www.khodaumo.com

O ver vài năm trở lại đây, đã có một mối quan tâm mới trong ngành công nghiệp liên quan đến các phương pháp bôi trơn thích hợp cho động cơ điện dầu mỡ bôi trơn.

Bài viết này xem xét các kết quả từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của khung Nema được bôi trơn bằng mỡ, động cơ điện 3.600 vòng / phút được sản xuất theo tiêu chuẩn IEEE 841 và được trang bị vòng bi rãnh sâu mở và van xả mỡ trên ổ cắm ổ trục.

Kết quả và kết luận từ công việc này đã được xác nhận trong lĩnh vực này và sẽ là cơ sở để sửa đổi tiêu chuẩn kỹ thuật bôi trơn DuPont bao gồm bôi trơn động cơ điện.

Hình 1. Động cơ thử nghiệm của IEEE 841

Bối cảnh
Tiêu chuẩn bôi trơn DuPont "PL 43 - Bôi trơn động cơ điện" cung cấp hướng dẫn chi tiết về các phương pháp bôi trơn và bôi trơn chấp nhận được cho động cơ điện, cả dầu mỡ và dầu bôi trơn. Bài viết này tập trung vào các động cơ khung Nema được bôi trơn từ 10 đến 200 mã lực thường được sử dụng để điều khiển máy bơm quá trình, hộp số trộn, bơm tháp giải nhiệt và quạt và các ứng dụng đa năng không quan trọng khác.

Hình 2a. Nắp trong trên ổ bi được trang bị Gits Cup

Động cơ có thể được trang bị vòng bi rãnh rãnh sâu mở, một hoặc hai được bảo vệ tùy theo sở thích của nhà sản xuất. Theo tiêu chuẩn bôi trơn động cơ của chúng tôi, trên các động cơ được trang bị vòng bi được che chắn, các tấm chắn phải được định hướng về khoang mỡ trong chuông cuối. Tất cả các vỏ ổ trục phải được lắp van giảm mỡ để tránh tình trạng chồng chéo và làm hỏng cuộn dây, cũng như có thể làm hỏng vòng bi được che chắn nếu vỏ ổ trục chứa đầy dầu mỡ. Nên sử dụng dầu mỡ gốc khoáng chất lượng cao, được làm dày bằng polyurea cho các ứng dụng thông thường lên đến 3.600 vòng / phút và nhiệt độ môi trường lên đến 40 ° C.

Hình 2b. Nắp trong trên ổ trục được trang bị van giảm mỡ Alemite

Mặc dù hai phương pháp tái định vị được cho phép trong tiêu chuẩn DuPont là Dừng động cơ và Chạy mô tô, phương pháp Dừng động cơ rõ ràng được ưu tiên giả định rằng đây là phương pháp tốt nhất để ngăn chặn sự chồng chéo và làm hỏng cuộn dây. Tuy nhiên, trong thực tế, phương pháp Chạy mô tô là phương pháp chiếm ưu thế được sử dụng ở cấp độ nhà máy, bởi vì nhu cầu vận hành đã ngăn chặn việc tắt một thiết bị để tái cấu trúc định kỳ, vì điều này có thể làm đảo lộn quá trình và gây ra ngừng hoạt động của nhà máy.

Hình 3. Mỡ trên Labrynth Seal Đường kính ngoài và trên nắp trong

Đầu những năm 1990, DuPont đã gia nhập liên minh nhà cung cấp ưa thích với một nhà sản xuất động cơ điện chất lượng cao nổi tiếng quốc tế để cung cấp động cơ mới và / hoặc thay thế được sản xuất theo tiêu chuẩn IEEE 841. Các động cơ nằm ngang khung Nema 841 này được trang bị vòng bi mở, van giảm mỡ và vòng đệm mê cung quay trên cả hai vỏ ổ trục. Ngoài ra, động cơ được trang bị thiết kế vỏ ổ trục được cấp bằng sáng chế để cung cấp khả năng bôi trơn tích cực cho vòng bi động cơ cho cuộc sống lâu dài, không gặp sự cố.

