn)證實(shí)，被測試部件在逐漸浸潤的過程中，杠桿19并非始終處于平衡，要維持杠桿19平衡配重部件17的變化規(guī)律如圖3所示，其中圖中曲線S1為粘接劑溫度為TB所對應(yīng)變化曲線；曲線S2為粘接劑溫度為TA所對應(yīng)變化曲線，其中TA大于TB。配重部件17的重量先減小，然后再逐漸上升直至變?yōu)槎ㄖ?。也就是說，粘接劑放置腔中的粘接劑100的粘度是變化的，以曲線S1為例，在0至τ0過程中，粘稠度下降，其中粘接劑粘度降低到最小值的時(shí)刻，適合流動(dòng)的最好狀態(tài)，也最利于浸漬和浸潤增強(qiáng)材料的縫隙和磁性部件的表面；在τ0至τ1過程中，粘稠度上升。并且從圖中可以看出當(dāng)配重部件的質(zhì)量重新達(dá)到m0后，配重部件的重量單位變化率加快，即粘接劑的粘度急劇增加。并且，通過以上試驗(yàn)所繪制的曲線可以看出，τ2大于τ1，即曲線S2表達(dá)了粘接劑粘度降低到最小值的時(shí)刻要遲于S1，也就是說粘接劑溫度越高，粘度降低到最小值的時(shí)刻。從以上試驗(yàn)可以得出，一定粘接劑溫度下，粘度由稀變稠、流動(dòng)性降低到一定程度的時(shí)限范圍，在允許的時(shí)限范圍內(nèi)完成粘接劑注入、縫隙填充、對玻璃纖維布的浸漬、對永磁磁極部件40的浸潤，進(jìn)而得出合理的注膠時(shí)間。以上各實(shí)施例中，試驗(yàn)裝置還可以包括支撐于地面或試驗(yàn)臺的支架18，杠桿19的固定支點(diǎn)形成于支架18的頂部，也就是說，杠桿19支撐于支架18的頂部，并可圍繞支架18頂部轉(zhuǎn)動(dòng)。杠桿19支架18設(shè)置于粘接劑放置腔的外部，安裝比較方便。杠桿19可以通過拉繩或者拉桿部件連接被測試部件，即拉繩或拉桿的下端連接被測試部件的上端部，上端穿過粘接劑放置腔頂壁開設(shè)的通孔連接杠桿19的相應(yīng)端部。上述各實(shí)施例的試驗(yàn)裝置還可以包括動(dòng)力部件，動(dòng)力部件用于驅(qū)動(dòng)容器10圍繞其中心豎直軸線旋轉(zhuǎn)。具體地，容器10的底壁101可以固定在平臺上，動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)平臺轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)容器10的旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力部件可以為電機(jī)，因該試驗(yàn)裝置的體積不大，電機(jī)的功率也相對比較低，可以通過蓄電池驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然動(dòng)力部件也可以為液壓泵、馬達(dá)等部件，對于動(dòng)力部件的具體結(jié)構(gòu)形式本發(fā)明不做具體限定，只要能實(shí)現(xiàn)容器10的旋轉(zhuǎn)即可。雖然圖2中僅示出了與動(dòng)力部件連接的旋轉(zhuǎn)軸21，未示出動(dòng)力部件，但是并不阻礙本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員對本發(fā)明技術(shù)方案的理解。這樣，在初始狀態(tài)，可以利用動(dòng)力部件帶動(dòng)容器10旋轉(zhuǎn)，將容器10內(nèi)部的粘接劑100和固化劑混合均勻，然后再將被測試部件定位于粘接劑放置腔合適位置進(jìn)行浸潤試驗(yàn)。請?jiān)俅螀⒖紙D2并結(jié)合圖7，圖7為頂壁為穹頂時(shí)粘接劑100混合時(shí)的流動(dòng)方向示意圖。容器10的頂壁內(nèi)表面為穹型，當(dāng)粘接劑100混合物爬升至穹型內(nèi)壁的預(yù)定位置時(shí)，在重力的作用下將會向下跌落至粘接劑放置腔的內(nèi)部，即粘接劑100流動(dòng)形態(tài)有圓周方向旋轉(zhuǎn)又疊加有上下往復(fù)翻滾，有利于粘接劑和固化劑的快速混合。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，粘接劑加熱部件12為均布于粘接劑放置腔內(nèi)部的加熱網(wǎng)，這樣有利于對粘接劑100進(jìn)行均勻快速加熱。當(dāng)然，粘接劑加熱部件12還可以為內(nèi)置于容器10內(nèi)壁中的加熱絲122，加熱絲的122的接線端和加熱網(wǎng)121的接線端121a露置于容器10的外部。