油霧潤滑防爆電機典型結構的設計

孫寶石，吳慶廣

(1佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯154002；2中國石油吉林石化公司乙二醇廠，吉林吉林132021)

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油霧潤滑防爆電機典型結構的設計

孫寶石1，吳慶廣2

(1佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯154002；2中國石油吉林石化公司乙二醇廠，吉林吉林132021)

摘要通過對電機防爆結構和潤滑結構的研究，確定了防爆電機油霧潤滑典型結構，實現了隔爆電機軸承的油霧潤滑，解決關鍵機組、偏僻場所用電機潤滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動機運行溫度高、潤滑脂浪費大等問題，實現了電機軸承潤滑的遠程自動控制。同時實現了油霧潤滑結構和防爆結構在軸承處的集成。

關鍵詞油霧潤滑；隔爆結構；泄壓路徑；潤滑通路

0引言

目前，國內絕大多數低壓電機軸承潤滑為鋰基脂潤滑，而油霧潤滑作為一種先進技術在國外市場上逐漸的興起。電機軸承油霧潤滑的先進技術的成功研發，可以解決關鍵機組、偏僻場所用電機潤滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動機運行溫度高、潤滑脂浪費大等問題。然而對于隔爆電機，油霧潤滑密封結構和隔爆結構均設計在軸貫通處，導致密封和隔爆無法兼顧，因此研究出一種既能滿足油霧潤滑又能實現隔爆性能的典型結構是非常有意義的。本文采取雙路結構對隔爆電機的油霧潤滑和隔爆結構進行了綜合研究，并結合樣機試制和試驗對此典型結構進行了詳細研究。

1油霧潤滑防爆電機的原理及特點

油霧潤滑是采用經過過濾的干燥、潔凈的壓縮空氣將潤滑油霧化后吹到滾動軸承表面實現潤滑的一種潤滑方式。軸承室內的氣流可以使得軸承冷卻，而軸承室內的壓力又可以有效的防止雜物進入，該方式潤滑油量可以精確調節。相比其它的潤滑結構，油霧潤滑結構有如下優勢：油霧能隨壓縮空氣彌散到所有需要潤滑的摩擦部位，可以獲得良好而均勻的潤滑效果；壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走摩擦所產生的熱量，降低軸承溫度；大幅度降低了潤滑油的耗量；提高自動化生產和管理水平、減少人力成本；由于油霧具有一定的壓力(約2kPa)，因此可以起良好的密封作用，避免了外界的雜質、水分等侵入軸承室。

電機采用獨立的泄壓路徑，保證電機一旦發生內部爆炸，會沿著泄壓路徑進行壓力釋放，同時又不會使內部爆炸產生的火焰傳到外部，從而保證了電機的隔爆性能。

2電動機的油路及防爆結構和關鍵零部件

為實現電機潤滑時潤滑油不泄露，同時確保電機一旦發生內部爆炸不傳爆的性能，電動機結構設計時將油路和隔爆通路分為兩個緊密結合卻不相通的獨立路徑進行設計，使得兩個獨立支路既能實現各自的功能，又能最大限度的減小軸向占用空間，電機軸承室處的結構見圖1。

2.1油路設計

注排油通路，即“油霧”通過的通路(見圖2)，噴油嘴與注油接頭成90°角，正對軸承滾動體，其將氣化油霧直接噴至軸承滾動體上，不但潤滑效果良好，更能降低軸承溫度，清潔軸承滾動體表面，起到保護軸承的作用，油霧在通過滾動體后會在軸承室底部積累成潤滑油，為了達到潤滑油不泄漏的效果，靜密封采用密封圈，動密封采用磁力油封。

2.2防爆結構設計

本電機隔爆結構與傳統隔爆結構類似，區別在于傳統的隔爆結構為爆炸氣體在電機內部點燃后，通過電機軸承內蓋隔爆面傳至軸承室再通過軸承外蓋傳至外界，進行電機內部壓力釋放。而本設計為了保證軸承室的密封性，爆炸氣體傳爆通路為獨立的路徑，即爆炸氣體在電機內部點燃后，通過電機軸承內蓋隔爆面傳至端蓋上的泄壓孔直接傳至外界，進行電機內部壓力釋放，保證電機軸承室結構不被影響，泄壓路徑示意圖見圖3。

