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高壓防爆電機滑動軸承漏油的原因分析與防治

高壓防爆電機滑動軸承漏油的原因分析與防治  電機知識 第1張

0 引言
    隨著防爆電機市場的不斷開拓與發展,各種防爆型式的防爆電機也不斷向著大容量的方向發展,因而運用在大中型防爆電機中的滑動軸承也越來越多。如何有效防止大中型防爆電機滑動軸承的漏油問題,越來越多地引起制造商和用戶的關注。本文就大中型防爆電機滑動軸承漏油的原因分析與防治進行粗淺的討論,僅供參考。需要特別說明的是:由于防爆電機的防爆型式多種多樣,電機的結構型式各異,運用的滑動軸承也各不相同,本文所論述的內容僅限于應用端蓋式球面
滑動軸承的增安型高壓箱式YAKK、YAKS系列電機。


1 電機結構及端蓋式球面滑動軸承介紹

    為了清楚地分析和說明滑動軸承漏油的原因,也為以下敘述的方便,先簡要介紹一下高壓增安型箱式防爆電機的結構,同時介紹端蓋式球面滑動軸承的結構特點。
1.1 電機結構
    電機主要由定子、轉子、端蓋、滑動軸承、冷卻器等部件組成。定子鐵芯安裝在箱式機座之內,端蓋安裝在箱式機座兩端的止口上,滑動軸承緊固在電機端蓋上,滑動軸承、端蓋、箱式機座形成轉子的支撐系統,電機的冷卻器安裝在箱式機座上。電機的冷卻由內外兩個循環系統構成。內循環系統的冷卻介質是空氣,通風元件是電機的內風扇,冷卻介質在電機內部循環,由內風扇定→轉子→冷卻器→內風扇形成循環回路。外循環系統是電機的水冷卻器或空氣冷卻器。內外兩個循環系統在電機的冷卻器上進行熱交換。電機整體結構緊湊,外形美觀,主體外殼的防護等級為IP54,安裝結構形式為IMB3。高壓增安型箱式防爆電機的結構如圖1所示。

高壓防爆電機滑動軸承漏油的原因分析與防治  電機知識 第2張

1.2 端蓋式球面滑動軸承結構
    高壓增安型箱式防爆電機所使用的端蓋式滑動軸承是近年來引進國外技術,依據國際標準ISO 11687- 3生產制造的,軸承的軸瓦軸承座采用球面配合,具有自動調心性。軸瓦的內徑尺寸公差由精加工保證,首次使用不須刮瓦,結構緊湊,安裝維修十分方便。

    端蓋式球面滑動軸承結構如圖2所示。軸承結構整體從水平位置分開,關鍵部件有軸承座、軸瓦、甩油環、浮動密封圈、測溫元件等。端蓋式球面滑動軸承的內、外密封結構均采用浮動密封。軸承內外蓋裝有浮動密封圈,浮動密封圈由兩半組成,通過彈簧固定在軸上,運行時隨著軸的位置的變化而自由浮動,材料為可熔性聚酰亞胺,模塑成形。為了防止電機內部的負壓,使油霧穿過浮動密封圈逸出,端蓋式球面滑動軸承設有一個氣封腔以平衡空氣壓力,用耐油橡膠軟管將氣封腔內的空氣連接到電機外部。油環由冷拉黃銅制成,油環掛在軸上,下部浸入油中,通過軸帶動油環旋轉,油環將油帶到軸上,經導油槽將油較均勻地分配至整個軸瓦承載面。