粘接劑放置腔內(nèi)部布置加熱網(wǎng)121和容器10內(nèi)壁布置加熱絲122可以擇一設(shè)置，也可以兩者均設(shè)置，起到相輔相成的作用。上述各實(shí)施例中的試驗(yàn)裝置的采集部件所獲取的彎月面信息可以為彎月面圖像或視頻，采集部件的信號輸出端口連接控制器22的信號輸入端，將彎月面圖像或視頻傳送到控制器22，控制器22對彎月面圖像或視頻進(jìn)行圖像處理或視頻處理獲得粘接劑與被測試部件之間的接觸角。該實(shí)施例中，采集部件可以精確、快速獲得接觸角，提高試驗(yàn)效率及試驗(yàn)結(jié)果分析的準(zhǔn)確性。請參考圖5，圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中A處放大圖。在一種具體實(shí)施例中，采集部件包括攝像裝置33、顯微鏡31和圖像采集卡32。攝像裝置33用于獲取彎月面圖像；顯微鏡31用于將攝像裝置33獲取的彎月面圖像進(jìn)行放大，可以為立體顯微鏡；圖像采集卡32接收經(jīng)顯微鏡31放大后的彎月面圖像，并根據(jù)控制器22設(shè)定的采樣速率將彎月面圖像清晰顯示于顯示屏。圖像采集卡32可以為高速圖像采集卡，攝像裝置可以為CCD攝像頭，顯微鏡31可以為立體顯微鏡。高速CCD圖像采集系統(tǒng)的CCD攝像頭與立體顯微鏡31相連并與隔熱腔體對接，觀察記錄腔體內(nèi)試驗(yàn)過程，圖像采集卡32將粘接劑100(樹脂)-空氣彎月面顯微放大后的圖像或視頻傳輸?shù)娇刂破?2，控制器22內(nèi)設(shè)自編軟件實(shí)時(shí)顯示和采集，圖像的放大倍數(shù)根據(jù)試驗(yàn)要求可調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)接觸角采用對彎月面直接量角獲得。如圖6示出了磁極部件40在TA和TB溫度下靜態(tài)接觸角θa和靜態(tài)接觸角θb，液體表面張力σa和σb。其中靜態(tài)接觸角為：固體被測試部件豎直立于液體中，毛細(xì)作用使固體被測試部件的兩側(cè)出現(xiàn)彎月面，彎月面的切線與豎直方向的夾角。當(dāng)薄板以恒定速度v向下插入(或相反)液槽彎月面將降低并最終保持穩(wěn)定形狀，相應(yīng)接觸角為動(dòng)態(tài)接觸角；動(dòng)態(tài)接觸角大于靜態(tài)接觸角，并隨著薄板速度v的增大而增大。通常磁極部件40側(cè)面(左側(cè)面、右側(cè)面)寬度是正面(或背面)寬度的10倍以上，磁極部件40正面(或背面)邊界對磁極部件40側(cè)面(左側(cè)面、右側(cè)面)彎月面的影響可忽略。本發(fā)明中上述磁極部件的左側(cè)面、右側(cè)面是以圖4中部件位置為參考而定義，左側(cè)面和右側(cè)面是兩個(gè)表面積最大的面。磁極部件40部分浸入到粘接劑100(樹脂和固化劑)中，磁極部件40另一端掛在杠桿19上，測定磁極部件40脫離液面時(shí)所需的最大拉力，它等于磁部件在空氣中的重量加上粘接劑100在磁極部件40表面產(chǎn)生的潤濕力Lcosθσ，其中σ為液體表面張力。圖5中磁極部件40處于平衡狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)-Mg＝Lσcosθ－Fb其中，F(xiàn)為天平拉力；Mg為磁極部件40重力；Fb為浮力；Lσcosθ為潤濕力Fb＝ρgSh；L為待測固體潤濕周長；θ為接觸角；σ為液體表面張力；ρ為液體密度；S為固體底面積；H為固體浸入液體深度。由此通過測力的方法計(jì)算出接觸角，當(dāng)三相接觸線以恒定的速率前進(jìn)(均勻小質(zhì)量增加砝碼)和后退(均勻小質(zhì)量減少砝碼，)時(shí)，測量動(dòng)態(tài)接觸角為:θ＝arcos[(F+Fb)/(L·σ)]。砝碼質(zhì)量可以制造的較小，可以做到勻速添加或減少。為了盡量降低上述試驗(yàn)中能量的損失，上述試驗(yàn)裝置的的容器10具有外殼104和內(nèi)殼105，粘接劑放置腔形成于內(nèi)殼105內(nèi)部，外殼104和內(nèi)殼105之間形成隔熱腔，隔熱腔盛裝有隔熱材料?；蛘撸鈿?04設(shè)有連通隔熱腔的進(jìn)口104a和出口104b，進(jìn)口104a和出口104b可連接于外部隔熱介質(zhì)回路，外部隔熱介質(zhì)回路中的隔熱介質(zhì)可以為氣體，也可以為液體。