油霧潤滑防爆電機(jī)典型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

孫寶石，吳慶廣

(1佳木斯電機(jī)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(jī)典型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

孫寶石1，吳慶廣2

(1佳木斯電機(jī)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(jī)防爆結(jié)構(gòu)和潤滑結(jié)構(gòu)的研究，確定了防爆電機(jī)油霧潤滑典型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了隔爆電機(jī)軸承的油霧潤滑，解決關(guān)鍵機(jī)組、偏僻場所用電機(jī)潤滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動機(jī)運(yùn)行溫度高、潤滑脂浪費(fèi)大等問題，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軸承潤滑的遠(yuǎn)程自動控制。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了油霧潤滑結(jié)構(gòu)和防爆結(jié)構(gòu)在軸承處的集成。

關(guān)鍵詞油霧潤滑；隔爆結(jié)構(gòu)；泄壓路徑；潤滑通路

0引言

目前，國內(nèi)絕大多數(shù)低壓電機(jī)軸承潤滑為鋰基脂潤滑，而油霧潤滑作為一種先進(jìn)技術(shù)在國外市場上逐漸的興起。電機(jī)軸承油霧潤滑的先進(jìn)技術(shù)的成功研發(fā)，可以解決關(guān)鍵機(jī)組、偏僻場所用電機(jī)潤滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動機(jī)運(yùn)行溫度高、潤滑脂浪費(fèi)大等問題。然而對于隔爆電機(jī)，油霧潤滑密封結(jié)構(gòu)和隔爆結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)在軸貫通處，導(dǎo)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(shí)現(xiàn)隔爆性能的典型結(jié)構(gòu)是非常有意義的。本文采取雙路結(jié)構(gòu)對隔爆電機(jī)的油霧潤滑和隔爆結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合研究，并結(jié)合樣機(jī)試制和試驗(yàn)對此典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)研究。

1油霧潤滑防爆電機(jī)的原理及特點(diǎn)

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后吹到滾動軸承表面實(shí)現(xiàn)潤滑的一種潤滑方式。軸承室內(nèi)的氣流可以使得軸承冷卻，而軸承室內(nèi)的壓力又可以有效的防止雜物進(jìn)入，該方式潤滑油量可以精確調(diào)節(jié)。相比其它的潤滑結(jié)構(gòu)，油霧潤滑結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)、水分等侵入軸承室。

電機(jī)采用獨(dú)立的泄壓路徑，保證電機(jī)一旦發(fā)生內(nèi)部爆炸，會沿著泄壓路徑進(jìn)行壓力釋放，同時(shí)又不會使內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞯酵獠?，從而保證了電機(jī)的隔爆性能。

2電動機(jī)的油路及防爆結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵零部件

為實(shí)現(xiàn)電機(jī)潤滑時(shí)潤滑油不泄露，同時(shí)確保電機(jī)一旦發(fā)生內(nèi)部爆炸不傳爆的性能，電動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將油路和隔爆通路分為兩個緊密結(jié)合卻不相通的獨(dú)立路徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得兩個獨(dú)立支路既能實(shí)現(xiàn)各自的功能，又能最大限度的減小軸向占用空間，電機(jī)軸承室處的結(jié)構(gòu)見圖1。

2.1油路設(shè)計(jì)

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(hù)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(dá)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本電機(jī)隔爆結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)隔爆結(jié)構(gòu)類似，區(qū)別在于傳統(tǒng)的隔爆結(jié)構(gòu)為爆炸氣體在電機(jī)內(nèi)部點(diǎn)燃后，通過電機(jī)軸承內(nèi)蓋隔爆面?zhèn)髦凛S承室再通過軸承外蓋傳至外界，進(jìn)行電機(jī)內(nèi)部壓力釋放。而本設(shè)計(jì)為了保證軸承室的密封性，爆炸氣體傳爆通路為獨(dú)立的路徑，即爆炸氣體在電機(jī)內(nèi)部點(diǎn)燃后，通過電機(jī)軸承內(nèi)蓋隔爆面?zhèn)髦炼松w上的泄壓孔直接傳至外界，進(jìn)行電機(jī)內(nèi)部壓力釋放，保證電機(jī)軸承室結(jié)構(gòu)不被影響，泄壓路徑示意圖見圖3。

2.3本結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵零部件磁力油封

軸承外蓋和軸承內(nèi)蓋處采用的磁力機(jī)械油封，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(jī)軸固定。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，動環(huán)跟隨電機(jī)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(jī)械油封內(nèi)部，密封效果極其優(yōu)異。使用此種結(jié)構(gòu)，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(shí)溫度僅為常溫20°左右)；摩擦損傷小，工作壽命長。磁力機(jī)械油封其具體結(jié)構(gòu)及三維模型見圖4，安裝后效果見圖5。

3樣機(jī)與試驗(yàn)

本次按YB3 255M-2 45kW ExdIICT4 Gb 380V電機(jī)進(jìn)行樣機(jī)制造，并對樣機(jī)進(jìn)行了型式試驗(yàn)和內(nèi)部點(diǎn)燃不傳爆試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明電機(jī)電氣性能符合產(chǎn)品技術(shù)條件JB/T 7565.1—2011《隔爆型三相異步電動機(jī)技術(shù)條件第1部分：YB3系列隔爆型三相異步電動機(jī)(機(jī)座號63-355)》中的相關(guān)要求和設(shè)計(jì)要求，電機(jī)防爆要求符合GB 3836.1—2010《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求》和GB 3836.2—2010《爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》中的相關(guān)要求。

4結(jié)語

在國內(nèi)油霧潤滑防爆結(jié)構(gòu)目前在電機(jī)的應(yīng)用上還是空白，原因是生產(chǎn)成本略高，客戶需求少。不過隨著人工的成本逐年增加，現(xiàn)代各行業(yè)自動化應(yīng)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(jī)的一個重要的發(fā)展方向。另外油霧潤滑防爆結(jié)構(gòu)法的眾多優(yōu)點(diǎn)，如安全環(huán)保、無污染運(yùn)行、遠(yuǎn)程集中控制、自動化控制等必將在更多領(lǐng)域的電機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，成為高端用戶的必然選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]GB 3836.1—2010 爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求.

[2]GB 3836.2—2010 爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備.

[3]JB/T 7565.1—2011 隔爆型三相異步電動機(jī)技術(shù)條件第1部分：YB3系列隔爆型三相異步電動機(jī)(機(jī)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(jī)，2013.2.

[5]張亮，閆紅.防爆高壓電機(jī)接線盒的設(shè)計(jì).防爆電機(jī)，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(xiàn)標(biāo)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(yè)于黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化，現(xiàn)從事電機(jī)設(shè)計(jì)工作.

收稿日期：2016-02-20