高壓防爆電機滑動軸承漏油的原因分析與防治  電機知識 第3張

2 滑動軸承漏油的原因分析與防止措施

    造成滑動軸承漏油的原因有:滑動軸承設計制造的質量問題、滑動軸承使用中裝配的質量問題、電機安裝調試過程中的問題、電機設計結構造成的滑動軸承漏油,現分別介紹如下:
2.1 滑動軸承設計制造的質量問題
    在電機運行過程中,滑動軸承的進回油的接口處、安裝測溫元件的出口處、備用接口和油池放油孔密封管堵塞等處向外滲油。此類問題比較容易解決,只要在管件、管接頭安裝時,纏繞生料帶和涂密封膠609擰緊即可。有些滑動軸承設計時要求軸承座與軸瓦采用過盈配合,裝配后會造成上下軸承座接合面處有間隙,運行中向外滲油,因此裝配時,必須在上下軸承座的接合面均勻涂抹密封膠609,上下軸承座的固定螺栓擰緊。另外軸承座油室向外滲油,這是軸承座的鑄造質量問
題,鑄件本身存在著砂眼、裂紋、組織疏松等,因此在軸承座加工前油室必須做滲油試驗。加強軸承的關鍵密封元件浮動密封圈的質量控制也很重要,浮動密封圈在使用過程中存在著老化、變形等問題,主要是浮動密封圈的材質不符合要求,因此必須加強浮動密封圈的質量控制。
2.2 滑動軸承裝配的質量問題
    滑動軸承使用的浮動密封圈是關鍵的密封元件,材料為可熔性聚酰亞胺,是易損件,在裝配過程中極易損壞。浮動密封圈損壞造成滑動軸承漏油占有很大的比例,由于操作不當、擠壓或用力過猛是造成密封圈損壞的主要原因,因此必須提高
滑動軸承的裝配質量,做到精心裝配,盡量減少浮動密封圈的損壞。
2.3 用戶安裝調試過程中的問題
    安裝調試的問題主要是供油壓力的調整。由于我們的滑動軸承是依據國際標準設計制造的,向軸承內部供油的管路通暢,壓力油直接通入軸瓦的工作面,因而軸承的供油壓力非常低,只有0.01~ 0.03 MPa,而大多數用戶以前使用的滑動軸承多為我國老標準(JB/T743)軸承,供油壓力比較高,多為0.12~ 0.2 MPa,在電機安裝調試時,進油壓力調的比較高,進油量太大,軸承油箱的油位過高,向電機的內、外部漏油。因此用戶在安裝使用電機時,必須嚴格按照電機制造廠商的使用說
明書,調節軸承進油口的壓力,保持一定流量,使軸承內部的油位穩定在軸承油標高度的1/2~ 2/3之間,超過這個高度會造成軸承漏油。此時供油壓力開機時在0.01~ 0.03 MPa之間。也可在滑動軸承的進油口增設流量調節閥和節流板,以調
節進油壓力和流量。
2.4 電機設計結構所造成的滑動軸承漏油
    此類問題多發生在2極、4極高速防爆電機上,由于防爆電機結構設計時,電機內部靠近滑動軸承的內側,設計有內風扇,電機運行時,形成滑動軸承內側的負壓,再加上軸承內部油溫比較高,電機運行時,軸承內部有油霧,油霧被負壓吸入電機內部,隨電機內風路的循環到電機的冷卻器上,并冷凝,長時間的日積月累形成油滴,進入電機冷卻器的接水盤,從漏水監控儀的接口流到電機外部或油霧被內風扇甩到機座的側壁上,冷凝后從接線盒處滲到電機外部。

    解決此類問題比較困難和復雜,可從以下三方面著手:降低軸承內側面處的負壓,增加滑動軸承的密封,減少滑動軸承內部的油霧。首先電機的內風路應采用雙側對稱內風路,盡可能的采用離心風扇,增長機座兩側的進風道的軸向長度。根據情況,在電機滑動軸承的內側增加擋風內蓋,降低滑動軸承內蓋外側的負壓,隔開電機的內風路。其次改進滑動軸承的結構,在滑動軸承的內蓋與軸的配合密封面增加一道浮動密封。加強滑動軸承的平衡氣壓管的控制,保證平衡氣壓管無折彎、堵塞現象,增大滑動軸承的平衡氣壓孔。最后盡量降低滑動軸承的工作溫度,增大軸承室的透氣孔,減少滑動軸承內部的油霧。同時,用戶在選用潤滑油時,盡量選用揮發性小,閃點亮的優質潤滑油。

作者:陳建如,邢印,曹海坡,陳建軍  來源:《電氣防爆》

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