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淺談隔爆型立式三相異步電動機軸承潤滑結(jié)構(gòu)

2019-03-21

陳正方

　　【摘　要】針對H160及以上機座號立式隔爆型電機上部軸承排油和下部軸承注油的不舒暢現(xiàn)象，充分考慮不停機注排油要求以及隔爆的可行性，對軸承潤滑和注排油結(jié)構(gòu)進行重點分析，列圖輔助探討實用性設(shè)計方案。

　　0　引言

　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展和設(shè)備連續(xù)運行的實際需要，要求作為動力設(shè)備的電動機能連續(xù)運轉(zhuǎn)一個檢修周期以上。軸承良好潤滑是電動機可靠運行的重要保證措施之一^[1]。H160及以上中小型隔爆型電機在轉(zhuǎn)速較高及長期連續(xù)運行在重要設(shè)備上時，需要運轉(zhuǎn)時不停機注排油，避免廢油過多，本文重點討論注排油困難的隔爆型立式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)。

　　1　現(xiàn)行隔爆型立式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)

　　目前，有的用戶單位將隔爆型臥式電機的軸承潤滑結(jié)構(gòu)直接用于隔爆型立式電機，見表1等轉(zhuǎn)軸垂直水平面安裝的各種電機^[2]，更甚者直接將臥式電機旋轉(zhuǎn)90°后，不作任何改進直接當立式電機使用，其后果極為嚴重。

　　常規(guī)的隔爆型臥式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)如圖1所示，注油時，油脂經(jīng)注油管、軸承外蓋、端蓋（軸承套）進入軸承室內(nèi)部轉(zhuǎn)軸的表面，電機運轉(zhuǎn)時，油脂被甩至軸承內(nèi)蓋的儲油槽，隨著運行溫度的上升，油脂受熱溶化后淌進軸承的滾道，以此對軸承進行潤滑，廢脂經(jīng)甩油盤與軸承外蓋的間隙流入軸承外蓋的儲油槽，Z后經(jīng)排油管排出，以此完成軸承的注排油達到潤滑效果，該結(jié)構(gòu)通常稱之為“內(nèi)蓋注油、外蓋排油”。

圖1 隔爆型臥式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)

　　若把圖1所示的隔爆型臥式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)直接立起來當立式電機軸承使用，會發(fā)現(xiàn)上部軸承的排油與下部軸承的注油極不順暢，顯然不能完成注排油功能，無法達到預(yù)期潤滑效果。除此之外，上部的油脂極易沿著轉(zhuǎn)軸流入電機內(nèi)部，下部的油脂也會沿著轉(zhuǎn)軸流出電機外部，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，更加影響軸承的潤滑效果。因此，一般的隔爆型臥式電機的軸承結(jié)構(gòu)不能簡單地立起來作為立式電機使用，也就是說帶注排油結(jié)構(gòu)的B3電機不能立起來當V5或V6使用，B5懸臂式的也不能立起來當V1或V3使用；同理B35（B34）立臥式不能立起來當V15（V17）或V35（V37）使用^[3]。

　　如果改變圖1的注排油線路，對于上部軸承：注油不再經(jīng)過端蓋（軸承套）和軸承內(nèi)蓋，直接由軸承外蓋進入軸承即可實現(xiàn)注油功能，廢油脂直接掉進軸承內(nèi)蓋儲油槽后經(jīng)排油管排出，即為“外蓋注油，內(nèi)蓋排油”結(jié)構(gòu)。對于下部軸承：由于正好與上部軸承相反，可以采用軸承內(nèi)蓋注油，油脂由軸承內(nèi)蓋進入軸承即可實現(xiàn)注油功能，廢油脂直接掉進軸承外蓋儲油槽后經(jīng)排油管排出，即為“內(nèi)蓋注油，外蓋排油”的新結(jié)構(gòu)。

　　2　隔爆型立式電機軸承潤滑的可行性

　　2.1注排油結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

　　合理設(shè)計上部軸承的排油和下部軸承的注油，并充分考慮可操作性，即在現(xiàn)有成熟的注排油結(jié)構(gòu)上完成對隔爆型立式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。圖2為優(yōu)化后的軸承潤滑結(jié)構(gòu)，對于上部軸承，將軸承內(nèi)蓋的均布儲油槽改為環(huán)形深度儲油槽，并加大止口高度；軸承內(nèi)蓋排油孔與端蓋排油管路對接；相應(yīng)加大端蓋軸承室深度，增設(shè)排油筋；排油器采用排油管加“桶鍬式撮子”。油脂經(jīng)注油管注入軸承外蓋后直接堆積在軸承上，一部分油脂被軸承下的甩油盤擋住，運轉(zhuǎn)時，甩油盤將廢油脂吸甩進軸承內(nèi)蓋的儲油槽里。排油時，用前端開豁口的“桶鍬式撮子”將廢油脂一鍬一鍬地撮出，連續(xù)幾次，排盡之后，將其旋緊在排油器上，完成注排油功能。

圖2 隔爆型立式電機軸承潤滑結(jié)構(gòu)

 

