接触式密封在大功率半直驱永磁风力发电机应用探讨123

尤佰朋 冯姣

摘要：电机大流量稀油润滑轴承室密封结构，包括轴承室、轴承、外轴承盖、内封环、内轴承盖、挡油环，内轴承盖和内封环之间设有迷宫密封结构;所述的迷宫密封结构为阶梯式迷宫密封结构，即内封环的外柱面和内轴承盖的内柱面从外向内方向呈阶梯上升且相互咬合，以此延长密封回路，更充分地使润滑油被甩入迷宫密封槽内。

关键词：接触式密封环;1：1模拟试验;油膜;摩擦;流场

Abstract：thesealingstructureofbearingroomwithlargeflowofthinoillubricationofmotor，includingbearingroom，bearing，outerbearingcover，innersealingring，innerbearingcover，oilretainingring，labyrinthsealingstructureissetbetweentheinnerbearingcoverandinnersealingring;Thelabyrinthsealingstructureisasteppedlabyrinthsealingstructure，thatis，theoutercylinderoftheinnersealingringandtheinnercylinderoftheinnerbearingcoverrisestepbystepfromtheoutsidetotheinsidedirectionandoccludeeachother，soastoextendthesealingloopandmakethelubricatingoilbethrownintothelabyrinthsealinggroovemorefully.

Keywords：contactsealingring;1：1simulationtest;Theoilfilm;Friction;Theflowfield

0引言

随着风力发电机技术的发展，风力发电机组性能的逐步提高，风力发电会越来越高效，越来越经济，随着国家政策的调整，风电项目开发成本和运行费用正在逐步降低，在风电传动系统中采用集成化设计和紧凑型结构是未来大型风机的发展趋势，随着半直驱风力发电系统的完善和成熟，其在风电领域将得到广泛应用，具有巨大的市场需求。

半直驱永磁风力发电机的轴承与齿轮箱采用同一套稀油润滑系统，因此轴承室的密封结构成为电机重要结构之一。目前风力发电机的轴承室密封结构包括与电机端盖固定的轴承室，轴承室内套固定有位于转轴轴端的轴承，轴承室外端面固定有外轴承盖，轴承内侧的转轴上套固有内封环，内封环上套有与轴承室内端面固定的内轴承盖，内轴承盖与轴承之间设有套于内封环上且固定于内轴承盖上的挡油环，内轴承盖的与内封环接触的内圆柱面上开有多个轴向排列的迷宫密封槽，从而在内轴承盖和内封环之间形成迷宫密封结构。目前只依靠迷宫密封的方式，容易造成润滑油的渗漏，润滑油进入电机内部，最终会影响电机的绝缘性能，降低电机的使用寿命。

1半直驱风力发电机轴系密封系统方案

本文章着重分析我公司为3MW半直驱发电机设计的一种轴承密封结构。该轴承室密封结构包括轴承室、轴承、外轴承盖、内封环、内轴承盖、挡油环，内轴承盖和内封环之间设有阶梯式迷宫密封结构，即内封环的外柱面和内轴承盖的内柱面从外向内方向呈阶梯上升且相互咬合;内轴承盖上开有与任一迷宫密封槽相通的泄压孔，泄压孔上连接有泄压管;在内封环与内轴承盖接触面靠外端增加接触式密封环;外轴承盖与轴承之间、挡油环与轴承之间、内轴承盖与轴承室之间装有O型密封圈。详细结构如图1所示：

2模型建立

2.1原理分析

电机大流量稀油润滑轴承室密封结构，包括轴承室、轴承、外轴承盖、内封环、内轴承盖、挡油环，内轴承盖和内封环之间设有迷宫密封结构;所述的迷宫密封结构为阶梯式迷宫密封结构，即内封环的外柱面和内轴承盖的内柱面从外向内方向呈阶梯上升且相互咬合，以此延长密封回路，更充分地使润滑油被甩入迷宫密封槽内。进一步地，内轴承盖上开有与任一迷宫密封槽相通的泄压孔，泄压孔上连接有泄压管，泄压管引至电机外侧，以此可使轴承室内的压力保持与外界平衡，有力阻止润滑油的渗漏。再进一步，在内封环与内轴承盖接触面靠外端增加接触式密封环，有效地阻挡大部分润滑油进入内轴承盖的迷宫密封槽内，降低了内轴承盖回油孔回油的压力;外轴承盖与轴承之间、挡油环与轴承之间、内轴承盖与轴承室之间装有O型密封圈，对润滑油进行防渗漏密封。更进一步，内轴承盖的外侧端面下部且位于軸承与内轴承盖之间的位置开有分别与各迷宫密封槽相通的泄油