一种特种电机滚动轴承室密封装置的设计

上海大中型电机　２０ｏ６．Ｎｏ．４　一种特种电机滚动轴承室密封装置的设计　耿友军王金柱　哈尔滨电机厂有限责任公司　摘要：为一种特种电机设计了轴承室密封装置，该装置满足了该电机轴承室的严格的密封要求，保障　了电机的长时间安全运行，并提高了该特种电机的使用寿命。　关键词：润滑油压力　气体密封隙缝密封螺旋密封　１引言　最终设计方案：　该电机为卧式供拖动透平制冷机专用电动机，电　机有两个轴伸端，额定功率２２０ｋＷ、额定转速２９６０ｒ／　ｍｉｎ，额定工作方式：连续，电机机座高８００ｒａｍ。电机　两端滚动轴承采用３０号机油润滑，用油泵将润滑油　增压，通过轴承室的进油孔将油压人到轴承中去，经　出油孔、过滤器、再冷却后循环使用。为保证轴承润　滑良好，轴承室中的油压须保持在９～１０ＭＰａ。　２设计方案的分析　轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其　他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而没置的。密　封可分为接触式及非接触式两大类，接触式密封常　用：毡圈油封、唇形密封圈、密封环。非接触式密封　分为：隙缝密封、甩油密封、曲路密封。接触式密封　的优点是密封效果好，一般用于静密封。对于一般　图１电机左端轴承室局部放大图　１．轴承体２．端盖３．圆柱滚子轴承６．电机定子４．螺旋密封套　中型普通电机根据工作状况一般采用非接触式密　封。但非接触式密封的缺点就是密封效果不好，存　在轴承室微漏油现象，需要定期为轴承室补充润滑　油。特别是当中型电机为保证轴承润滑良好，必须　在轴承室中保持一定油压，以保证润滑油的循环使　用，这样非接触式密封的效果就很差，漏油量会加　大。而且电机两端轴承室中泄漏的润滑油必须严禁　５．电机转子７．Ｏ型密封圈　流人电机绕组，否则绝缘电阻降低，会导致电机烧　毁。因此严格意义说来该电机轴承室的密封必须严　格。鉴于以上分析，我们采用了非接触式密封和气　体密封相结合的方式，最终达到了理想的效果。特　别是气体密封对于阻止由于轴承室中的油压导致的　间隙漏油起到了很好的效果。　一图２螺旋密封套　（下接ｌ３页）　２２一　维普资讯 http://www.cqvip.com

空冷１８０ＭＷ发电机转子护环部分的强度及低周疲劳分析　参考文献　９　Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ＳＴＧＣ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　Ｂｏｏｋ　１３．１９９７年５月　１何丽南．有限元在大电机转子护环压圈等结构强度研究中的应　用．西安交通大学，１９８３年ｌＯ月　２　Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｓ＇ＦＧＣ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　Ｂｏｏｋ　２０，１９９７年５月　３　ＡＮＳＹＳ　ＭＡＮＵＬ　ｌＯ杜程德．摘译自（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ＞）　１９８７，Ｖｏｌ，２０１　Ｎｏ．Ａ２　１１美国西屋公司大中型电机技术资料译文集，电机和机械设计手　册（二）．哈尔滨：哈尔滨大电机研究所编，１９８７　ｌ２孔祥谦．有限单元法在传热学中的应用．北京：科学出版社，１９９８　４　３００～６００ＭＷ汽轮发电机转子锻件技术条件．中华人民共和国机　械工业布，１９９４年７月　５　３００～６００ＭＷ汽轮发电机无中心孔锻件技术条件．中华人民共和　ｌ３曹国宣．水内冷汽轮发电机转子温度场计算．电工技术学报，　１９９３（１）　国机械工业部，１９９４年７月　６万嘉礼．机电工程技术材料手册，上海：上海科学技术出版社，　１９９０　ｌ４李德寿，潘良明．用不等距有限差分法及有限元法计算电机的温　度场．中小型电机，２００１（５）　作者简介：　王庭山，男，高级工程师，现任上海汽轮发电机　７机械工程手册．北京：机械工业出版社，１９９６　８大型发电机重要部件材料的全面力学性能．上海工业大学，上海　电机厂，１９９３年５月　＜＞●ｏ有限公司副总工程师、工程部副兼设计处，　长期从事汽轮发电机的设计开发工作。　‘：＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●‘　＜＞●＜＞●＜＞‘＜＞‘０●　●　＞‘　＞●ｏ●ｏ●　●＜＞●＜＞●　，‘＜＞●（＞●＜）●‘＞‘＜＞●‘＞●～＞　＜＞‘＜）●‘＞●‘，‘＜＞●‘＞●＜＞●＜＞‘＜＞●‘）●＜＞●＜＞　＜＞●＜＞●＜＞　＜＞●＜＞●‘　（上接页）　沿着电机转子流入电机绕组从而破坏电机绕组绝　缘，最终会导致电机烧毁。为了解决这一难题，我们　又采用了气体密封的结构：在机座上开有进风口，冷　图３端盖环槽　风进入电机内部后，吹入焊接在项２端盖上的＋１０　轴承室的密封设计分析：项１轴承体、项２端　盖、项４螺旋密封圈构成了电机左端滚动轴承的　轴承室（如图１所示）。轴承体与端盖的密封由于　为静密封，因此我们采用了密封效果比较好的０　型密封圈结构。由于电机转速高达２９６０ｒ／ｍｉｎ，因　铜管（进风口），从而在项４螺旋密封套与项２端盖　的间隙处形成一道气体密封，试验证明该气体密封　达到了很好的效果，电机运行后，经测量电机轴承室　的日漏油量仅为１０毫升，且肉眼已经观察不到有润　滑油流出。　３结束语　对于该特种电机由于转速高，轴承室密封要求　此项２端盖与项５电机转子之间只能采用非接触　式密封，并在结构设计上将隙缝密封、甩油密封、　曲路密封三者结合起来进行使用，热套在转子上　的项４螺旋密封套（图２）与项２端盖（带有油沟　严格，为保证润滑油的循环和轴承的润滑，轴承室必　须保持一定的压力，而且电机两端均为轴伸端（都伸　出轴承室）因此漏油现象很普遍。该结构综合利用　了几种密封结构，取得了很好的密封效果，特别是气　槽）的间隙设计值单边为０．１～０．２ｍｍ，这对使用　脂润滑的轴承来说，已具有一定的密封效果，我们　又在端盖上车出了环槽（图３）；项４螺旋密封套　为螺旋式送油槽，可有效的防止油外流，由于电机　转子为顺时针方向（从左端看）即只按一个方向旋　体密封值得借鉴。　参考文献　Ｉ机械设计（第六版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室　转，因此这样项４螺旋密封套就能把欲向外流失　的润滑油借助螺旋的输送作用而送回到轴承腔　内。但由于轴承室中有９～１０ＭＰａ的油压，即使这　样的密封设计还是不能阻止项２端盖与项４螺旋　密封套的间隙处存在漏油现象（电机空载运行后　可肉眼看到有润滑油从间隙处缓慢流出），如果电　机长时间运行，累积的漏油量就会加大（经实验测　量电机轴承室的日漏油量为１００毫升）润滑油就会　编，高等教育出版社　２电机学．汤蕴璎，史乃等编，西安交通大学出版社　３机械设计手册（第三版）第５卷．化学工业出版社　４现代机构手册．孟宪源主编，机械工业出版社　作者简介：　耿友军，男，助理工程师。２００２年到哈尔滨电　机厂有限责任公司特种电机事业部工作至今，从事　特种电机设计及制造工作。　一ｌ３一