IP56防護等級輥道電機密封結構

(國家防爆電機工程技術研究中心，黑龍江佳木斯 154002)

0 引言

輥道用三相異步電動機是冶金工業輥道傳送專用電機，多應用于鋼廠等惡劣環境中。鋼坯冷卻過程中產生的大量高溫水汽及高壓水流，對電機的防水等級具有很高的要求，并且軸貫通進水造成電機燒毀的現象最為普遍和嚴重。因此如果電機的軸貫通密封結構達不到要求，那么在使用過程中就很容易發生電機進水現象，造成電機燒毀，影響其正常使用。本文設計了一種能夠適用于鋼廠輥道用電機的防水密封結構，以消除進水對電機的正常使用產生影響，滿足電機在正常狀態下安全可靠運行。

1 輥道電機進水原因分析及防水結構分析

YGP系列電機進水問題主要發生在以下部位：接線盒、平面配合處以及軸貫通進水，其中接線盒、軸貫通進水比較嚴重如圖1所示。

圖1電機整體結構圖

1.1 接線盒

定子接線盒在電機上方，接線盒蓋與接線盒座之間為平面配合如圖2所示，在水流頻繁的沖擊下，接線盒蓋與接線盒座之間會發生進水現象，水流進入接線盒后從機座出線口進入定子內部，導致電機定子燒毀。

圖2接線盒圖

1.2 軸貫通

電機在鋼廠等惡劣環境中運行時鋼坯冷卻過程中產生的大量高溫水汽及高壓水流從軸貫通處進水造成電機燒毀的現象最為普遍和嚴重，正常電機軸貫通部分密封結構如圖3(a)所示，在高壓水流及高溫水汽的連續沖擊下，水流會在外蓋與軸之間的空隙進入電機內部。

圖3電機軸貫通

2 改進措施

2.1 針對接線盒蓋與接線盒座之間進水現象改進措施如下

針對接線盒處接線盒蓋與接線盒座之間的平面配合引起的電機進水問題提出接線盒蓋結構改進，在電機接線盒蓋增加防水檐，如圖4(a)為改進前結構，圖4(b)為改進后結構, 改進后的結構將接線盒座包住，避免高壓水流對盒蓋與盒座接縫處的直接沖擊而造成的進水現象。

圖4接線盒蓋結構

2.2 針對軸貫通進水現象的改進措施

圖3(b)是本文IP56防護等級輥道電機軸貫通三道密封結構的示意圖，它主要由軸承外蓋、骨架式油封、軸面油封、甩水環組成。

第一道密封：骨架式油封。

第二道密封：軸上選用軸面油封如圖5所示。與外蓋配合安裝，軸面油封由兩部分組成，其中序號1為鐵殼(寶鋼T14冷板)，電鍍五彩鋅；序號2材質氟橡膠。軸面油封是成熟產品，2006年1月完成IP66防護等級檢驗。油封與軸配合為過盈配合，電機旋轉時軸面油封與軸同步旋轉,油封內腔涂滿潤滑脂，骨架式油封與外蓋面完全接觸，水流無法從軸貫通部分進入電機內部，達到防護目的，但裝配軸面油封時，要使用專用設備。

第三道密封：增加甩水環，甩水環與電機外蓋之間形成迷宮式曲路結構，此結構為常用防水結構，甩水環與軸過度配合，甩水環用螺釘緊定在電機軸上，與電機主軸同步轉動，達到防水目的。裝配時甩水環位于軸面油封外部。

當電機運行時，甩水環與軸同步旋轉，并與軸承外蓋之間形成迷宮式曲路結構，可有效阻斷水流起到第一道密封的作用；軸面油封與軸同步旋轉，空腔內涂滿潤滑脂，唇部與軸承外蓋接觸可有效阻斷水汽起到第二道密封作用；骨架式油封與軸承外蓋過渡配合安裝在密封圈槽內，唇部與軸接觸，可有效起到第三道密封的預防作用。此三道密封相互結合，從而實現IP56防護等級輥道電機軸貫通密封結構。

2.3 其它平面配合處進水現象改進措施

平面配合處防護主要是指：機座與端蓋、端蓋與軸承外蓋配合處的防水保護。改進措施為：端蓋、軸承外蓋止口處增加O型密封圈，見圖6。

圖5軸面油封

圖6 平面配合處密封

3 結語

本文針對輥道電機進水的原因分析及改進措施，是經過反復研究、計算和分析，并通過試驗取得了良好的效果，達到IP56防護要求。此方式結構的優點是使用安全可靠，能通過甩水環、軸面油封及骨架式油封三道防護來阻擋軸貫通處的高溫水汽及高壓水流，可有效避免水汽或水流從軸貫通處進入電機內部，降低電機故障率、提高電機可靠性，且此結構不但適用于輥道用電機，其它防護要求較高的電機上，提高電機的整體質量。