電動機油霧潤滑結構設計

(佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯 154002)

0 引言

目前，國內低壓電動機基本上都是采用現場或在線加注潤滑脂的軸承潤滑方式。為解決關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。

1 油霧潤滑電機的原理

油霧潤滑是采用經過過濾的干燥、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潤滑的一種潤滑方式。吹在軸承室內的氣流可以使得軸承冷卻，而軸承箱內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節，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 油霧潤滑電機的結構

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

圖1 軸承室整體結構

軸承室各部件具體結構如下

(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，其優點為密封性好(防護等級達到IP68以上)，結構緊密，不用過多更改鑄件，溫升低。其分為靜止環與動環兩個部分，靜止環通過O型密封圈與軸承外蓋固定，而動環通過O型密封圈與電機軸固定。當電機工作時，動環跟隨電機軸轉動，靜止環與軸承外蓋固定后靜止，其密封結構及摩擦部分均在機械油封內部，密封效果極其優異，是目前所有油封中性能最優秀的油封之一。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構見圖3。

圖3 軸承外蓋磁力油封示意圖

(3)軸承內蓋

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

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

軸承內蓋的第二部分為密封內蓋，包括氣體油霧通過的排油通路及電機軸承室的軸承內蓋油封。與軸承外蓋處的油封類似，軸承內蓋油封也采用磁力機械油封結構，并且軸承內蓋處磁力機械油封與內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。具體結構及三維示意圖見圖4。

圖4 軸承內蓋磁力油封示意圖

(4)端蓋

端蓋中，在與內蓋連接部分增加一道止口作為軸承內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境，或是吸入人體，危害人體健康。軸承內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部。

3 油霧潤滑電機的特點

電動機的油霧潤滑結構，其特點在于軸貫通處電動機外蓋與電動機內蓋的防護結構的設計，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構設計，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域內安全可靠運行。與傳統電動機相比，其優點如下。

(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、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：提高自動化生產和管理水平、減少操作人員。

(5)可用于高轉速(3000轉以上)電動機。

4 結語

油霧潤滑結構對電動機軸承室的密封要求嚴，經工業運行驗證效果很好。與國內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勢。此結構的低壓電動機可用于防爆和非防爆環境，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，現代各行業自動化應用的系統化與集成化的程度越來越高，用戶對行業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展方向。