Торговый дом приводэнергомаш

Описание МЖГ подшипников скольжения электродвигателей



Магнитожидкостные герметизаторы Подшипниковых узлов с подшипниками скольжения крупных электродвигателей и механизмов

На предприятиях химической промышленности широко используются крупные компрессоры различных технологических газов, воздушные компрессоры, насосы большой производительности и т. п., для привода которых используются крупные электродвигатели.

Как правило, во всех крупных механизмах и электродвигателях применяются подшипники скольжения. При этом необходимо отметить, что практически все крупные электродвигатели и механизмы являются высокоскоростными, а для защиты подшипниковых узлов используются бесконтактные уплотнения. Частота вращения роторов электродвигателей составляет обычно 750-3000об/мин, диаметры валов в зоне уплотнения — 140-300 мм и более.

Именно высокие линейные скорости поверхностей валов и определяют тип уплотнения, который может обеспечить допустимую температуру подшипникового узла.

Электродвигатели с подшипниками скольжения — наиболее распространенный тип высокоскоростного оборудования. Конструкции этих двигателей могут быть самыми разнообразными — с отдельно стоящими подшипниками скольжения, моноблочные с подшипниками скольжения, расположенными в центре подшипниковых щитов корпуса электродвигателя; с щитовыносными подшипниками. Кроме двигателей производства стран СНГ различных моделей (СДН, CTД, ДАЗ, ФАЗ и т. д.), в промышленности работает значительное количество разнообразных двигателей зарубежного производства.

Для подачи смазки к подшипниковым узлам этих двигателей применяют как индивидуальную систему смазки с масляной ванной в каждой опоре, так и централизованную систему смазки с принудительной подачей масла в опоры подшипников скольжения.

В качестве штатных уплотнений данных двигателей чаще всего используются уплотнения с канавками различной формы и размеров на поверхности, образующей радиальную щель с уплотняемым валом.

Наиболее широко используемые конструкции штатных уплотнений показаны на рис. 1–3.

Лабиринтное уплотнение с внутренней полостью и центробежным сбросом масла с помощью проточки на поверхности вала показано на рис. 1.

Рис. 1. Уплотнение с внутренней полостью и центробежным сбросом масла проточкой на поверхности вала Рис. 2. Щелевое уплотнение с прямоугольными канавками Рис. 3. Лабиринтное уплот-нение с тонкими гре-бешками

Данная конструкция является наиболее распространенной. Алюминиевый корпус уплотнения является разъемным. На поверхностях корпуса, обращенных к валу, нарезаны треугольные кольцевые канавки, образующие треугольные зубцы. Внутри корпуса уплотнения расположена полость, расположенная напротив кольцевой проточки шириной 6–10 мм, выполненной на поверхности вала. Стенки полости выполнены таким образом, чтобы минимизировать стекание масла со стенок полости на поверхность вала. В нижней части полости уплотнения имеются сверление для стока масла в полость подшипника. Осевой размер такого уплотнения составляет 40–55 мм в зависимости от размеров вала и типа двигателя.

Щелевое уплотнение с прямоугольными канавками показано на рис. 2. На поверхности разъемного алюминиевого корпуса, обращенной к валу, нарезаны три кольцевых канавки прямоугольного сечения. Центральная канавка имеет сечение 10×10 мм, боковые канавки — 5×5 мм.

При размещении уплотнения на штатном месте центральная (большая) канавка располагается напротив кольцевой проточки, выполненной на поверхности вала. В нижней части канавки имеются сверление для стока собирающегося масла в полость подшипника.

Осевой размер подобных уплотнений 40–55 мм в зависимости от габаритов и типа двигателя.

Иногда маслосбрасывающие проточки на поверхности вала отсутствуют, и эффективность такого уплотнения снижается.

Подобное щелевое уплотнение с центральной канавкой, но с большими габаритными размерами применялось на моноблочных электродвигателях различной мощности и габаритов производства фирмы General Electric, служащих для привода турбокомпрессоров двуокиси углерода на производстве уксусной кислоты ЗАО «Северодонецкое Объединение «Азот». Осевой размер уплотнения около 75 мм, сечение центральной канавки 10×15 мм, с обеих сторон от нее расположены по две канавки треугольной формы. Кольцевая маслосбрасывающая проточка на поверхности вала электродвигателя отсутствует. Сверление для стока масла из центральной канавки имелись не на всех электродвигателях.

Достаточно распространенным типом уплотнения является лабиринтное уплотнение с тонкими гребешками. На рис. 3 показано подобное уплотнение, применяющееся на различных приводах компрессоров производства фирмы ČKD (Чехия), работающих на многих химических предприятиях стран СНГ.

В качестве уплотняющего элемента в нем используется не узкая щель с канавками, а гребешки, установленные в разъемном корпусе уплотнения. Зазор между гребешками и валом аналогичен зазору в щелевых уплотнениях и составляет 0,2–0,3 мм. В нижней части уплотнения имеется узкий паз, соединяющий полости между гребешками с полостью подшипника.

