高压防爆电机滑动轴承漏油的原因分析与防治

高压防爆电机滑动轴承漏油的原因分析与防治  电机知识 第1张

0 引言
    随着防爆电机市场的不断开拓与发展,各种防爆型式的防爆电机也不断向着大容量的方向发展,因而运用在大中型防爆电机中的滑动轴承也越来越多。如何有效防止大中型防爆电机滑动轴承的漏油问题,越来越多地引起制造商和用户的关注。本文就大中型防爆电机滑动轴承漏油的原因分析与防治进行粗浅的讨论,仅供参考。需要特别说明的是:由于防爆电机的防爆型式多种多样,电机的结构型式各异,运用的滑动轴承也各不相同,本文所论述的内容仅限于应用端盖式球面
滑动轴承的增安型高压箱式YAKK、YAKS系列电机。


1 电机结构及端盖式球面滑动轴承介绍

    为了清楚地分析和说明滑动轴承漏油的原因,也为以下叙述的方便,先简要介绍一下高压增安型箱式防爆电机的结构,同时介绍端盖式球面滑动轴承的结构特点。
1.1 电机结构
    电机主要由定子、转子、端盖、滑动轴承、冷却器等部件组成。定子铁芯安装在箱式机座之内,端盖安装在箱式机座两端的止口上,滑动轴承紧固在电机端盖上,滑动轴承、端盖、箱式机座形成转子的支撑系统,电机的冷却器安装在箱式机座上。电机的冷却由内外两个循环系统构成。内循环系统的冷却介质是空气,通风元件是电机的内风扇,冷却介质在电机内部循环,由内风扇定→转子→冷却器→内风扇形成循环回路。外循环系统是电机的水冷却器或空气冷却器。内外两个循环系统在电机的冷却器上进行热交换。电机整体结构紧凑,外形美观,主体外壳的防护等级为IP54,安装结构形式为IMB3。高压增安型箱式防爆电机的结构如图1所示。

高压防爆电机滑动轴承漏油的原因分析与防治  电机知识 第2张

1.2 端盖式球面滑动轴承结构
    高压增安型箱式防爆电机所使用的端盖式滑动轴承是近年来引进国外技术,依据国际标准ISO 11687- 3生产制造的,轴承的轴瓦与轴承座采用球面配合,具有自动调心性。轴瓦的内径尺寸公差由精加工保证,首次使用不须刮瓦,结构紧凑,安装维修十分方便。

    端盖式球面滑动轴承结构如图2所示。轴承结构整体从水平位置分开,关键部件有轴承座、轴瓦、甩油环、浮动密封圈、测温元件等。端盖式球面滑动轴承的内、外密封结构均采用浮动密封。轴承内外盖装有浮动密封圈,浮动密封圈由两半组成,通过弹簧固定在轴上,运行时随着轴的位置的变化而自由浮动,材料为可熔性聚酰亚胺,模塑成形。为了防止电机内部的负压,使油雾穿过浮动密封圈逸出,端盖式球面滑动轴承设有一个气封腔以平衡空气压力,用耐油橡胶软管将气封腔内的空气连接到电机外部。油环由冷拉黄铜制成,油环挂在轴上,下部浸入油中,通过轴带动油环旋转,油环将油带到轴上,经导油槽将油较均匀地分配至整个轴瓦承载面。

