李飛 強冬華
（南京調速電機股份有限（xiàn）公司，江蘇南京 211103）
摘 要：電動機在運行中由於發熱（rè）而需要通水冷卻，介紹了水冷電動機軸承（chéng）密封的結構、作用、密封件的選擇以及安裝（zhuāng）要（yào）點。
關（guān）鍵詞：水冷電動機；水霧環境；軸承密封
0 引言
南（nán）京調速電機股份有限公司是生產（chǎn）電磁調速電（diàn）動（dòng）機的專業廠（chǎng）家，近幾年，隨著產品使用範圍的擴大，常規的風冷產品已經不能適應一些特（tè）殊工況的需要，為此開（kāi）發設計了以下（xià）幾種水冷型電動機及其派生產品：1）隔爆電磁調速電（diàn）動機（該產品在低（dī）速運行時雖能達到恒轉（zhuǎn）矩輸出，但功率損耗較（jiào）大）；2）電渦流測功機（該產品（pǐn）用於旋轉設備出廠或型式試驗中的模擬負載，即旋轉設備輸出（chū）功率全部被電（diàn）渦流測功機吸收）；3）高（gāo）轉差異步電動機（該產品轉差率高，運行中發熱嚴重）。
這三（sān）種產（chǎn）品特點都需（xū）要水冷卻，水冷卻解決了電動機發熱問題，但同時水霧、濕氣隨時可浸入軸承腔。因此在整機的設計與加工過程中針對水霧噴灑及流淌在軸承腔零件上的分布狀（zhuàng）況，根據接觸式密封和非接觸式密封的作用，設計了一套組合（hé）密封。其結構如圖1所示，這套組合密封（fēng）中的三（sān）種密封措施，有（yǒu）效的保（bǎo）證了軸承在良好的潤滑狀態下工作，使軸承達到了預期的工作壽命（mìng）。產（chǎn）品經用戶使用後反應良好。
1 三種密封的結構與作用
a）“O”形（xíng）橡膠密封圈密封5：在正常工作狀態下，機殼內（nèi）溫度通常能達到60℃以上。通水（shuǐ）後機腔內部充滿水與潮濕的蒸氣霧，由結構分析可見機腔內少量餘（yú）水會順著軸承內蓋6與端（duān）蓋4的配合（hé）麵進入（rù）軸承3。考慮到零件的工作溫度及腔體內壓力情況，且是靜密封（fēng），因此在軸承（chéng）內蓋與端（duān）蓋的配合麵決定采用（yòng）接觸式密封中常見的“O”形橡膠密封圈密封。選（xuǎn）定“O”形橡膠密封圈的材料為氯丁橡膠。按標準加（jiā）工另件溝槽的尺寸，有效地保證了軸承（chéng）內（nèi）蓋與端蓋配合（hé）麵間隙的密封（fēng），經檢驗防餘水滲透的效果（guǒ）很好。
b）迷宮（gōng）密封：在機腔內通水時，將（jiāng）有部分流水會（huì）沿著軸承內蓋與旋轉主軸的間隙（xì）進入軸承腔，直接威脅著軸承的正常運轉，此時（shí）采用了非接觸式密封中的迷宮密封（fēng）。利用機械迷宮密封是為了將流水流經一係列間隙與膨脹空腔組成（chéng）的通道後產生節流效應，達到隨轉子旋轉的封（fēng）水環產生的離（lí）心（xīn）力能夠將大部分餘水沿徑向甩出的目的。軸（zhóu）承內蓋的端部開有與封水環配（pèi）合的溝槽，軸承（chéng）內蓋的端部溝槽與旋轉封水環的配合快速地阻止了沿著旋轉主軸的間隙進入軸承腔的流水（shuǐ），同時在軸承內蓋下方開孔（kǒng），將極少（shǎo）部分進入膨脹空腔的餘水及時（shí）的排出。這種密封特（tè）點非常適合旋（xuán）轉（zhuǎn）件，特別是高速旋轉時效果更佳。但在機（jī）械加工過程中要注意的是軸承內（nèi）蓋（gài）的密封齒（chǐ）與封水環圓周麵的（de）配（pèi）合間隙，過大容（róng）易導致泄（xiè）漏，起不到密封效果，過小則會引起相擦。通常直徑大時線速度大，間隙（xì）可取大（dà）一些，否則取小一些。
c）皮（pí）碗密封：迷（mí）宮（gōng）密封雖然能夠對機腔內餘水密封，但並不（bú）適合對電動機腔體中的水受熱產生的水蒸氣及停機後產生的潮濕氣體的密封。潮濕氣（qì）體膨脹也有一定壓力，它會沿著軸承內蓋與（yǔ）主軸間隙進入軸承腔，特別是在低轉速或停機情況下如果再采用迷宮密封潮濕氣體，則密封的可靠性就大為降低（dī）了。為此采（cǎi）用了接觸式密封中屬皮碗密封的骨架式油封7。在選型時特別強調了油封（fēng）材料的幾（jǐ）點性能：1）磨損性；2）抗（kàng）熱性；3）密水性；4）抗變（biàn）形性。綜合以（yǐ）上幾點選用了氟素橡膠為材料（liào）的骨架油封。裝配時它的（de）外圈安裝在軸承內蓋上，內圈（quān）彈簧圈緊固在軸上，使密封唇（chún）成銳角狀，密封唇（chún）背向軸承（chéng），防止了旋轉或停機時潮濕蒸氣、水霧對軸承腔的（de）浸濕。但骨架油封是屬於（yú）接觸式密封，當電動機旋轉時由於摩擦發熱會影響它的密封性能。因此對軸的配（pèi）合麵在機械加工（gōng）時粗（cū）糙度要求較（jiào）高，另外裝配工（gōng）藝（yì）比較複（fù）雜，安裝時油封唇（chún）不得損壞，彈簧（huáng）位置必須正確，在油封的雙唇之（zhī）間填充高品質的油脂，用專用的工裝將油封壓入油封室內。在軸端部和腔體、內孔口應加工出符合規定的導入倒角，以提高裝配（pèi）品質。產（chǎn）品經過這種方式的密封基本上解決了潮濕氣體、水霧對軸承腔體的影響。
2 結語（yǔ）
組合式密封為水冷型電動機的軸承密封找到了一種經濟實用的解決辦（bàn）法。該公司采用（yòng）這種方法在先後批量生產的水冷型隔爆電磁調速電動機、電渦流測功機、高轉差（chà）異步電（diàn）動機（額定轉速範圍100-3000r/min、額定功率1.5-1250kW）上（shàng）得到應用。這些（xiē）年經過用戶的使用，取得了滿意的效果。
來源：《機械（xiè）製造與（yǔ）研究》收稿日期：2009-02-09
