IIC类钢板机座加大接线盒防爆电机结构设计

2018-03-09

防爆电机 2018年1期

(中达电机股份有限公司，江苏无锡 214145)

0 引言

根据客户需求，我公司设计制造了一批防爆标志ExdⅡCT4 Gb、钢板焊接机座、加大接线盒，采用皮带轮传动、V6安装的WF1户外中等防腐防爆电机，通过严格的合理设计满足客户的特殊要求，下面就该批次防爆电机特殊要求的结构设计进行论述。

1 设计分析

隔爆型电动机是一种具有隔爆外壳的防爆电气设备[1]，其外壳能够承受通过外壳的任何接合面或者结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性气体环境的点燃[2]。隔爆接合面作为隔爆电机最重要的零部件，其三要素为隔爆间隙、隔爆面长度和表面粗糙度[3]，而隔爆间隙是隔爆电机设计的关键。

由于客户对外接电缆有较大要求，需加大接线盒，常规铸件机座无法满足安装要求，因交期和开模费用有限，必须采用钢板焊接机座，但焊接机座加工变形量大，同心度不易保证，势必会使ExdⅡCT4 Gb电机隔爆间隙变小。再者，客户要求采用皮带轮传动方式[4]，由于径向力的作用，因此轴伸端必须采用NU柱轴承，但NU柱轴承的游隙要大于球轴承的游隙[5]，游隙变大加上机械加工件的累积误差会因隔爆间隙更小而造成电机抱轴[6]。为此必须进行合理的设计采取有效的措施，以保证所需的隔爆间隙。

而该批防爆电机为V6安装方式、使用于WF1户外中等防腐环境，必须采取有效措施对电机进行防水、防腐蚀处理。

2 结构设计

2.1 隔爆间隙

本批次隔爆电机防爆标志ExdⅡCT4 Gb，外壳隔爆容积V>2000cm2，根据标准规定：(1)静配合隔爆面：隔爆面长度≥25mm，隔爆间隙≤0.20mm；(2)动配合隔爆面：隔爆面长度≥25mm，隔爆间隙≤0.30mm，最小径向间隙k≥0.05mm，最大径向间隙≤0.20mm[7]。

采用加大接线盒后，必须对机座出线座进行放大，出线座放大后会造成某些零部件的尺寸干涉(如接线盒座与搭子、吊环座，轴伸端注油管的位置干涉)，因此需要对机座出线座进行全新设计。在确保各部分尺寸不干涉和不影响接线盒座安装、电机引线、接线方便等因素的前提下，通过缩小机座出线座坐筒外径，将接线盒座与机座出线座止口配合部分设置在出线座的厚钢板上，以保证安装的同时避开零部件的位置干涉，如图1所示。

图1机座出线座

因焊接机座加工变形量大，需对焊接机座进行受力分析，通过加厚机座筒、底脚板、散热片的厚度来确保机座强度。金加工前进行高温退火去应力处理，以确保严格按金加工工艺操作。加强过程控制，将机座变形量降到最低，以确保机座同轴度[8]。加厚轴承内盖上H62铜套的厚度，将铜套热套在轴承内盖上冷却后通过多次少量的加工方式，以此减小因加工造成的变形量，从而减小机械加工件的累积误差来保证隔爆间隙[9]。

为了承受皮带轮的径向力，轴伸端采用NU柱轴承，在满足受力要求下，选取小游隙的轴承，以此来防止因游隙变大而使隔爆间隙变小而导致造成电机抱轴。为此，在符合防爆规程的前提条件下，结合客户的需求，采用以下措施解决隔爆间隙的问题：隔爆间隙按防爆规程要求，按最大间隙0.3mm加工(即轴承内盖轴孔走最大上差，转轴隔爆档走最小下差)。

2.2 轴头防水

由于该批防爆电机为V6安装，即带底脚轴伸朝上的安装方式且使用于WF1户外中等防腐环境，需采取有效措施进行轴头防水。为此需对轴伸的动配合处进行重新设计，加强机械密封：轴伸端端盖上加装防雨罩，轴承外盖上加装不锈钢密封盘，密封盘与转轴采用过盈配合，二者之间装骨架油封，防护等级提升至IP56，完全可以满足用户的使用要求，结构如图2所示。

图2轴伸防水

对于采用皮带轮传动方式的防爆电机，除了轴伸端采用NU柱轴承外，还应注意电机非轴伸端必须锁紧，转轴必须进行调质处理，加强转轴硬度，而且选A型键代替传统的C型键或B型键，防止键的脱落[10]。

由于该批防爆电机使用于WF1户外中等防腐环境，电机生产制造必须按“WF1户外中等防腐工艺文件”要求进行，并且所有外露紧固件和标牌必须采用不锈钢材质。由于防水的要求，采用KGB-6油杯代替常规黄铜油杯，该油杯采用不锈钢材质带密封帽样式，完全满足防水、防尘、防腐蚀，更适合防爆电机用于石化行业的WF1户外中等防腐环境。