隔熱材料或者隔熱介質(zhì)有利于隔離內(nèi)殼和外部環(huán)境，隔熱材料和隔熱介質(zhì)可以有效隔斷內(nèi)殼內(nèi)部與外部環(huán)境之間的熱量傳遞，尤其當(dāng)該試驗(yàn)裝置應(yīng)用于溫度比較低的環(huán)境時(shí)，該容器10可以大大提高試驗(yàn)效率。另外，容器10的粘接劑放置腔還可以進(jìn)一步包括氣腔，氣腔位于粘接劑放置腔的周圍或者位于粘接劑放置腔的上方，氣腔用于充注滿足試驗(yàn)條件的氣體，這樣氣腔中充注濕潤氣體或者干燥氣體，以模擬實(shí)際工藝環(huán)境。尤其，可以模擬現(xiàn)實(shí)工藝條件磁極部件40從干燥存放環(huán)境進(jìn)入安裝工序后，安裝環(huán)境濕度對粘接劑100影響的試驗(yàn)裝置，驗(yàn)證潮濕環(huán)境對粘接附著力接觸角影響。為了便于試驗(yàn)人員直觀觀察容器10內(nèi)粘接劑100與被測試部件的浸潤情況，容器10可以局部或者全部使用透明材料制作。當(dāng)然，為了盡量降低粘接劑100混合物與粘接劑放置腔內(nèi)壁的摩擦，粘接劑放置腔內(nèi)壁還可以設(shè)置一層由脫粘材料形成的脫粘材料層20。本發(fā)明中的試驗(yàn)裝置可以通過對被測試部件(例如玻璃纖維增強(qiáng)材料和磁極部件40)加熱，調(diào)節(jié)被測試材料的表面能，并且還可以調(diào)整與被測試部件接觸的粘接劑等液體的溫度、粘度和表面能，尋求粘接劑100浸潤被測試部件效果好的溫度。即本發(fā)明中所提供的試驗(yàn)裝置能夠主動(dòng)控制磁極部件40、玻璃纖維增強(qiáng)材料單獨(dú)或共同與粘接劑接觸時(shí)的固—液接觸面溫差。一般地，與被測試部件起粘接作用的粘接劑為處于被覆表面預(yù)定間距內(nèi)的粘接劑，本領(lǐng)域內(nèi)將該預(yù)定間距范圍內(nèi)的粘接劑定義為粘接層c。請綜合參考圖8，圖8為試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。上述各實(shí)施例中，粘接劑溫度傳感器11可以設(shè)置于粘接劑與被測試部件所形成的粘接層c邊界位置。這樣可以準(zhǔn)確確定被測試部件和粘接劑二者形成的溫度梯度。需要說明的是，溫度梯度為被測試部件表面溫度與粘接劑溫度之差與粘接層厚度的比值。粘接層厚度在毫米級，例如2mm以內(nèi)。請參考圖9，圖9為本發(fā)明提供的一種控制方法的流程圖。在上述試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出了一種控制方法，具體包括：S1、控制粘接劑的溫度和被測試部件的表面溫度，從而控制所述粘接劑與所述被測試部件之間粘接層的溫度梯度；S2獲取若干組在不同所述溫度梯度下所述粘接劑與被測試部件之間形成的接觸角；并以最小接觸角對應(yīng)的被測試部件溫度和粘接劑溫度作為形成防護(hù)覆層的控制參數(shù)。一般地，選擇最小靜態(tài)接觸角所對應(yīng)的粘接劑溫度和被測試部件的接觸界面溫度作為實(shí)際注膠工況的注入真空袋內(nèi)部膠溫度和玻璃纖維增強(qiáng)材料或磁極部件40的表面溫度。如上所述各溫度梯度下接觸角可以通過獲取被測試部件和粘接劑之間形成的彎月面信息，根據(jù)彎月面信息計(jì)算接觸角。本文試驗(yàn)研究的結(jié)果對于永磁電機(jī)磁極防護(hù)覆層成型工藝具有指導(dǎo)意義，即借助上述試驗(yàn)方法尋求纖維增強(qiáng)材料13、磁極部件40(磁鋼)最適合粘接劑100浸潤的相互間溫度及其測量新方法、干燥程度(或相對濕度)創(chuàng)造了試驗(yàn)條件必備的客觀物質(zhì)可調(diào)節(jié)的表面狀態(tài)。以上僅針對被測試部件為磁極部件40、纖維增強(qiáng)材料13為例，介紹了試驗(yàn)裝置的有益效果，當(dāng)然，本發(fā)明所提供的試驗(yàn)裝置還可以應(yīng)用于其他被測試部件。以上對本發(fā)明所提供的一種磁極部件、纖維增強(qiáng)材料及其試驗(yàn)裝置、控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本發(fā)明中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3