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专述?低速盘车电机动压滑动轴承设计
低速盘车电机动压滑动轴承设计
张运生
南阳防爆集团股份有限公司,河南南阳473008)
关键词]低速盘车;动压滑动轴承;设计
[摘要]介绍动压滑动轴承最低转速的计算方法,滑动轴承工作间隙和润滑油工作粘度
的选定原则,以及提高动压轴承运行可靠性的相关设计要求。通过对拖动高温风机机组的电
机运行工况进行详细分析,找到电机滑动轴承设计的关键点。提出的动压滑动轴承设计方法,
对需经常升速降速运行的变烦电机的滑动轴承设计具有参考价值
[中图分类号]TG17〔文献标识码]A[文章编号]1004-9118(2013)03-0005-04
Design of Hydrodynamic Sliding Bearing for Low-speed Barring Motor
Zhang Yunsheng
( Nanyang Explosion Protection Group Co, Ltd. Henan Nanyang 473008)
Key words: Low-speed barring, Hydrodynamic sliding bearing, Design
Abstract Introduces the caculation method of the minimum speed of hydrodynamic sliding
bearing, the service gap of sliding bearing and selection of spraying visicosity of the lubricant. Find
the key points in bearing design by detailed analysis of the service conditions of motor which di
the high-temperature fan system. Glves the design method of hydrodynamic sliding bearing, which
will be common reference for design of hydrodynamic sliding bearing used in variable frequency mo-
tor which will increase or decrease the speed frequently
0引言
繁启动的机组,越来越多的用户对机组配套的电
机提出了动压滑动轴承满足机组低速盘车使用的
高温风机机组为了防止停机过程中风机转子要求。笔者对该类特殊要求的动压滑动轴承设计
上下冷却不均匀产生热弯曲,需要在停机之前,采进行了相关研究,总结出动压滑动轴承设计经验。
用盘车装置对整个机组轴系进行低速盘车,此时
拖动风机机组的电机盘车转速一般为10
1电机动压滑动轴承的运行工况分析
30r/min,盘车时间一般为1~3h。在该工况下,
拖动高温风机机组的电机滑动轴承运转过程
电机可采用动静压滑动轴承,在电机低速盘车时一般为以下七个阶段
采用外界高压顶轴油泵将电机转子浮升起来,避
(1)启动阶段。该阶段电机轴从静止变为盘
免滑动轴承低速运行时的干摩擦或半干摩擦,减车转速,时间很短。
少轴承磨损。该技术方案稳妥可靠,但也存在以
(2)机组启动前盘车阶段。该阶段电机轴转
下问题:需外界高压顶轴油泵,增加成本,浪费资速为盘车转速,一般运行时间为10~20min,主要
源,并增加机组监控系统的复杂程度。对不是频目的是便于电机启动,避免电机启动电流过大,以
〔收稿日期12013-05-30
作者简介]张运生,男,1979年生,2002年毕业于河南科技大学机电工程系机械设计及制造专业,主任设计师,工程师。主要从事
高压电机的开发设计工作。
《电气防爆》2013年9月第3期
及机组的热机。
(6)机组停止前盘车阶段。该阶段电机轴转
(3)机组升速阶段。该阶段电机轴从盘车转速为盘车转速,一般运行时间为1~3min,主要目
速变为工作转速,时间很短。
的是使风机转子均匀冷却,防止风机转子产生热
(4)机组正常运行阶段。该阶段电机轴转速弯曲。
为工作转速,为电机滑动轴承的正常运行阶段,工
(7)停止阶段。该阶段电机轴从盘车转速变
作时间最长。
为0,时间很短
(5)机组减速阶段。该阶段电机轴从工作转
各阶段的电机轴转速、轴瓦温度与运转时间
速变为盘车转速,时间很短
的关系如图1所示。
軸瓦温度转轴转速
转轴转速N
轴に度H
Nerf
阶段Ⅲ阶段
Ⅳ阶段
阶段
?阶發
Ⅶ阶段
しⅡ阶段
运转时间h
图1轴瓦温度与运转时间关系
2电机滑动轴承的摩擦状态分析
合摩擦状态,导致轴承伢瓦。
7)停止阶段。该阶段电机滑动轴承从流体
(1)启动阶段。滑动轴承从固体摩擦、混合摩擦转变混合摩擦、固体摩擦,时间很短,该阶段
摩擦转变流体摩擦,该阶段湑动轴承不可避免要滑动轴承不可避免要产生磨损,但因时间很短,可
产生磨损,但因时间很短,可忽略不计。
略不计。
(2)机组启动前盘车阶段。滑动轴承为流体
摩擦。如果该阶段流体摩擦状态建立不起来,将3电机动压滑动轴承设计的关鍵点
造成轴瓦严重磨损,轴瓦温度过高,进而影响下
综合上述电机滑动轴承的摩擦状态分析可
阶段轴承的工作可靠性,严重时将导致轴承抱死。知,该类动压滑动轴承设计的关键点是:机组减速
(3)机组升速阶段。滑动轴承为流体摩擦,阶段电机轴转速接近盘车转速时,确保滑动轴承
时间很短,轴承蘑损可忽略不计。
能够建立足够的油膜厚度,使滑动表面完全被流
(4)机组正常运行阶段。滑动轴承为流体摩体润滑剂隔开。根据流体动压润滑理论,当滑动
擦,但轴承运转速度较快,需控制轴承的工作温轴承在该低转速,较高的轴瓦温度时能够建立流
度问题,以保障的工作可靠性。
体动压润滑,则在同样的转速,较低轴瓦温度的机
(5)机组减速阶段。滑动轴承为流体摩擦状组启动前盘车阶段、机组停止前盘车阶段可同样
态,但此时轴瓦温度较高,润滑油粘度较小,轴转建立流体动压润滑。
速越来越慢,动压油膜较薄,尤其是在接近盘车转
速时极易出现混合摩擦状态,造成轴承研瓦。
4动压滑动轴承的最低工作转速计算
(6)机组停止前盘牛阶段。该阶段电机轴转
流体动压润滑的必要条件为轴表面和轴承表
速慢,动压油膜较薄,运行时间较长,容易出现混面之间建立足够的油膜厚度,使滑动表面完全被
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