New call-to-action
Thử nghiệm trước
Vào tháng 8 năm 2001, DuPont đã tiến hành thử nghiệm tại một cơ sở sửa chữa động cơ điện được ủy quyền ở khu vực Trung Đại Tây Dương, điều này đặt ra nhiều câu hỏi hơn về hiệu quả của phương pháp Chạy mô tô trong việc ngăn chặn / giảm thiểu dầu mỡ khi đi vào cuộn dây của dịch vụ xe máy.

Trong thử nghiệm đầy ngẫu hứng này, một loại mỡ polyurea hàng đầu trong ngành đã được thêm vào vỏ ổ trục của một động cơ điện mới được xây dựng lại. Động cơ, được trang bị vòng bi rãnh sâu được bảo vệ kép đang hoạt động ở tốc độ bình thường và nhiệt độ cửa hàng xung quanh. Mỡ được thêm từ từ từ súng mỡ hoạt động bằng tay cho đến khi mỡ thoát ra khỏi ổ trục mở 1/8 inch NPT. Khi quan sát thấy dầu mỡ ở cổng thoát, động cơ đã dừng lại, tháo rời và kiểm tra sự hiện diện của dầu mỡ dư thừa.

Kiểm tra cho thấy một lượng đáng kể dầu mỡ được đẩy qua tấm chắn phía ngoài, các bộ phận ổ trục quay và tấm chắn bên trong và đi vào khoang cuộn dây của động cơ. Những phát hiện này có phần đáng ngạc nhiên cũng như gây phiền hà, bởi vì sự sắp xếp này được cho là cung cấp hệ thống tốt nhất để ngăn chặn quá mức. Giờ đây, với việc chuyển sang thiết kế tiêu chuẩn IEEE 841 với cấu hình ổ trục mở, chúng tôi càng lo ngại hơn về tính khả thi của việc tiếp tục hỗ trợ phương pháp bôi trơn Motor Running trong tiêu chuẩn bôi trơn động cơ.

Điều đáng quan tâm hơn nữa là thử nghiệm này đã được tiến hành mà không có bất kỳ vật cản nào trong cổng đầu ra của ổ trục, chẳng hạn như ống nối dài và / hoặc van giảm mỡ, được cho phép và thậm chí được khuyến khích trong tiêu chuẩn.

Ngoài ra, mỡ hoàn toàn tươi, trong khi đó, động cơ phục vụ có tuổi thọ cao có thể có khả năng làm cứng hoặc làm khô dầu mỡ, có thể thêm nhiều hạn chế trong đường dẫn ra. Dựa trên những yếu tố này, chúng tôi cảm thấy thử nghiệm bổ sung trên động cơ thiết kế 841 mới đã được bảo đảm để xác định tính hiệu quả của thiết kế này trong việc ngăn ngừa sự chồng chéo và ô nhiễm cuộn dây động cơ.



Hình 4. Quá hạn, Khởi động lại động cơ đã dừng, Không giảm mỡ, Nhận mỡ vào cuộn dây và ra khỏi mê cung

Thử nghiệm gần đây
Vào tháng 4 năm 2002, với sự hỗ trợ của nhà cung cấp động cơ liên minh của chúng tôi và các chuyên gia cơ khí và kỹ thuật khác của DuPont, một chương trình thử nghiệm toàn diện đã được thực hiện tại cơ sở sửa chữa Baytown, Texas của nhà cung cấp.

