防爆电机修理及结构优化设计研究

学术论文 2018-01-11 11:17:53
    目前,防爆电机行业全国共有生产制造企业近 100家,绝大多数企业不仅生产防爆电机,同时还生产其他电机产品。其中,防爆电机生产达到一定规模的有近44家。2014年,防爆电机行业72个主导企业完成防爆电机产量近600万kW,全行业销售产值近162亿元,实现利润11.2亿元。从整体上看,行业整体效益呈上升趋势,全行业完成的工业总产值、产量利润等都在逐年递增。但防爆电机产品在国内市场严重供大于求的局面并没有改变,防爆电机行业竞争仍十分激烈。
    一、防爆电机发展趋势分析
    机电一体化技术是以微电子为主导的多种新兴技术与精密机械融合的综合性高技术。与防爆电机密切相关,需求量较大的机电一体化产品为变频调速防爆电机。变频调速防爆电机大量用于使用在危险场所的风机、泵类、压缩机、破碎机、纺织机及工矿电动车辆等需要电动机调速的各种设备。采用这种技术调速可获得 20 以上的节电效益,还可以改善生产工艺,提高产品质量。除此之外,防爆电机已经广泛地应用热敏元件来控制监视电机的温升,控制着水冷电机的水温。国外防爆电机制造厂,充分吸收普通电机的先进的制造工艺,在铸造、冲压、金加工、绝缘处理等各方面,采用先进的技术与设备,确保加工质量。在生产中较多地采用自动检测技术,保证零部件的质量。根据环保指标要求,设计开发高效节能产品现代防爆电机几乎都是节能产品。美国从节省能源出发,强调电机提高效率,发展超高效率电机,把节约电能列入国家的法规。不仅如此,以环保指标作为开发新产品的要求,大力降低噪声。节能和环保将成为防爆电机行业的主流。
    二、防爆电机中机械部件的修理
    (一)电机风扇与风扇罩的修理
    防爆电机的外风扇,由于长期不停歇的工作,经常会出现故障,需要及时进行修理。在修理时要注意风扇与挡板之间的距离。把握好距离,以免受到伤害。紧固件与风扇罩之间的最小距离不得少于1mm,因为一旦小于 1mm 的话,就很容易出现碰撞和摩擦情况,非常容易出现火花,引起不必要的麻烦。在对外风扇进行更换时需要注意铝合金风扇中镁的含量,一般是在6%以下,如果想把它更换为塑料风扇的话,就要选取经过防爆检测的配件安装。所有安装配件都要满足防爆标准要求。这样做是为了整体电机安全考虑。
    (二)防爆电机隔爆壳体修理
    防爆电机壳体出现一些细小裂纹,要及时用之前相同材料的零件进行更换。在防爆电机外壳上发现一些缺陷,就要按照防爆电机的相关行业规范拿到工厂进行返修。防爆电机质量的好坏,会直接影响到其他部件及人身安全,一定要严格按照相关的行规进行修理。在对防爆电机外表面进行覆盖时,还要考虑到可能对电机表面的温度产生影响。
    (三)防爆电机接线盒的修理
    防爆电机的接线盒内出现了端子损坏的问题,就要按照其行业规范,选用相同材料的零件进行替换。目前防爆电机型号非常多,即使是同一地区,所使用的防爆电机型号也有可能是不一样的。在更换配件时,一定要注意型号,不要用别的防爆电机型号配件来更换。防爆电机所有元件一旦出现问题,都要用与之相同的配件进行更换。需要注意的是,在防爆电机引入装置修理后,不要改变引入方法,要将原有的引入方法进行保存。还要强调防爆电机的元件更换要符合其行业的规范。如果防爆电机铸铝的鼠笼转子出现了故障,就要根据防爆电机的相关规定规范更换与之相同的元部件。通过检查防爆电机会发现,有一些防爆电机的转子笼是焊接上去的,这种情况就要将防爆电机进行返厂维修。
    三、防爆电机结构及优化分析
    (一)防爆电机转轴密封结构
    电机转轴贯通处的密封设计是该电机防护等级达到IP65的关键点。通常对该密封的设计都是采用迷宫回路的结构,使用迷宫环与外壳形成曲折通道,在轴向上保持0.5mm的间隙,径向上保持0.2mm的间隙,使粉尘难于沿该通路进入电机内部。但是,该种结构由于加工困难,装配精度要求高,对于小电机轴向无定位时,轴向间隙很难得到保证。容易产生迷宫环与电机端盖相擦的故障,因而有一定的局限性。为解决此问题我们在此提出了一种新型密封设计。本设计采用轴面油封与骨架型油封的组合来解决IP65所规定的防护要求,利用轴面油封的旋转特性及骨架油封的静止特性,分别与端盖及轴构成一个2级迷宫结构,可有效的保证电机在旋转与静止状态都可以满足IP65的要求。轴面油封内圈与转轴通过过盈配合紧密结合在一起,可以有效地防止水和粉尘通过轴进入电机,外圈与端盖小间隙配合,内衬橡胶圈静止时与端盖内端面接触,可以把大部分水及粉尘挡在电机之外。骨架油封外圈与端盖紧密结合在一起,内圆油封唇口与转轴抱紧,这样有效地防止液体与粉尘进入电机内部。通过两道密封的组合能较好地满足IP65的要求,且此种设计对加工及装配的要求不高,对轴的窜动要求也不高,具有良好的实用性。
    (二)防爆电机的结构改进设计
    在使用防爆电机时发现会经常出现一些问题,有的问题出现得特别突然,这些问题,很大一部分原因是因为结构不合理。以防爆电机接线盒为例,提出了与之相对应的结构方案。防爆电机的接线盒是整个电机发生故障次数最多的部件之一,一般情况下,接线盒出现故障的主要原因是电机过热造成的,如果这时工作人员没有发现这一问题,也没有及时予以处理,最终结果就有可能出现接线盒内崩烧。在对防爆电机接线盒进行结构设计时,可适当增加接线柱与接线盒的内腔空隙,运用这种办法,确保电缆的芯线压接,能够很好防止接线盒出现过热情况。
    四、结束语
    随着原材料价格与防爆电机行业的不断上涨,防爆电机的修理与设计的水平也在不断的提升当中,在现有技术基础上,对其进行相应创新,以满足防爆电机的安全。
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