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浅谈低压隔爆型三相异步电动机IP66防护结构

浅谈低压隔爆型三相异步电动机IP66防护结构

2020-07-27 16:32

   低压隔爆型三相异步电动机广泛应用于石油、化工、煤炭等行业,设备大都是常年连续运行,提高电动机的防护等级,能有效提高电动机轴承的使用寿命,减少电动机的故障率,可以延长电动机的使用期限,因此,越来越多的用户要求提高电动机防护等级,但是,低压隔爆型电动机接线盒和机座部分的IP66防护等级较容易达到,而电动机轴承部位的IP66防护结构设计是提高电动机防护等级的难点。

浅谈低压隔爆型三相异步电动机IP66防护结构

   电动机轴贯通部分防护结构设计

  1.1 低压隔爆型电动机轴贯通结构
   常见的低压隔爆型电动机轴贯通结构有两种,一-种是端盖与轴承外盖铸成一体的结构,如图1所示;另一种是带轴承内、外盖结构,如图2所示。端盖与轴承外盖铸成一体的轴贯通防护结构的设计难点是解决转动部分进水问题,对于带轴承内、外盖的轴贯通结构,不仅要解决转动部分进水问题,还需解决轴承内外盖及联接螺栓处的进水问题。
   1.2轴贯通部分两种防护结构设计
   (1) 第一种是采用骨架油封结构。该结构为常规的密封结构,通过选用合适的骨架油封材料,以及合理的选用骨架油封与转轴;的配合尺寸即可满足IP66 防护试验要求。图3的优点是对现有电动机的结构改动较小,不需新做工装及模具,缺点是对骨架油封的结构尺寸和材料要求较高,并且机械损耗较大,不适合在高效及超高效电动机产品中选用。
   (2)第二种是采用轴面油封结构,如图4所示。该结构是一种新型的轴贯通密封结构,通过轴面油封的金属外壳与轴小过盈配合,来实现轴面油封与轴之间的密封和定位。做防水试验时,通过轴面油封金属外壳的防护,对橡胶密封环的强烈喷水冲击得到有效地减弱,使橡胶密封环与密封配合面能始终有效地接触,达到良好的防水效果。图4的优点是结构简单、防护性能稳定、机械损耗小,适合在开发高效电动机中应用;缺点是需要开发设计相应的轴承外盖(端盖)和转轴配合结构,并且需要采用专用的工具安装轴面油封,成本投入较大,适合开发新系列产品中选用。
 (3)以上两种轴贯通部分防护结构不仅适用于图1的结构,也适用于图2的结构,且均通过了IP66防护试验,具体选用哪- -种防护结构效果更好,需根据所开发产品的侧重点合理选用。
   1.3 轴承外盖、轴承内盖、端盖及联接螺栓部分防护结构设计
   (1)第一种防护结构是采用法兰螺栓(GB/T5787)安装联接,如图5所示。该结构要求轴承外盖和端盖需有较高的加工精度和平面度,并且要适当减小轴承外盖和端盖安装孔的直径,提高安装光孔和轴承内盖螺孔的位置度;图5的优点是设计结构简单,,缺点是对轴承外盖和端盖配合面的平面度要求较高,对轴承内、外盖和端盖安装孔的位置度要求较高,加工及装配工艺性较差,仅适合单件或小批量生产。
   (2)第二种防护结构是在安装螺栓(GB/T5782)下面增加O形密封圈,如图6所示。该结构是在图5结构上优化设计,需在轴承外盖安装孔处增加O形密封圈槽,并增加特制加厚的金属垫圈,以保护O形密封圈不被垫圈(GB/T93)压坏仍然要求轴承外盖及端盖有较高的加工精度和平面度;但是对轴承内、外盖和端盖安装孔的孔径及位置度不做特殊要求,从而大大降低了加工工艺难度,改善了零件的装配工艺性;由于我公司系列开发了IP66防护等级的高效隔爆型三相异步电动机,图6的加工及装配工艺性仍然不能满足产品批量生产需要。
    (3)第三种是采用双O型密封圈防护结构,如图7所示。该结构是在图6防护结构上的进一步优化设计,将轴承外盖安装孔处的0型密封圈槽改放在在端盖安装孔处,并在轴承外盖止口处增加O形密封圈槽,取消了图6防护结构中金属垫圈,以及轴承外盖与端盖配合面的平面度要求。解决了零件加工及装配工艺性差的难题,满足了产品批量生产的要求。
    以上三种防护结构均通过了IP66防护试验需根据开发产品的生产、加工方式进行合理选用。
   通过对低压隔爆型电动机的结构分析,提出了几种适应不同生产加工方式的轴承部位的防护结构;其中,采用双0型密封圈防护结构和轴面油封防护结构相配合,使电动机具有了高防护、低损耗的特点,该轴承部位防护结构具有结构新颖、工艺性好、易于加工等优点,具有一定的创新性。

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