YCCH系列电动机端盖轴承部位结构设计

2015-01-05

朱伟光
(承德司达石油装备开发公司,河北承德 067000)
  摘 要:YCCH系列电动机端盖轴承部位的结构设计关系到轴承润滑的好坏,影响轴承的使用寿命。阐述了挡油板的工作原理、储油腔的作用及注油孔的位置。提供了设计时经常应用的一些数据,比较好地改善了电动机轴承的润滑,从而可提高电动机轴承的寿命。
  关键词:端盖;轴承;挡油板;储油腔;注油孔
  0 引言
  随着石油价格的波动,石油的开采设备越来越受到人们的关注。在油田上拖动抽油机的电动机的质量起着比较重要的作用,电动机发生故障的60%~70%是由轴承损坏造成的,而轴承损坏的主要原因是润滑性不好。因此,保证轴承良好的润滑十分重要。承德司达石油装备开发公司生产的YCCH系列超高转差率电动机,其端盖结构独特的设计之处是在轴承室的润滑脂储油腔及供油处作了改进,较好地解决了轴承的润滑问题。下面重点介绍端盖轴承室的结构、润滑原理,以及设计时需要注意的一些问题。
  1 端盖的润滑结构设计
  图1是YCCH系列电动机的装配图。从图1可看出两个端盖分别安装在电动机机座的两端,深沟球轴承由端盖内小盖和内六角螺钉固定在轴上,与电动机机座连接成一个整体。

图1 YCCH系列电动机装备图
1.深沟球轴承;2.内小盖;3.端盖;4.机座;5.轴
  图2是端盖结构图。一般端盖为盘状薄壁的铸件或焊接件。YCCH电动机的端盖材料为ZL104铝合金,低压铸造而成,其轴承安装处镶嵌有HT200材料制造的衬套。从图2可看出端盖为轴承外盖和端盖合在一起的结构,该结构可以减少零件,端盖外侧不必加工。在端盖润滑脂储油腔内设计有挡油板,在端盖上方±45°方向设计有两条润滑脂加入通道,通道口用M16油堵密封。

图2 端盖结构图
1.挡油板;2.衬套;3.端盖注油通道;4.端盖止口;5.油堵螺纹
  2 挡油板的设计
  端盖挡油板的作用是:当润滑脂从轴承保持架中排出沿环状槽边缘流动时,由于有挡油板的存在,而使得润滑脂在此局部增多,多到一定程度时,润滑脂又被重新压入轴承保持架中,实现轴承的再润滑。这样反复循环,轴承的润滑能够保持持续不断,比一般纯环状的润滑槽要好。
  在实践中,挡油板与轴承端面之间的距离需要设计在一定的范围内,才能够实现良好地润滑。影响这一尺寸的因素有轴承的外形尺寸、润滑脂的针入度、电动机的转速、载荷及电动机周围的工作环境等。轴承的外形尺寸大,润滑脂针入度大,电动机的转速增高,电动机的载荷较大,电动机周围工作环境温度较高,挡油板与轴承端面之间的距离相应增大。反之,则应缩短其距离。
  本文介绍的YCCH系列超高转差率电动机,挡油板与轴承端面之间的距离设计为3~6mm,对应机座中心高为200~280mm。
  3 润滑脂储油腔的设计
  润滑脂储油腔的作用是储存足够的润滑脂,为实现轴承的反复润滑提供空间,且不泄漏,防腐。因此,润滑脂储油腔的大小是保证电动机润滑的一个重要指标。同样,它也和轴承的外形尺寸、润滑脂的针入度、电动机的转速、载荷及电动机周围的工作环境等有关。轴承的外形尺寸大,润滑脂针入度大,电动机的转速增高,电动机的载荷较大,电动机周围工作环境温度较高,润滑脂储油腔相应增大。
  本文介绍的YCCH系列超高转差率电动机针对石油工业的特殊情况及电动机本身的特点设计储油腔的容积,其端盖储油腔的容积与轴承的体积之比约为0.4~0.68。在生产实践中,如果储油腔设计较小,那润滑脂循环较快,加注润滑脂的周期就会缩短,需要经常检查,不断加油;储油腔设计较大,需要加大润滑脂的加入量,润滑脂量过大,储油腔深部的润滑脂得不到应用,会造成浪费,增加成本支出;同时储油腔过大时,由于电动机轴承普遍采用长城3号润滑脂,其锥入度较大,不能加入足够的润滑脂,而导致轴承中的润滑脂从轨道槽中挤出后,就留在储油腔内,挡油板失去挡油再润滑的作用,从而使轴承损坏。因此,储油腔的容量设计一定要在合理范围内。
  4 注油孔的设计
  根据API规范11L6《游梁式抽油机用电动机规范》的要求,为满足在电动机运转一段时间后,不需要对电动机进行任何拆装即可重新加入润滑脂,并将旧的润滑脂排出的要求,在端盖上方±45°方向设计有2条润滑脂加入通道,通道口用M16油堵密封。
  需要加入润滑脂时,打开两个油堵直接用高压油枪从其中一端加入,便可实现润滑。随着润滑脂的加入,旧的润滑脂从注油口的另一端排出,清除旧的润滑脂,重新拧紧两个油堵,保持轴承室的密封。这样实现了润滑脂的新旧更替,满足了电动机轴承润滑的需要。
  5 结语
  端盖轴承室的结构设计是电动机生产厂家需要重视的一个重要环节。端盖上的挡油板、储油腔、注油孔的位置及尺寸直接影响到轴承的润滑状态和使用寿命。关注小的细节,就能够解决大的问题,从而保证生产顺利进行,创造良好的经济效益和社会效益。
  参考文献:
  [1] 陈永校,诸自强,应善成.电机噪声的分析和控制[M].浙江:浙江大学出版社,1987.
  [2] 陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社,1982.

来源:《电机与控制应用》2008年第10期