正压型防爆电动机滑动轴承渗油分析①

2020-12-28 08:16邢森焱杨锡军
关键词:内腔调节阀螺纹

庄 重, 邢森焱, 杨锡军

(1.哈电集团佳木斯电动机股份有限公司,黑龙江 佳木斯 154002;2.佳木斯大学信息电子技术学院,黑龙江 佳木斯 154007;3.佳木斯大学学报管理部,黑龙江 佳木斯 154007)

0 引 言

滑动轴承渗油一直是高压电动机质量公关的重要方向,以往有很多针对滑动轴承渗油的研究,但多数都是对于电动机内腔负压的情况,电动机内腔冷却用循环风引起局部负压,负压引起内部渗油。近年来,因正压型防爆电动机的防爆性能可靠、制造成本低、可制造功率密度大等原因而被广泛应用。但正压型防爆电机也有缺陷,例如,因其工作时内腔压力高于外界压力,导致其电动机外部渗油,而且大都是从滑动轴承与轴的结合处向外渗透。

1 渗油情况分析

1、从正压吹扫装置参数设定对渗油的影响入手,以下列举了两种正压型电动机出现渗油问题情况分析。

电动机渗油情况见下表:

表1

现场处理反馈信息如下:

1) 第1项吹扫装置厂家现场调节电动机内部压力参数,由1000Pa降到600Pa,电动机渗油现象消失。

2)第2项吹扫装置厂家现场调节电动机内部压力参数,由1000Pa降到617Pa。调整进油油压为0.085MPa,电动机渗油现象消失。

通过以上现场处理的反馈信息,有效减少了正压电动机向外渗油的现象,吹扫装置中配有1个“CLAPS Sensor”低气压测试点,出厂默认设定值在1000Pa,适当调整降低到600Pa左右(数值需现场调整,保证电动机在保压状态下,适当调低设定值不影响电动机正常工作,注意:需要使用专用工具-高精度管道压力表对压力进行调节)。

除了调压方法外,通过收集相关电动机渗油资料及在正压型电动机上所做的试验,总结出电动机风路及滑动轴承结构两方面的改进方案。

2、电动机内循环风压对渗油的影响。

电动机在做正压试验时(断电),观察到通常从滑动轴承与轴表面接触部分,即轴贯通部分气体泄漏量最大(见图1)。电动机工作时,润滑油被甩油环带到轴的表面进行润滑,因此时轴贯通部分气体泄漏量很大,气体泄漏时极易把油通过轴贯通吹到电动机外侧。虽然电动机工作时,内腔冷却用循环风引起局部负压可以平衡掉部分正压,使气体泄漏量在工作时相比断电时减少,相应的渗油量减少,但轴贯通处依然存在向外渗油的隐患。

图1

2 改进方法

1)改进方法1:

在电动机外侧滑动轴承外盖内的轴贯通部分通入正压气体,使电动机外侧滑动轴承外盖内形成正压区,保持内腔气压平衡,完成气封。

操作方法:将吹扫装置管路引出分支,直通电动机外侧的滑动轴承外盖处。同时可以在支路上安装气压调节阀及压力表。通常接入两个支路,通风管内径约Φ15,见图2。

图2 正压气体密封

汇总以上结构部分的改进如图6:

图6 结构部分的改进

如果不是从轴贯通处渗油,可以把气压调节阀关闭;若是从轴贯通处渗油,则需要把气压调节阀打开,缓慢调节压力,直到轴贯通不再渗油为止。

2)改进方法2:(只适用于单旋向的电动机)

在电动机内侧滑动轴承内盖的轴贯通部分,加强与电动机旋转方向相反的螺纹槽。导致电动机在旋转时,螺纹槽上会产生一个反方向的气压,进而平衡掉一部分滑动轴承内腔的正压。

具体结构见图3(图3中假设电动机是顺时针方向旋转)。

图3 反螺纹轴套

具体操作如下,首先加工一个反向螺纹轴套,把其过盈热套在轴上,安装位置在电动机内侧滑动轴承内盖的轴上,轴套螺纹与滑动轴承内盖保留间隙配合,螺纹大小、螺距等需要根据电动机转速及需要的压力及轴台尺寸具体设计。

3 电动机滑动轴承结构的改进

1)轴承进油油压对渗油的影响显而易见,所以现场电动机调试时将油位在保持在观察窗的1/2~2/3之间,尽量调低进油油压。

2)提高轴承与轴接触面的加工精度,轴承与轴接合面间隙不大于0.02mm,密封圈与轴接合面的间隙也不大于0.02mm。

3)若正压电动机出现从滑动轴承顶部呼吸阀处渗油(呼吸阀位置见图1)情况时,处理方案如下:

先是将呼吸阀管加高,但仍然从呼吸阀处渗油。其原因为电动机工作时产生高温,致使轴承内油温升高,进而产生油雾,油雾从呼吸阀排出所致。所以,可以考虑取消正压电动机的呼吸阀,呼吸阀处可用闷盖堵住即可。

4)在滑动轴承内盖的下方,有两个平衡气压孔,通过胶皮管或钢管连通到滑动轴承瓦座外侧,与大气环境连通,是平衡滑动轴承内部气压的结构。在正压电动机工作时,气体可以从平衡气压孔排出,平衡掉部分滑动轴承内腔正压,防止渗油。平衡气压孔位置见图4。

图4 平衡气压孔

但从电动机的实际工作效果考虑,滑动轴承需要在内盖中加工四个平衡气压孔,方可使之达到气压的真正平衡。可以从滑动轴承内盖的上方加工,并与胶皮软管连通,同时在管子末端安装一套呼吸阀,用来预防杂物进入。呼吸阀后面还可配一个气压调节阀,用来调节气体的排出。具体结构见图5。

图5 新增加气压平衡孔结构

4 结 语

通过以上方法的改进,可以有效防止正压型防爆电动机滑动轴承渗油。但需注意,调整正压吹扫装置的参数,应由专业技术人员来调节。因为参数设置不合理,易造成电动机内腔压力不稳,存在安全隐患。所以,渗油解决方案应该先从结构改进上入手,无法消除时,最后选择进行压力调节。

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