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2 滑动轴承漏油的原因分析与防止措施

    造成滑动轴承漏油的原因有:滑动轴承设计制造的质量问题、滑动轴承使用中装配的质量问题、电机安装调试过程中的问题、电机设计结构造成的滑动轴承漏油,现分别介绍如下:
2.1 滑动轴承设计制造的质量问题
    在电机运行过程中,滑动轴承的进回油的接口处、安装测温元件的出口处、备用接口和油池放油孔密封管堵塞等处向外渗油。此类问题比较容易解决,只要在管件、管接头安装时,缠绕生料带和涂密封胶609拧紧即可。有些滑动轴承设计时要求轴承座与轴瓦采用过盈配合,装配后会造成上下轴承座接合面处有间隙,运行中向外渗油,因此装配时,必须在上下轴承座的接合面均匀涂抹密封胶609,上下轴承座的固定螺栓拧紧。另外轴承座油室向外渗油,这是轴承座的铸造质量问
题,铸件本身存在着砂眼、裂纹、组织疏松等,因此在轴承座加工前油室必须做渗油试验。加强轴承的关键密封元件浮动密封圈的质量控制也很重要,浮动密封圈在使用过程中存在着老化、变形等问题,主要是浮动密封圈的材质不符合要求,因此必须加强浮动密封圈的质量控制。
2.2 滑动轴承装配的质量问题
    滑动轴承使用的浮动密封圈是关键的密封元件,材料为可熔性聚酰亚胺,是易损件,在装配过程中极易损坏。浮动密封圈损坏造成滑动轴承漏油占有很大的比例,由于操作不当、挤压或用力过猛是造成密封圈损坏的主要原因,因此必须提高
滑动轴承的装配质量,做到精心装配,尽量减少浮动密封圈的损坏。
2.3 用户安装调试过程中的问题
    安装调试的问题主要是供油压力的调整。由于我们的滑动轴承是依据国际标准设计制造的,向轴承内部供油的管路通畅,压力油直接通入轴瓦的工作面,因而轴承的供油压力非常低,只有0.01~ 0.03 MPa,而大多数用户以前使用的滑动轴承多为我国老标准(JB/T743)轴承,供油压力比较高,多为0.12~ 0.2 MPa,在电机安装调试时,进油压力调的比较高,进油量太大,轴承油箱的油位过高,向电机的内、外部漏油。因此用户在安装使用电机时,必须严格按照电机制造厂商的使用说
明书,调节轴承进油口的压力,保持一定流量,使轴承内部的油位稳定在轴承油标高度的1/2~ 2/3之间,超过这个高度会造成轴承漏油。此时供油压力开机时在0.01~ 0.03 MPa之间。也可在滑动轴承的进油口增设流量调节阀和节流板,以调
节进油压力和流量。
2.4 电机设计结构所造成的滑动轴承漏油
    此类问题多发生在2极、4极高速防爆电机上,由于防爆电机结构设计时,电机内部靠近滑动轴承的内侧,设计有内风扇,电机运行时,形成滑动轴承内侧的负压,再加上轴承内部油温比较高,电机运行时,轴承内部有油雾,油雾被负压吸入电机内部,随电机内风路的循环到电机的冷却器上,并冷凝,长时间的日积月累形成油滴,进入电机冷却器的接水盘,从漏水监控仪的接口流到电机外部或油雾被内风扇甩到机座的侧壁上,冷凝后从接线盒处渗到电机外部。

    解决此类问题比较困难和复杂,可从以下三方面着手:降低轴承内侧面处的负压,增加滑动轴承的密封,减少滑动轴承内部的油雾。首先电机的内风路应采用双侧对称内风路,尽可能的采用离心风扇,增长机座两侧的进风道的轴向长度。根据情况,在电机滑动轴承的内侧增加挡风内盖,降低滑动轴承内盖外侧的负压,隔开电机的内风路。其次改进滑动轴承的结构,在滑动轴承的内盖与轴的配合密封面增加一道浮动密封。加强滑动轴承的平衡气压管的控制,保证平衡气压管无折弯、堵塞现象,增大滑动轴承的平衡气压孔。最后尽量降低滑动轴承的工作温度,增大轴承室的透气孔,减少滑动轴承内部的油雾。同时,用户在选用润滑油时,尽量选用挥发性小,闪点亮的优质润滑油。

作者:陈建如,邢印,曹海坡,陈建军  来源:《电气防爆》

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