圖3 桶鍬式撮子

　　對于下部軸承，將軸承內(nèi)蓋的均布儲油槽改為環(huán)形深度儲油槽，并加大止口高度；軸承內(nèi)蓋注油孔與端蓋注油管路對接；相應(yīng)加深端蓋軸承室深度，增設(shè)注油筋；排油器也采用排油管加“桶鍬式撮子”，如圖3所示。油脂經(jīng)注油管注入軸承內(nèi)蓋后直接堆積在軸承上，一部分油脂被軸承下的甩油盤擋住，運轉(zhuǎn)時，甩油盤將廢油脂吸甩進軸承外蓋的儲油槽里。排油時，用前端開豁口的“桶鍬式撮子”將廢油脂一鍬一鍬地撮出，連續(xù)幾次，排盡之后，將其旋緊在排油器上，完成注排油功能。

　　2.2注排油結(jié)構(gòu)隔爆性能的保證

　　注排油結(jié)構(gòu)的隔爆性能由軸承內(nèi)蓋與端蓋的靜態(tài)隔爆接合面、軸承內(nèi)蓋與轉(zhuǎn)軸的動態(tài)隔爆接合面來實現(xiàn)，對于外殼隔爆容積V>2000cm²的隔爆型電動機（以ⅡB類為例）：（1）靜配合隔爆面：隔爆面長度≥25mm，隔爆間隙≤0.20mm；（2）動配合隔爆面：隔爆面長度≥40mm，隔爆間隙≤0.40mm，Z小徑向間隙k≥0.075mm，Z大徑向間隙≤0.26mm。各隔爆接合面^[4，5]要求與臥式隔爆電機一致，嚴格按國家標準^[6，7]的要求制成隔爆面，隨同產(chǎn)品一起進行防爆性能試驗，完全可以滿足隔爆性能。通過加深端蓋軸承室深度，同時加高軸承內(nèi)蓋止口高度后，對于上部軸承：注油由注油管、軸承外蓋直接注入，通過加深端蓋軸承室深度，并在端蓋內(nèi)側(cè)增設(shè)整體排油筋，在排油筋上加工排油管路，與軸承內(nèi)蓋的儲油槽相連，排油管路延伸至端蓋外部的端面，完成注排油要求；對于下部軸承：通過加深端蓋軸承室深度，并在端蓋內(nèi)側(cè)增設(shè)整體注油筋，在注油筋上加工注油管路，注油管路從端蓋外部端面開始，同時加高軸承內(nèi)蓋止口高度，在止口高度方向的底部開設(shè)注油管路進行注油，排油由軸承外蓋、排油管直接排出從而完成注排油要求。如此一來可以完全將上部軸承和下部軸承的注油、排油管路置于軸承內(nèi)蓋外部，完全置于隔爆接合面以外，減少隔爆面的損傷和對隔爆接合面的增設(shè)，達到與常規(guī)臥式隔爆電機一樣的合理防爆結(jié)構(gòu)，更具安全性、可靠性。

　　2.3注排油結(jié)構(gòu)防漏油的處理

　　立式電機如不采用相應(yīng)合理有效的措施，油脂極易沿轉(zhuǎn)軸流入電機內(nèi)部或流出電機外部，油脂的流失極大影響軸承的潤滑效果^[8]，減少軸承壽命，影響電機正常運行，還會污染環(huán)境。對于上部軸承：軸承上下安裝甩油盤，軸承外蓋上裝骨架油封；加長軸承內(nèi)蓋軸貫通部位長度，開設(shè)密封油槽并加裝氈圈封環(huán)，以此來防止油脂的甩出與流失^[9]。對于下部軸承：軸承下部安裝甩油盤，骨架油封內(nèi)裝在軸承外蓋上，并在軸承外蓋軸貫通部位加裝氈圈封環(huán)，加長軸承內(nèi)蓋軸貫通部位長度，開設(shè)密封油槽并加裝氈圈封環(huán)。另外各配合面涂抹密封膠，以此來防止油脂的甩出與流失，完全可以防止漏油現(xiàn)象。

　　2.4不停機注排油的注意事項

　　由于軸伸端的軸承外蓋離軸伸很近，當電機與配套設(shè)備安裝后，聯(lián)軸器或者皮帶輪的外徑通常大于軸承外蓋，會使注油嘴或排油器夾在電機端蓋與聯(lián)軸器或者皮帶輪之間狹小的縫隙內(nèi)。若在不停機狀態(tài)下注排油，聯(lián)軸器或者皮帶輪等高速旋轉(zhuǎn)極易引發(fā)人身安全事故。再者，當軸伸端采用凸緣端蓋安裝時，注油嘴和排油盒便深陷在凸緣端蓋的凹槽內(nèi)，注排油無法便利操作。還有，由于非軸伸端安裝有風罩，當轉(zhuǎn)軸與風扇高速旋轉(zhuǎn)時，拆卸風罩進行不停機注排油極為不便，更易引發(fā)人身安全事故。為了杜絕上述情況，確保人身安全，應(yīng)在注油嘴加裝長注油管或適當加裝排油器的排油管長度，使其遠離旋轉(zhuǎn)體；加長油管長度，使注油管、排油器伸出風罩邊緣，確保不停機注排油的安全可靠實施。

　　3　結(jié)語

　　軸承良好潤滑是電動機可靠運行的重要保證之一。充分考慮了隔爆型立式電機不停機注排油要求以及隔爆的可行性，選擇合理的軸承潤滑結(jié)構(gòu)，軸承運轉(zhuǎn)就會更可靠，維護效果越好，保證電機安全、可靠、經(jīng)濟、長期地運行。

　　參考文獻

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本文轉(zhuǎn)自《電氣防爆》2018年第4期