(佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯 154002)

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)低壓電動(dòng)機(jī)基本上都是采用現(xiàn)場(chǎng)或在線加注潤(rùn)滑脂的軸承潤(rùn)滑方式。為解決關(guān)鍵機(jī)組電機(jī)潤(rùn)滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度高、潤(rùn)滑脂浪費(fèi)大等問(wèn)題，用戶特約我公司將“鋰基脂潤(rùn)滑”改造為“油霧潤(rùn)滑”的項(xiàng)目作為一個(gè)課題共同研發(fā)。

1 油霧潤(rùn)滑電機(jī)的原理

油霧潤(rùn)滑是采用經(jīng)過(guò)過(guò)濾的干燥、潔凈的壓縮空氣將潤(rùn)滑油霧化然后吹到滾動(dòng)軸承表面實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的一種潤(rùn)滑方式。吹在軸承室內(nèi)的氣流可以使得軸承冷卻，而軸承箱內(nèi)的壓力又可以有效的防止雜物進(jìn)入。其中，裝配時(shí)噴油嘴與注油接頭成90°角，正對(duì)軸承珠，其將氣體油霧直接噴至軸承珠上，不但潤(rùn)滑效果良好，更能降低軸承溫度，清潔軸承珠表面，起到保護(hù)軸承的作用。該潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑油量可以精確調(diào)節(jié)，因而攪拌阻力小，適用于高速、高溫軸承部件的潤(rùn)滑，在高速電機(jī)上得到了普遍的應(yīng)用。

2 油霧潤(rùn)滑電機(jī)的結(jié)構(gòu)

油霧潤(rùn)滑方式對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承室的密封要求嚴(yán)格，如果達(dá)到環(huán)保、無(wú)污染運(yùn)行，油霧潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)中必須加入幾個(gè)防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67以上的油封結(jié)構(gòu)，確保油霧不會(huì)釋放至大氣中污染環(huán)境，或滲透至電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔腐蝕電動(dòng)機(jī)絕緣。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸是旋轉(zhuǎn)部件，所以其軸貫通處的密封更難保證。具體軸承室結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 軸承室整體結(jié)構(gòu)

軸承室各部件具體結(jié)構(gòu)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(jī)械油封，其優(yōu)點(diǎn)為密封性好(防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68以上)，結(jié)構(gòu)緊密，不用過(guò)多更改鑄件，溫升低。其分為靜止環(huán)與動(dòng)環(huán)兩個(gè)部分，靜止環(huán)通過(guò)O型密封圈與軸承外蓋固定，而動(dòng)環(huán)通過(guò)O型密封圈與電機(jī)軸固定。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，動(dòng)環(huán)跟隨電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，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，是目前所有油封中性能最優(yōu)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(duì)環(huán)境造成污染或吸入人體對(duì)人體健康造成危害，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，工作壽命達(dá)到3年，和傳統(tǒng)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(jī)械油封其具體結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 軸承外蓋磁力油封示意圖

(3)軸承內(nèi)蓋

由于軸承內(nèi)蓋需要完全隔絕軸承室，其軸承室側(cè)需防止油霧滲透，而另一側(cè)內(nèi)蓋軸貫通處作為防爆結(jié)構(gòu)中泄壓的作用不能受到影響，故將軸承內(nèi)蓋設(shè)計(jì)成兩部分，使軸承室的注排油回路與電機(jī)內(nèi)腔的泄壓回路互相之間完全隔絕。

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

軸承內(nèi)蓋的第二部分為密封內(nèi)蓋，包括氣體油霧通過(guò)的排油通路及電機(jī)軸承室的軸承內(nèi)蓋油封。與軸承外蓋處的油封類似，軸承內(nèi)蓋油封也采用磁力機(jī)械油封結(jié)構(gòu)，并且軸承內(nèi)蓋處磁力機(jī)械油封與內(nèi)蓋第二部分合為一體，整體外購(gòu)，相比于單獨(dú)的油封，其堅(jiān)固程度更高，且減少了一個(gè)安裝縫隙，密封性更好。具體結(jié)構(gòu)及三維示意圖見圖4。

圖4 軸承內(nèi)蓋磁力油封示意圖

(4)端蓋

端蓋中，在與內(nèi)蓋連接部分增加一道止口作為軸承內(nèi)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(nèi)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(jìn)入空氣從而污染環(huán)境，或是吸入人體，危害人體健康。軸承內(nèi)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(guò)泄壓通路進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部。

3 油霧潤(rùn)滑電機(jī)的特點(diǎn)

電動(dòng)機(jī)的油霧潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于軸貫通處電動(dòng)機(jī)外蓋與電動(dòng)機(jī)內(nèi)蓋的防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及油霧設(shè)備能夠直接將油霧噴射在電動(dòng)機(jī)軸承滾動(dòng)體表面的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使電動(dòng)機(jī)軸貫通處的防護(hù)等級(jí)達(dá)到防止油霧泄露的要求，確保電動(dòng)機(jī)在應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)安全可靠運(yùn)行。與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)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(rùn)滑的摩擦部位，可以獲得良好而均勻的潤(rùn)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(zhì)、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(chǎn)生的熱量。

(3)降低耗材成本：由于潤(rùn)滑油量可精確控制，大幅度降低了潤(rùn)滑油的耗量。

(4)減少人工成本：提高自動(dòng)化生產(chǎn)和管理水平、減少操作人員。

(5)可用于高轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)以上)電動(dòng)機(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

油霧潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承室的密封要求嚴(yán)，經(jīng)工業(yè)運(yùn)行驗(yàn)證效果很好。與國(guó)內(nèi)目前通用的低壓電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。此結(jié)構(gòu)的低壓電動(dòng)機(jī)可用于防爆和非防爆環(huán)境，能夠解決電機(jī)潤(rùn)滑油加注困難、操作頻繁、加注量難以控制、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度高、潤(rùn)滑脂浪費(fèi)大等問(wèn)題，使用范圍廣闊。隨著人工的成本逐年增加，現(xiàn)代各行業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的系統(tǒng)化與集成化的程度越來(lái)越高，用戶對(duì)行業(yè)的整體解決方案的需求日益突出，而全自動(dòng)化注排油必然是電機(jī)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。