電動機油霧潤滑結(jié)構(gòu)設計

(佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯 154002)

0 引言

目前，國內(nèi)低壓電動機基本上都是采用現(xiàn)場或在線加注潤滑脂的軸承潤滑方式。為解決關(guān)鍵機組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，用戶特約我公司將“鋰基脂潤滑”改造為“油霧潤滑”的項目作為一個課題共同研發(fā)。

1 油霧潤滑電機的原理

油霧潤滑是采用經(jīng)過過濾的干燥、潔凈的壓縮空氣將潤滑油霧化然后吹到滾動軸承表面實現(xiàn)潤滑的一種潤滑方式。吹在軸承室內(nèi)的氣流可以使得軸承冷卻，而軸承箱內(nèi)的壓力又可以有效的防止雜物進入。其中，裝配時噴油嘴與注油接頭成90°角，正對軸承珠，其將氣體油霧直接噴至軸承珠上，不但潤滑效果良好，更能降低軸承溫度，清潔軸承珠表面，起到保護軸承的作用。該潤滑方式潤滑油量可以精確調(diào)節(jié)，因而攪拌阻力小，適用于高速、高溫軸承部件的潤滑，在高速電機上得到了普遍的應用。

2 油霧潤滑電機的結(jié)構(gòu)

油霧潤滑方式對電動機軸承室的密封要求嚴格，如果達到環(huán)保、無污染運行，油霧潤滑結(jié)構(gòu)中必須加入幾個防護等級達到IP67以上的油封結(jié)構(gòu)，確保油霧不會釋放至大氣中污染環(huán)境，或滲透至電動機內(nèi)腔腐蝕電動機絕緣。由于電動機轉(zhuǎn)軸是旋轉(zhuǎn)部件，所以其軸貫通處的密封更難保證。具體軸承室結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 軸承室整體結(jié)構(gòu)

軸承室各部件具體結(jié)構(gòu)如下

(1)軸承外蓋

軸承外蓋中增加隔爆泄壓回路排氣孔，具體如圖2所示。

圖2 軸承外蓋示意圖

(2)軸承外蓋處磁力油封

軸承外蓋處采用磁力機械油封，其優(yōu)點為密封性好(防護等級達到IP68以上)，結(jié)構(gòu)緊密，不用過多更改鑄件，溫升低。其分為靜止環(huán)與動環(huán)兩個部分，靜止環(huán)通過O型密封圈與軸承外蓋固定，而動環(huán)通過O型密封圈與電機軸固定。當電機工作時，動環(huán)跟隨電機軸轉(zhuǎn)動，靜止環(huán)與軸承外蓋固定后靜止，其密封結(jié)構(gòu)及摩擦部分均在機械油封內(nèi)部，密封效果極其優(yōu)異，是目前所有油封中性能最優(yōu)秀的油封之一。使用此種油封，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(huán)境造成污染或吸入人體對人體健康造成危害，而且，其高分子材料摩擦副產(chǎn)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，工作壽命達到3年，和傳統(tǒng)的油封相比，壽命大幅度增加，用戶只需3年更換一次油封，大大減少了工作量。磁力機械油封其具體結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 軸承外蓋磁力油封示意圖

(3)軸承內(nèi)蓋

由于軸承內(nèi)蓋需要完全隔絕軸承室，其軸承室側(cè)需防止油霧滲透，而另一側(cè)內(nèi)蓋軸貫通處作為防爆結(jié)構(gòu)中泄壓的作用不能受到影響，故將軸承內(nèi)蓋設計成兩部分，使軸承室的注排油回路與電機內(nèi)腔的泄壓回路互相之間完全隔絕。

其中第一部分為隔爆內(nèi)蓋，包括內(nèi)蓋軸貫通處隔爆面，內(nèi)蓋安裝螺紋孔以及內(nèi)蓋隔爆泄壓回路排氣槽。

軸承內(nèi)蓋的第二部分為密封內(nèi)蓋，包括氣體油霧通過的排油通路及電機軸承室的軸承內(nèi)蓋油封。與軸承外蓋處的油封類似，軸承內(nèi)蓋油封也采用磁力機械油封結(jié)構(gòu)，并且軸承內(nèi)蓋處磁力機械油封與內(nèi)蓋第二部分合為一體，整體外購，相比于單獨的油封，其堅固程度更高，且減少了一個安裝縫隙，密封性更好。具體結(jié)構(gòu)及三維示意圖見圖4。

圖4 軸承內(nèi)蓋磁力油封示意圖

(4)端蓋

端蓋中，在與內(nèi)蓋連接部分增加一道止口作為軸承內(nèi)蓋第一部分的定位止口。具體見圖5。

圖5 端蓋示意圖

(5)密封墊

端蓋與軸承內(nèi)蓋之間，端蓋與軸承外蓋之間，增加密封墊密封，防止泄壓通路與注排油通路之間短路。

其中，軸承外蓋與端蓋之間的密封墊，作為靜密封，能夠有效的防止油霧氣體進入空氣從而污染環(huán)境，或是吸入人體，危害人體健康。軸承內(nèi)蓋與端蓋之間的密封墊，作為軸承靜密封，能有效的隔絕排油通路和泄壓通路，防止油霧氣體通過泄壓通路進入電機內(nèi)部。

3 油霧潤滑電機的特點

電動機的油霧潤滑結(jié)構(gòu)，其特點在于軸貫通處電動機外蓋與電動機內(nèi)蓋的防護結(jié)構(gòu)的設計，以及油霧設備能夠直接將油霧噴射在電動機軸承滾動體表面的連接結(jié)構(gòu)設計，使電動機軸貫通處的防護等級達到防止油霧泄露的要求，確保電動機在應用領(lǐng)域內(nèi)安全可靠運行。與傳統(tǒng)電動機相比，其優(yōu)點如下。

(1)增加軸承壽命：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；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(zhì)、水分等侵入軸承室。

(2)降低軸承溫度：壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走摩擦所產(chǎn)生的熱量。

(3)降低耗材成本：由于潤滑油量可精確控制，大幅度降低了潤滑油的耗量。

(4)減少人工成本：提高自動化生產(chǎn)和管理水平、減少操作人員。

(5)可用于高轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)以上)電動機。

4 結(jié)語

油霧潤滑結(jié)構(gòu)對電動機軸承室的密封要求嚴，經(jīng)工業(yè)運行驗證效果很好。與國內(nèi)目前通用的低壓電動機相比, 具有提高軸承壽命、降低軸承溫度、降低耗材成本、減少人工成本以及可以用于超高速電動機的優(yōu)勢。此結(jié)構(gòu)的低壓電動機可用于防爆和非防爆環(huán)境，能夠解決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，使用范圍廣闊。隨著人工的成本逐年增加，現(xiàn)代各行業(yè)自動化應用的系統(tǒng)化與集成化的程度越來越高，用戶對行業(yè)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(fā)展方向。