Sáu trường hợp thử nghiệm, hai tĩnh và bốn động, được phát triển để đánh giá các yếu tố sau:

Phương pháp bôi trơn dừng động cơ so với động cơ

Hiệu quả của van giảm mỡ, cốc Gits so với thiết kế pin Alemite

Hiệu quả của hệ thống bôi trơn tích cực trong việc giảm / ngăn ngừa sự chồng chéo và ô nhiễm động cơ

Hiệu suất của mỡ polyurea dẫn đầu ngành so với polyurea có độ ồn thấp cạnh tranh - ảnh hưởng của các tính chất vật lý / hóa học đến hiệu suất bôi trơn

Một động cơ tương thích mới của IEEE 841 (Khung 326T, 3.600 vòng / phút) đã được cung cấp bởi khu vực DuPont LaPorte THF để thử nghiệm. Động cơ được trang bị vòng đệm mê cung quay, vòng bi mở rãnh sâu và van giảm mỡ trên cả vỏ ổ trục động cơ. Một cặp nhiệt điện đã được lắp đặt tiếp xúc với cuộc đua bên ngoài ổ trục để theo dõi nhiệt độ ổ trục trong quá trình thử nghiệm.

Hình 5. Hoạt động bình thường, Vòng bi được tăng cường, Giảm mỡ, Một số Mỡ vào cuộn dây và ra Mê cung

Các thử nghiệm tĩnh của van cứu trợ
Một loạt các thử nghiệm tĩnh đầu tiên đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của hai van giảm mỡ được phê duyệt trong việc kiểm soát / giảm thiểu dầu mỡ xâm nhập vào động cơ trong điều kiện Dừng động cơ. Giao thức kiểm tra sau đây đã được sử dụng:

Chuông kết thúc động cơ đã được gỡ bỏ và ổ trục động cơ và khoang mỡ được đóng gói đầy đủ 100% mỡ thử nghiệm cho tất cả các điều kiện thử nghiệm để tăng mức độ nghiêm trọng của thử nghiệm.

Chuông cuối được lắp lại cẩn thận và sau đó một lượng mỡ được xác định trước, dựa trên kích thước ổ trục, từ từ được thêm vào vỏ ổ trục.

Chuông cuối động cơ đã được gỡ bỏ và phân phối mỡ được đánh giá cả định tính và định lượng.

Thử nghiệm được lặp lại bằng cùng một giao thức thử nghiệm, nhưng cốc Gits đã được thay thế bằng van giảm mỡ Alemite 314700, được định mức ở áp suất mở 1 psig, và cùng một thể tích mỡ được xác định trước được thêm vào vỏ ổ trục. Đây là kết quả đạt được:

Có rất ít sự khác biệt về hiệu suất của một trong hai van xả trong thử nghiệm tĩnh lạnh: cốc Gits (Hình 2a), lắp Alemite (Hình 2b). Một van xả 16 gram dầu mỡ, 14 gram còn lại.

Một lượng mỡ không đáng kể di chuyển qua nắp bên trong xuống trục động cơ như có thể thấy trong Hình 2a và 2b.

Cả hai van đều có hiệu quả trong việc ngăn chặn quá mức quá mức trong điều kiện lạnh dừng động cơ.

Cốc Gits được đánh giá tốt hơn một chút so với khớp Alemite do lỗ khoan lớn hơn trong khớp nối. Ngay cả sau khi súng mỡ được tháo ra khỏi khớp zerk cung cấp, mỡ vẫn tiếp tục thanh lọc khỏi khớp nối Alemite trong vài giây, điều này cho thấy sự tích tụ áp suất dư trong vỏ ổ trục.

Dựa trên kết quả của các thử nghiệm tĩnh này, phần còn lại của các thử nghiệm động được tiến hành với cốc Gits được kết nối trực tiếp với ổ cắm ổ trục.


Điều kiện thử nghiệm động 3 - Khởi động nguội dừng động cơ - Polyurea dẫn đầu ngành
Trong điều kiện thử nghiệm này, động cơ, ở điều kiện môi trường xung quanh và chứa đầy mỡ 100%, đã được khởi động trên băng ghế thử nghiệm và được phép chạy ở mức không tốc độ tải 3.600 vòng / phút. Nhiệt độ vòng bi ổ đĩa được ghi lại trong khoảng thời gian một phút cho đến khi nhiệt độ giảm xuống và bắt đầu giảm, cho thấy vỏ ổ trục đã loại bỏ tất cả dầu mỡ dư thừa và đạt đến điều kiện cân bằng.