Основным недостатком бесконтактных уплотнений, используемых в качестве уплотняющих устройств, является невозможность обеспечения полной герметичности защищаемого им узла.

Поэтому при работе электродвигателя из подшипника скольжения через уплотнение в большей степени или меньшей степени обязательно будет происходить выбрасывание масла. Более того, на различных предприятиях в производственных цехах, компрессорных, насосных, где находятся несколько таких двигателей, объединенных централизованной системой смазки, нередко можно заметить, как на неработающих двигателях из зазоров между уплотнениями и валом выходят облачка тумана — мелкодисперсной воздушно-масляной смеси, поступающей в полости подшипников по трубам масляной системы.

Масло, распыленное в воздухе, затягивается внутрь статора вместе с воздухом системой вентиляции двигателя и оседает на обмотке двигателя, ухудшая диэлектрические свойства изоляции обмотки. Мелкая графитовая пыль от щеток щеточного устройства и пыль, находящаяся в воздухе, движением воздуха затягивается в двигатель и налипает на элементы конструкции, ухудшая охлаждение двигателя. Это может вызывать разрушение изоляции, замыкание токопроводов и т.п. Подобные аварийные ситуации встречаются.

При подаче смазочного масла во внутреннюю полость опоры подшипника жидкое масло, отброшенное подшипником, образует на поверхности вала масляную пленку, которая, перемещаясь вдоль вала, проникает через бесконтактные уплотнительные устройства. Поэтому для предотвращения выбрасывания масла из подшипника необходимо использовать решения, обеспечивающие сброс масла непосредственно в полость подшипника (опоры) или в дополнительные полости с последующим сливом масла через специальные каналы.

Наилучшим решением для этого будут специальные маслоотражательные кольца или отбойники, расположенные на поверхности вала, однако они встречаются крайне редко. Функции маслоотражателей могут выполнять также кольцевые проточки на поверхности вала. В отдельных случаях на поверхности вала выполняется винтовая нарезка.

При оценке традиционных конструкций уплотнений необходимо учитывать следующее. При перемещении масляной пленки, находящейся на поверхности вала, на некоторое расстояние происходит центробежный сброс масла непосредственно с поверхности вала без применения специальных отбойников. Величина этого расстояния зависит от диаметра вала и частоты его вращения, графики для его определения имеются в специальной литературе.

Учитывая это, для большинства случаев наиболее оптимальным будет уплотнение, содержащее несколько полостей (камер) с эффективным стоком масла из каждой из них.

Однако даже при оптимизации конструкции бесконтактного уплотнения полной герметичности уплотнения достичь не удастся.

Для обеспечения герметичности можно применить магнитожидкостный герметизатор, устанавливаемый с внешней стороны уплотнения

Функции уплотняющего элемента в МЖГ выполняет магнитная жидкость, удерживаемая в рабочем зазоре между валом и магнитопроводами МЖГ. Величина зазора составляет 0,25–0,3 мм также как в бесконтактных щелевых и лабиринтных уплотнениях. МЖГ работают как в статике, так и в динамике и являются безызносными из-за чисто жидкостного трения в зазоре. МЖГ прекрасно работают при уплотнении газов, паров, аэрозолей, однако при уплотнении жидких сред возможно гидродинамическое перемешивание уплотняемой среды и МЖ, что будет вести к нарушению работоспособности герметизатора. Как правило, проблемы возникают при высоких линейных скоростях в зазоре и/или удерживаемых перепадах давлений. Поэтому для нормальной и долговременной работы МЖГ надо принять меры, минимизирующие контакт масла с магнитной жидкостью. Данную функцию как раз и может выполнять многоступенчатое бесконтактное уплотнение со стоком масла из каждой ступени, установленное между МЖГ и полостью подшипника. Как и само уплотнение, МЖГ должен выполняться разъемным, с фиксацией половинок от возможного сдвига. Наилучшим решением будет объединение двух уплотняющих элементов — бесконтактного уплотнения и МЖГ — в одной конструкции, в одном корпусе.

Большое количество моделей двигателей и существование широких типоразмерных рядов для каждой модели ведет к тому, что практически для каждого двигателя необходимо разрабатывать новую конструкцию герметизатора.

При этом по мере накопления опыта разработки комбинированные МЖГ постоянно совершенствуются — это относится и к магнитным системам, и к предварительным ступеням комбинированного МЖГ, и к общей конструкции в целом в плане ее технологичности и снижения стоимости при повышении надежности и эффективности всего изделия. При разработке МЖГ также учитывается опыт эксплуатации и монтажа герметизаторов на различных предприятиях. Учитывается необходимость высокой жесткости конструкции для сохранения точных размеров во время и после нарезки концентраторов магнитного потока, которые нарезаются индивидуально в зависимости от диаметра вала в месте установки МЖГ. Это особенно актуально для МЖГ валов больших диаметров.

На рис. 4 показана типичная конструкция магнитожидкостного герметизатора с двухкамерным отбойником. Размеры подшипникового узла не позволили установить более развитое предварительное лабиринтное уплотнение, однако конструкция показала себя надежной.

