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轴承知识
浅谈隔爆型立式三相异步电动机轴承润滑结构
陈正方
  【摘 要】针对H160及以上机座号立式隔爆型电机上部轴承排油和下部轴承注油的不舒畅现象,充分考虑不停机注排油要求以及隔爆的可行性,对轴承润滑和注排油结构进行重点分析,列图辅助探讨实用性设计方案。
  0 引言
  随着工业生产的迅猛发展和设备连续运行的实际需要,要求作为动力设备的电动机能连续运转一个检修周期以上。轴承良好润滑是电动机可靠运行的重要保证措施之一[1]。H160及以上中小型隔爆型电机在转速较高及长期连续运行在重要设备上时,需要运转时不停机注排油,避免废油过多,本文重点讨论注排油困难的隔爆型立式电机轴承润滑结构。
  1 现行隔爆型立式电机轴承润滑结构
  目前,有的用户单位将隔爆型卧式电机的轴承润滑结构直接用于隔爆型立式电机,见表1等转轴垂直水平面安装的各种电机[2],更甚者直接将卧式电机旋转90°后,不作任何改进直接当立式电机使用,其后果极为严重。
  常规的隔爆型卧式电机轴承润滑结构如图1所示,注油时,油脂经注油管、轴承外盖、端盖(轴承套)进入轴承室内部转轴的表面,电机运转时,油脂被甩至轴承内盖的储油槽,随着运行温度的上升,油脂受热溶化后淌进轴承的滚道,以此对轴承进行润滑,废脂经甩油盘与轴承外盖的间隙流入轴承外盖的储油槽,最后经排油管排出,以此完成轴承的注排油达到润滑效果,该结构通常称之为“内盖注油、外盖排油”。
图1 隔爆型卧式电机轴承润滑结构
  若把图1所示的隔爆型卧式电机轴承润滑结构直接立起来当立式电机轴承使用,会发现上部轴承的排油与下部轴承的注油极不顺畅,显然不能完成注排油功能,无法达到预期润滑效果。除此之外,上部的油脂极易沿着转轴流入电机内部,下部的油脂也会沿着转轴流出电机外部,出现漏油现象,更加影响轴承的润滑效果。因此,一般的隔爆型卧式电机的轴承结构不能简单地立起来作为立式电机使用,也就是说带注排油结构的B3电机不能立起来当V5或V6使用,B5悬臂式的也不能立起来当V1或V3使用;同理B35(B34)立卧式不能立起来当V15(V17)或V35(V37)使用[3]
  如果改变图1的注排油线路,对于上部轴承:注油不再经过端盖(轴承套)和轴承内盖,直接由轴承外盖进入轴承即可实现注油功能,废油脂直接掉进轴承内盖储油槽后经排油管排出,即为“外盖注油,内盖排油”结构。对于下部轴承:由于正好与上部轴承相反,可以采用轴承内盖注油,油脂由轴承内盖进入轴承即可实现注油功能,废油脂直接掉进轴承外盖储油槽后经排油管排出,即为“内盖注油,外盖排油”的新结构。
  2 隔爆型立式电机轴承润滑的可行性
  2.1注排油结构的优化
  合理设计上部轴承的排油和下部轴承的注油,并充分考虑可操作性,即在现有成熟的注排油结构上完成对隔爆型立式电机轴承润滑结构的优化。图2为优化后的轴承润滑结构,对于上部轴承,将轴承内盖的均布储油槽改为环形深度储油槽,并加大止口高度;轴承内盖排油孔与端盖排油管路对接;相应加大端盖轴承室深度,增设排油筋;排油器采用排油管加“桶锹式撮子”。油脂经注油管注入轴承外盖后直接堆积在轴承上,一部分油脂被轴承下的甩油盘挡住,运转时,甩油盘将废油脂吸甩进轴承内盖的储油槽里。排油时,用前端开豁口的“桶锹式撮子”将废油脂一锹一锹地撮出,连续几次,排尽之后,将其旋紧在排油器上,完成注排油功能。