Động cơ đã dừng lại và nhanh chóng mở ra, và tất cả các bộ phận bên trong được đánh giá cho sự di chuyển dầu mỡ.

Một lượng đáng kể dầu mỡ di chuyển qua nắp bên trong và văng trục quay lên cuộn dây động cơ. Một lượng đáng kể dầu mỡ cũng được tìm thấy trong chuông cuối ổ đĩa. Không có dầu mỡ thoát ra khỏi van giảm mỡ trong quá trình thử nghiệm.

Một quan sát thú vị khác trong quá trình thử nghiệm này là thực tế là mỡ được đẩy qua phớt mê cung cuối ổ đĩa và các mẩu mỡ nhỏ được ném vào đầu bu lông giữ nắp bên trong và trên các bề mặt làm việc xung quanh động cơ (Hình 3).

Từ góc độ thực tế, điều kiện thử nghiệm này mô phỏng tính tương quan trong điều kiện Dừng động cơ và van giảm mỡ không hoạt động hoàn toàn trong điều kiện này.

Kết quả nhiệt độ hoạt động của ổ trục được vẽ trong Hình 4.

Nhiệt độ vòng bi tăng nhanh từ 70 ° F xung quanh lên 120 ° F trong phút đầu tiên hoạt động, sau đó leo lên đều đặn, đạt nhiệt độ tối đa 176 ° F trong khoảng 90 phút trong thử nghiệm. Nhiệt độ sau đó giảm từ từ xuống nhiệt độ hoạt động ổn định ở mức 152 ° F, khoảng hai giờ rưỡi sau khi thử nghiệm.

Các kết luận tạm thời sau đây được rút ra từ Điều kiện thử nghiệm 3:

Thời gian ổn định nhiệt độ dài cho thấy thời gian chờ danh nghĩa 30 phút trong tiêu chuẩn bôi trơn có thể không đủ cho phương pháp tái định hình này.

Do chênh lệch nhiệt độ giữa vỏ ổ trục và cắt dầu mỡ trong khu vực đường bóng, mỡ không bị xáo trộn ở chuông cuối ở cổng thoát hoạt động như một phích cắm, ngăn không cho dầu mỡ thoát ra khỏi vỏ ổ trục, cho dù có hay không có van giảm mỡ .

Hoạt động tại hoặc gần điều kiện nhà ở đầy đủ sẽ buộc dầu mỡ vào cuộn dây sau sự kiện bôi trơn Dừng động cơ.

Điều kiện thử nghiệm 4 - Động cơ chạy bình thường - Polyurea dẫn đầu ngành
Trong thử nghiệm tiếp theo, 15 mũi (3/4 ounce) mỡ được thêm từ từ vào động cơ hoạt động bình thường, ổn định bằng súng mỡ hoạt động tiêu chuẩn.

Một lần nữa nhiệt độ cuộc đua bên ngoài đã được theo dõi và các thành phần động cơ đã được kiểm tra dầu mỡ dư thừa sau khi thử nghiệm.

Theo quan sát trong thử nghiệm trước, mỡ di chuyển qua khe hở giữa nắp trong và trục động cơ và nhỏ giọt hoặc bị văng khỏi trục vào cuộn dây động cơ và chuông cuối.

Tuy nhiên, bên trong động cơ có ít dầu mỡ hơn, vì không giống như thử nghiệm trước đó, van giảm mỡ có chức năng như thiết kế. Tuy nhiên, sau khi thu thập và cân tất cả dầu mỡ dư thừa từ bên trong động cơ và đã được trục xuất khỏi cốc Gits, khoảng một phần ba mỡ đã thoát ra khỏi van xả và hai phần ba bị rò rỉ bên trong động cơ.