Рис. 4 Комбинированный МЖГ с двухкамерным лабиринтным уплотнением (слева-общий вид, справа — увеличенное сечение)

Данный МЖГ состоит из стального корпуса с фланцем и кольцевой частью, выполняющей функции одного полюсного наконечника, второго полюсного наконечника с магнитной системой между ними, разделяющего полюсные наконечники немагнитного кольца, немагнитных крышки и отбойника, выполняющего функции лабиринтного уплотнения. Между отбойником и полюсным наконечником расположена маслоулавливающая полость.

При установке МЖГ на штатное место маслоулавливающая полость располагается над кольцевой проточкой, выполненной на поверхности вала электродвигателя. Слив удерживаемого масла осуществляется по сверлениям, выполненным в нижней части маслоулавливающей полости и каждой полости отбойника. Для заправки магнитной жидкости в МЖГ имеется заправочный канал (на рисунке не показан). Половинки корпуса МЖГ, как и в штатном уплотнении, стягиваются болтами. Для предотвращения сдвига предусмотрены штифты.

На поверхностях полюсных наконечников МЖГ нарезаются концентраторы магнитного потока. Магнитная жидкость, удерживаемая в зазоре между ними и валом, оказывает герметизирующее действие и препятствует как выносу смазки из узла наружу, так и попаданию загрязнений внутрь подшипникового узла.

Если аксиальные размеры подшипникового узла позволяют, в комбинированном МЖГ устанавливается более развитое предварительное лабиринтное уплотнение с тремя — четырьмя маслоулавливающими полостями со стоком масла из каждой полости.

Комбинированные МЖГ, включающие в свой состав предварительное бесконтактное уплотнение и собственно МЖГ, показали свою работоспособность и эффективность на практике на различных типах электродвигателей.

В настоящее время уже накоплен большой опыт применения МЖГ взамен лабиринтных уплотнений на электродвигателях типа СДН, СДК, СДМ и пр. в химической, металлургической, цементной промышленности и т. д. Внедрение МЖГ позволило увеличить надежность и ресурс электродвигателей, о чем свидетельствует сокращение как минимум в два раза количества капремонтов.

В 2010 году была согласована установка магнитожидкостного герметизатора на электродвигатели СДН нового поколения — СДН4 производства АО «Завод крупных электрических машин», которое включило исполнение с МЖГ в свои номенклатурные справочники и опросные листы. Вопрос о необходимости установки МЖГ включен также в опросный лист ХК «Привод».

Выпускались также герметизаторы, предназначенные для замены контактных уплотнений подшипников скольжения с низкоскоростными валами (в поршневых компрессорах).

Комбинированные магнитожидкостные герметизаторы, предназначенные для защиты узлов с подшипниками скольжения крупных электрических двигателей, составляют значительную часть продукции ООО «НПВП «Феррогидродинамика». Данные герметизаторы успешно работают на многих предприятиях Украины, России, Беларуси.

Примеры конструкций МЖГ подшипниковых узлов с подшипниками скольжения даны в приложении.


Действуют специальные условия по поставкам. Уточните детали. Оставьте короткую
заявку, наши менеджеры свяжутся с Вами в течение 15 минут.



Либо просто позвоните по телефону +7 (495) 938-72-34

Назад в раздел
Заводы-поставщики О компании Новости и статьи
  •  Завод Крупных Электрических Машин Завод Крупных Электрических Машин
  • Pem Corporation Limited Hong KongPem Corporation Limited Hong Kong
  • ОАО «ЗВИ» Московский электромеханический Завод имени Владимира ИльичаОАО «ЗВИ» Московский электромеханический Завод имени Владимира Ильича
  • Научно - производственное внедренческое предприятие "ФЕРРОГИДРОДИНАМИКА"Научно - производственное внедренческое предприятие "ФЕРРОГИДРОДИНАМИКА"
  • Продажа общепромышленых асинхронных электродвигателей 6АМ

    Наша компания осуществляет продажи общепромышленных асинхронных электродвигателей новой для российского рынка серии 6АМ торговой марки TD PEM Energyforlife. Электродвигатели изготавливаются компанией TD PEM Corporation Ltd (Гонконг).

    Подробнее
  • Наша компания оформила свои долгосрочные отношения с предприятием-изготовителем НПВП «ФЕРРОГИДРОДИНАМИКА» г. Николаев, Украина, заключив с ним соглашение на полномочие поставок в России магнитожидкостных герметизаторов.

    10 октября 2012 года наша компания оформила свои долгосрочные отношения с предприятием-изготовителем НПВП "ФЕРРОГИДРОДИНАМИКА" г. Николаев, Украина, заключив с ним соглашение на полномочие поставок в России магнитожидкостных герметизаторов.

    Подробнее
  • Просмотреть все
  • «Роснефть» повышает эффективность направлений нефте- и газохимии

    Подробнее
  • «Северсталь» признана одной из самых конкурентоспособных металлургических компаний мира

    Подробнее
  • «Газпром» ведет строительство семи межпоселковых газопроводов в Ростовской области

    Подробнее
  • Просмотреть все