2.3本結構中的關鍵零部件磁力油封

軸承外蓋和軸承內蓋處采用的磁力機械油封，分為靜止環與動環兩個部分。靜止環通過O型密封圈與軸承外蓋固定，而動環通過O型密封圈與電機軸固定。當電機工作時，動環跟隨電機軸轉動，靜止環與軸承外蓋固定后靜止，其密封結構及摩擦部分均在機械油封內部，密封效果極其優異。使用此種結構，能夠有效的防止氣體油霧由外蓋軸貫通處泄露至外部空氣中，從而對環境造成污染或吸入人體對健康造成危害，而且，其高分子材料摩擦副產生的熱量極小(約0.02)，能夠有效的降低軸承溫度(正常工作時溫度僅為常溫20°左右)；摩擦損傷小，工作壽命長。磁力機械油封其具體結構及三維模型見圖4，安裝后效果見圖5。

3樣機與試驗

本次按YB3 255M-2 45kW ExdIICT4 Gb 380V電機進行樣機制造，并對樣機進行了型式試驗和內部點燃不傳爆試驗，試驗結果表明電機電氣性能符合產品技術條件JB/T 7565.1—2011《隔爆型三相異步電動機技術條件第1部分：YB3系列隔爆型三相異步電動機(機座號63-355)》中的相關要求和設計要求，電機防爆要求符合GB 3836.1—2010《爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求》和GB 3836.2—2010《爆炸性環境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備》中的相關要求。

4結語

在國內油霧潤滑防爆結構目前在電機的應用上還是空白，原因是生產成本略高，客戶需求少。不過隨著人工的成本逐年增加，現代各行業自動化應用的系統化與集成化的程度越來越高，用戶對行業的整體解決方案的需求日益突出，而全自動化注排油必然是電機的一個重要的發展方向。另外油霧潤滑防爆結構法的眾多優點，如安全環保、無污染運行、遠程集中控制、自動化控制等必將在更多領域的電機上得到廣泛應用，成為高端用戶的必然選擇。

參考文獻

[1]GB 3836.1—2010 爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求.

[2]GB 3836.2—2010 爆炸性環境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備.

[3]JB/T 7565.1—2011 隔爆型三相異步電動機技術條件第1部分：YB3系列隔爆型三相異步電動機(機座號63-355).

[4]王方利.防爆接合面的緊固措施及要求.防爆電機，2013.2.

[5]張亮，閆紅.防爆高壓電機接線盒的設計.防爆電機，2015.4.

Design on Typical Structure of Explosion-Proof Motor with Oil Mist Lubrication

SunBaoshiandWuQingguang

(1.Jiamusi Electric Machine Co.,Ltd.,Jiamusi 154002, China；2.PetroChina Jilin Petrochemical Ethylene Glycol Plant, Jilin 132021, China)

AbstractTypical structure of the explosion-proof motor with oil mist lubrication is determined through the research on explosion-proof and lubrication structures, then oil mist lubrication of bearing for explosion-proof motor is realized, and significant problems for motor used in key unit and remote place such as difficulties in filling lubrication oil and controlling quantity of the lubrication oil, frequent operation, high operation temperature and high waste of lubrication oil are solved, and then remote automatic control of motor bearing lubrication can be realized. Integration of oil mist lubrication structure and explosion-proof structure at bearing can be realized at the same time.

Key wordsOil mist lubrication；flameproof structure；decompression path；lubrication access

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.03.07

中圖分類號：TM357

文獻標識碼：A

文章編號：1008-7281(2016)03-0023-003

作者簡介：孫寶石男1982年生；畢業于黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化，現從事電機設計工作.

收稿日期：2016-02-20