Mỡ cũng tiếp tục được thanh lọc ra khỏi phong ấn mê cung đang quay.

Độ đặc của mỡ được tìm thấy là mềm và nhỏ giọt, cho thấy mất sự ổn định cấu trúc của cấu trúc xà phòng. Nó không được xác định nếu sự mất ổn định này là tạm thời hoặc vĩnh viễn.

Nhiệt độ ổ trục cuối được thể hiện trong Hình 5.

Một lần nữa, nhiệt độ tăng nhanh hơn 20 ° F trong phút đầu hoạt động và sau đó tăng chậm trong 40 phút tiếp theo lên khoảng 175 ° F như đã thấy trong Điều kiện thử nghiệm trước 3. Tuy nhiên, thời gian cân bằng cho phương pháp bôi trơn này là nhiều gần hơn với thời gian thanh lọc 30 phút được chấp nhận chung trong tiêu chuẩn và thường được chấp nhận trong ngành.

Phát hiện quan trọng nhất từ ​​thử nghiệm này là thực tế là hệ thống van giảm mỡ đã hoạt động như thiết kế và giảm một phần áp suất trong vỏ ổ trục. Điều này làm giảm mức độ ô nhiễm trong khoang động cơ.

Một lời giải thích hợp lý cho kết quả này là trong điều kiện hoạt động bình thường, mỡ trong vỏ ổ trục mềm hơn và dẻo hơn, do đó cung cấp ít khả năng chống lại dòng mỡ thừa trong hệ thống ổ trục. Bây giờ có vẻ như phương pháp bôi trơn Motor Running làm giảm / giảm thiểu lượng dầu mỡ chảy vào bên trong động cơ, đặc biệt là trong điều kiện nhà ở đầy đủ và nên là phương pháp bôi trơn ưa thích cho động cơ bôi trơn bằng mỡ.

Kết luận và khuyến nghị

Cả hệ thống bôi trơn dương Reliance (PLS) với vòng bi mở cũng như các động cơ khác có khả năng được trang bị vòng bi được che chắn đều có thể ngăn chặn sự xâm nhập của dầu mỡ vào cuộn dây động cơ.

Van giảm mỡ có hiệu quả nhất trong việc ngăn chặn sự chồng chéo trong điều kiện nhiệt độ môi trường bị dừng, nhưng có thể không hoạt động trong quá trình khởi động lại nhiệt độ môi trường, dẫn đến nhiều dầu mỡ hơn vào bên trong động cơ.

Van giảm mỡ có thể làm giảm lượng dầu mỡ đi vào bên trong động cơ khi quá trình tái cấu trúc được thực hiện trong khi động cơ đang chạy ở điều kiện nhiệt độ hoạt động ổn định.

Van giảm mỡ nên được coi là "chỉ số bôi trơn dư thừa". Nếu quan sát thấy dầu mỡ thoát ra khỏi cổng, vỏ ổ trục đã đầy. Giảm lượng dầu bôi trơn hoặc tăng khoảng thời gian bôi trơn.

Phương pháp Chạy động cơ phải là quy trình bôi trơn ưu tiên cho động cơ điện được bôi trơn bằng mỡ yêu cầu phải đặt lại.

Thêm một lượng dầu mỡ đo được đều đặn sẽ giảm thiểu lượng dầu mỡ vào cuộn dây mà không ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ động cơ.

Sự gia tăng nhiệt độ được minh họa ở đây có thể thay đổi theo các loại mỡ khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc hóa học và tính chất vật lý cũng như độ nhớt của dầu gốc.

Một bài viết thứ hai trong loạt bài hai phần này sẽ so sánh hiệu suất của hai loại mỡ polyurea nổi tiếng được đánh giá trong quá trình thử nghiệm thực địa. Hãy tìm nó trong một vấn đề sắp tới của ML - kết quả có thể gây ngạc nhiên.