淺談高壓隔爆型立式三相異步電動機設(shè)計要點

1、<p>　　淺談高壓隔爆型立式三相異步電動機設(shè)計要點</p><p>　　摘要：文章就隔爆型V1立式安裝電動機結(jié)構(gòu)進行了分析，主要從電機的法蘭端蓋設(shè)計、軸承選擇、防止振動抱軸的措施方面進行了簡要的描述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：隔爆電機 立式電機 設(shè)計要點 </p><p><b>　　0 引言 </b></p>

2、<p>　　國內(nèi)立式安裝電機市場占有率較小，尤其是V1立式安裝的隔爆型電動機（以下簡稱立式電機）更是稀少，就國內(nèi)市場來看，立式電機是高技術(shù)高附加值產(chǎn)品，某種意義上也是電機制造廠家整體制造水平的體現(xiàn)。而電機振動大、功率等級低等均是目前國內(nèi)電機生產(chǎn)廠家所共同面對的問題。誰能在目前激烈市場競爭中勇于創(chuàng)新，在技術(shù)上率先取得突破，誰就能提高核心競爭力，避免同質(zhì)化競爭，搶占市場先機，提升品牌價值和企業(yè)形象。 </p><

3、;p><b>　　1 結(jié)構(gòu)分析 </b></p><p>　　對于常見的B3安裝電動機，定轉(zhuǎn)子受力是垂直于轉(zhuǎn)軸中心線的，而電機的支撐點又集中在機座地腳上，故電機軸承不承受來自負載的軸向推力。對于立式安裝的電動機定轉(zhuǎn)子受力是平行于軸線，而電機支撐點又集中在軸伸端法蘭端蓋上，故電機軸承承受來自負載的軸向推力。由于轉(zhuǎn)子重量的存在，故電機軸承還承受一定的軸向力，隨著電機容量的增大，電機轉(zhuǎn)子重量

4、也隨之增加，電機軸承承受的軸向力也會隨之增加。這就要求立式電機軸承的設(shè)計必須考慮可以承受來自負載的軸向推力和電機本身轉(zhuǎn)子重量所帶來的軸向力，所以法蘭盤的設(shè)計和軸承選擇就成了要考慮的設(shè)計要點。同樣規(guī)格的立式安裝電機其重心位置遠高于B3安裝的電機，且一端軸承固定，故轉(zhuǎn)子極其容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)子偏擺。而又由于隔爆型電機軸貫通部分間隙很小，電機在運行過程中由于轉(zhuǎn)子偏擺產(chǎn)生振動和抱軸的幾率就會顯著提高。所以對于立式電機，怎樣減輕轉(zhuǎn)子偏擺來降低抱軸、振動的

5、幾率，也是必須要關(guān)注的一個要點問題。以下就從怎樣進行法蘭端蓋設(shè)計、軸承選用、降低振動和抱軸的幾率三個方面進行簡單的描述。 </p><p><b>　　2 法蘭端蓋設(shè)計 </b></p><p>　　常見的法蘭有兩種，一種為整體鑄造，一種是鋼板焊接而成，前者多用于體積較小的低壓電機，后者則多用于體積較大的中小型高壓電機。法蘭可根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T4772.1～3的

6、相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，也可以根據(jù)現(xiàn)場安裝需求和電機的結(jié)構(gòu)參考國標(biāo)進行設(shè)計。以下是根據(jù)現(xiàn)場安裝需求進行高壓電機常用法蘭端蓋的設(shè)計概述： </p><p>　　2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計：法蘭端蓋由3部分組成，分別是電機端蓋法蘭、支撐筋、負載安裝法蘭。焊接結(jié)構(gòu)見圖1，圖中序號1是負載安裝法蘭，序號2為支撐筋、序號3為電機端蓋法蘭。為保證受力均勻，在保證不和序號1和序號3上法蘭安裝孔以及軸承裝置進排油裝置干涉的情況下，序號2支撐筋應(yīng)

7、盡量圓周均布分布，且盡可能的靠近序號1上安裝孔。 </p><p>　　2.2 尺寸設(shè)計：圖中A尺寸的設(shè)計需根據(jù)軸承大小進行確定，保證軸承能夠正常安裝。圖中P、M、N、Z、S、T尺寸用戶根據(jù)現(xiàn)場情況一般會明確出，故法蘭設(shè)計時需要確定F、G、H、LA尺寸。F尺寸可以根據(jù)S的大小，通過安裝螺栓和擰入最小深度進行反推得出；LA尺寸根據(jù)以往經(jīng)驗、和廠內(nèi)具體情況選擇盡可能大的值；H尺寸應(yīng)大于G尺寸，保證受力可靠。 <