图2 隔爆型立式电机轴承润滑结构
 
图3 桶锹式撮子
  对于下部轴承,将轴承内盖的均布储油槽改为环形深度储油槽,并加大止口高度;轴承内盖注油孔与端盖注油管路对接;相应加深端盖轴承室深度,增设注油筋;排油器也采用排油管加“桶锹式撮子”,如图3所示。油脂经注油管注入轴承内盖后直接堆积在轴承上,一部分油脂被轴承下的甩油盘挡住,运转时,甩油盘将废油脂吸甩进轴承外盖的储油槽里。排油时,用前端开豁口的“桶锹式撮子”将废油脂一锹一锹地撮出,连续几次,排尽之后,将其旋紧在排油器上,完成注排油功能。
  2.2注排油结构隔爆性能的保证
  注排油结构的隔爆性能由轴承内盖与端盖的静态隔爆接合面、轴承内盖与转轴的动态隔爆接合面来实现,对于外壳隔爆容积V>2000cm2的隔爆型电动机(以ⅡB类为例):(1)静配合隔爆面:隔爆面长度≥25mm,隔爆间隙≤0.20mm;(2)动配合隔爆面:隔爆面长度≥40mm,隔爆间隙≤0.40mm,最小径向间隙k≥0.075mm,最大径向间隙≤0.26mm。各隔爆接合面[4,5]要求与卧式隔爆电机一致,严格按国家标准[6,7]的要求制成隔爆面,随同产品一起进行防爆性能试验,完全可以满足隔爆性能。通过加深端盖轴承室深度,同时加高轴承内盖止口高度后,对于上部轴承:注油由注油管、轴承外盖直接注入,通过加深端盖轴承室深度,并在端盖内侧增设整体排油筋,在排油筋上加工排油管路,与轴承内盖的储油槽相连,排油管路延伸至端盖外部的端面,完成注排油要求;对于下部轴承:通过加深端盖轴承室深度,并在端盖内侧增设整体注油筋,在注油筋上加工注油管路,注油管路从端盖外部端面开始,同时加高轴承内盖止口高度,在止口高度方向的底部开设注油管路进行注油,排油由轴承外盖、排油管直接排出从而完成注排油要求。如此一来可以完全将上部轴承和下部轴承的注油、排油管路置于轴承内盖外部,完全置于隔爆接合面以外,减少隔爆面的损伤和对隔爆接合面的增设,达到与常规卧式隔爆电机一样的合理防爆结构,更具安全性、可靠性。
  2.3注排油结构防漏油的处理
  立式电机如不采用相应合理有效的措施,油脂极易沿转轴流入电机内部或流出电机外部,油脂的流失极大影响轴承的润滑效果[8],减少轴承寿命,影响电机正常运行,还会污染环境。对于上部轴承:轴承上下安装甩油盘,轴承外盖上装骨架油封;加长轴承内盖轴贯通部位长度,开设密封油槽并加装毡圈封环,以此来防止油脂的甩出与流失[9]。对于下部轴承:轴承下部安装甩油盘,骨架油封内装在轴承外盖上,并在轴承外盖轴贯通部位加装毡圈封环,加长轴承内盖轴贯通部位长度,开设密封油槽并加装毡圈封环。另外各配合面涂抹密封胶,以此来防止油脂的甩出与流失,完全可以防止漏油现象。
  2.4不停机注排油的注意事项
  由于轴伸端的轴承外盖离轴伸很近,当电机与配套设备安装后,联轴器或者皮带轮的外径通常大于轴承外盖,会使注油嘴或排油器夹在电机端盖与联轴器或者皮带轮之间狭小的缝隙内。若在不停机状态下注排油,联轴器或者皮带轮等高速旋转极易引发人身安全事故。再者,当轴伸端采用凸缘端盖安装时,注油嘴和排油盒便深陷在凸缘端盖的凹槽内,注排油无法便利操作。还有,由于非轴伸端安装有风罩,当转轴与风扇高速旋转时,拆卸风罩进行不停机注排油极为不便,更易引发人身安全事故。为了杜绝上述情况,确保人身安全,应在注油嘴加装长注油管或适当加装排油器的排油管长度,使其远离旋转体;加长油管长度,使注油管、排油器伸出风罩边缘,确保不停机注排油的安全可靠实施。
  3 结语
  轴承良好润滑是电动机可靠运行的重要保证之一。充分考虑了隔爆型立式电机不停机注排油要求以及隔爆的可行性,选择合理的轴承润滑结构,轴承运转就会更可靠,维护效果越好,保证电机安全、可靠、经济、长期地运行。
  参考文献
  [1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境GB/T997-2008:旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类(IM代码)[S].北京:中国标准出版社,2008:12.
  [2]焦明霞,姜作有,李积继.立式隔爆型电机注排油探讨[J].防爆电机,2004(2):22-28,35.
  [3]程向东.隔爆型电动机常用的隔爆接合面结构[J].电气防爆,2010(1):38-40,45.
  [4]吴长康.防浅谈隔爆型电气设备隔爆外壳的设计要求[J].电气防爆,2011(1):22-24.
  [5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境第1部分:设备通用要求:GB3836.1-2010[S].北京:中国标准出版社,2011:8.
  [6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备:GB3836.2-2010[S].北京:中国标准出版社,2011:8.
  [7]丁进平,曹利波,靳芝.隔爆型高压电机轴承温度控制探讨[J].电气防爆,1999(2):26-28.
  [8]陈世坤.电机设计[M].2版.北京:机械工业出版社,2000.
  [9]陈建如,邢印,曹海坡,等.高压防爆电机滑动轴承漏油的原因分析与防治[J].电气防爆,2008(3):33-35.
本文转自《电气防爆》2018年第4期
发布时间:2019-09-21


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