8、/p><p><b>　　■ </b></p><p><b>　　圖1 </b></p><p><b>　　3 軸承選擇 </b></p><p>　　立式電機轉(zhuǎn)子一方面受自身重力的作用有向下的重力存在，另一方面受負載的作用有向上的推力存在，軸向負荷大，故軸承設(shè)計選用時必須考慮

9、能夠同時承受這兩個力共同作用的情況。常見的，雙列向心推力軸承和四點角接觸軸承可以滿足此要求。雙列向心推力軸承是由單列向心推力軸承背靠背雙聯(lián)而成，內(nèi)圈和外圈各自成一體的結(jié)構(gòu)，可以承受兩個方向的軸向負荷，也可以作為固定端軸承使用。四點接觸軸承其內(nèi)圈一分為二，一個軸承可以承受兩個方向的軸向負載，承受負載能力較大，適用于軸向負荷大的負載。 </p><p>　　4 降低抱軸和振動的幾率 </p><p

10、>　　工廠用隔爆型電機，防爆等級為ExdIIBT4時軸貫通最大單邊間隙0.2mm，防爆等級為ExdIICT4時軸貫通最大單邊間隙0.15mm，相對于普通型電機來說，要求非常嚴(yán)格。而立式安裝電機，不管是上端軸承固定還是下端軸承固定，轉(zhuǎn)子都會產(chǎn)生偏擺，極易引起電機振動，繼而引起電機抱軸。轉(zhuǎn)子偏擺產(chǎn)生是因為有徑向力的作用，所以怎樣減少徑向力就成了降低振動和抱軸幾率的關(guān)鍵所在。通常情況下通過以下幾個方面進行考慮： </p>

11、<p>　　4.1 優(yōu)化電磁方案，增大氣隙。在不影響電機性能的情況下，優(yōu)化電磁方案增大電機氣隙，減小氣隙磁密，使電機轉(zhuǎn)子徑向磁拉力減小，進而減小影響轉(zhuǎn)子偏擺，降低電機抱軸的幾率。 </p><p>　　4.2 控制軸貫通隔爆間隙。優(yōu)化工藝，整機合成氣隙均勻后通過實配軸貫通，不僅可以保證間隙在符合防爆標(biāo)準(zhǔn)間隙要求前提下使間隙尺寸最大化，還能有效保證間隙的均勻度，大大的減少抱軸幾率。 </p>

12、<p>　　4.3 嚴(yán)格控制氣隙均勻度，防止偏心。嚴(yán)格控制定子內(nèi)圓及轉(zhuǎn)子外圓尺寸、圓度要求，通過氣隙塞尺專用檢查工裝嚴(yán)格控制電機氣隙均勻度，使轉(zhuǎn)子不偏心徑向受力均勻，進而降低電機振動的幾率。 </p><p>　　4.4 提高轉(zhuǎn)子平衡精度。通過控制轉(zhuǎn)子不平衡量，提高轉(zhuǎn)子平衡精度，減小轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時由于不平衡量產(chǎn)生的離心力所激發(fā)的振動值，進而降低整機振動的幾率。 </p><p>

13、;<b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　立式電機在市場上份額較低，目前還處于摸索設(shè)計階段，本文只是簡單分析了對于立式電機設(shè)計時應(yīng)考慮的幾處影響電機可靠運行的方面，還遠遠不夠，電機主要零部件細節(jié)方面還需要進行更深一步的分析對比，只有這樣才能設(shè)計出結(jié)構(gòu)可靠、性能有保證的合格電機。 </p><p><b>　　參考文獻： </b>&l

14、t;/p><p>　　[1]GB3836.1-2010，爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求[S]. </p><p>　　[2]GB3836.2-2010，爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆型“d”保護的設(shè)備[S]. </p><p>　　[3]GB/T4772.1～3，旋轉(zhuǎn)電機尺寸和輸出功率等級[S]. </p><p>　　[4]陳世坤.電機設(shè)計[M]