Уплотнения электродвигателя: сальники, V-ring, прокладки

Электродвигатель общего назначения уплотняют в четырёх местах. Вал со стороны привода выходит из подшипникового щита наружу и получает манжету, V-ring или лабиринт. Подшипниковые щиты садятся на станину по посадочному пояску, иногда с кольцом или герметиком. Клеммная коробка закрывается крышкой на прокладке, а кабель входит в неё через ввод с уплотнительным кольцом. Каждое из этих мест работает на одну цель: пыль и вода не должны дойти до подшипников и обмотки.

Цифры IP показывают, что должны держать уплотнения

Степень защиты оболочки задаёт ГОСТ 14254-2015, модифицированный по IEC 60529:2013 и введённый в России с 1 марта 2017 года. По таблицам стандарта первая цифра 5 означает «пылезащищено», 6 пыль не проникает в оболочку. Вторая цифра 4 защищает от брызг с любого направления, 5 от струй, 6 от сильных водяных струй, 7 от кратковременного погружения при стандартизованных условиях.

Для уплотнений это переводится в конкретные требования. Двигатель IP54 держит брызги, и ему обычно хватает манжеты вала с пыльником или V-ring перед щитом. IP55 означает струю из шланга, и здесь уже каждая прокладка коробки и каждый ввод проверяются на целостность после любого вскрытия. IP56 и выше задаёт изготовитель двигателя по своей конструкции, и уплотнения такого двигателя заказывают строго по каталогу запчастей.

Степень защиты устанавливают стандарт на конкретное изделие и изготовитель. Поэтому замена уплотнения вала на более стойкое не поднимает двигатель из IP54 в IP65: класс относится ко всей оболочке, а не к одной детали.

Уплотнение вала выбирают по скорости и смазке

На валу двигателя или мотор-редуктора стоит одна из трёх конструкций. Армированная манжета с пыльником прижимается губкой к валу и держит смазку внутри, пыль и воду снаружи; на импортных двигателях это обычно манжета по DIN 3760, на отечественных по ГОСТ 8752, и для двигателя это самая частая позиция. V-ring сидит на валу и прижимается губкой к торцу щита; торцевую защиту подшипника она даёт без износа вала, а при высокой окружной скорости кольцо V-ring требует осевой фиксации. Лабиринт не касается вала и стоит там, где контактные кромки перегреваются.

Выбор между ними зависит от окружной скорости вала и от того, что внутри корпуса: консистентная смазка подшипника или масляная ванна редуктора. Двигатель на консистентной смазке обычно держит V-ring или манжету с пыльником. Мотор-редуктор с масляной ванной держит масло только манжетой, и V-ring там ставят как дополнительный барьер снаружи. Те же три конструкции встречаются на любом корпусе, и уплотнение подшипника насоса или конвейера выбирают по тем же скорости и смазке.

Температура у вала выбирает материал губки

Материал губки манжеты выбирают по температуре в зоне контакта, а она выше температуры воздуха в цехе: губка греется трением, щит греется от двигателя. В каталоге SKF для манжет больших диаметров даны интервалы по материалу губки: нитрил NBR от минус 40 до +100 °C, карбоксилированный нитрил XNBR тоже от минус 40 до +100 °C, гидрированный нитрил HNBR от минус 40 до +150 °C, фторкаучук FKM от минус 40 до +200 °C.

Схема делает выбор простым. По морозу все четыре материала по SKF равны, разница только сверху. Двигатель вентилятора в холодном цехе спокойно работает с NBR. Мотор-редуктор, у которого губка в жаркую смену подходит к верхней границе нитрила, переводят на HNBR или FKM. FKM берут и там, где на вал попадают горячие масла или растворители. SKF отдельно предупреждает: выше +300 °C фторэластомеры и PTFE выделяют опасные газы, и это учитывают при демонтаже обгоревших двигателей.

Какой материал манжеты нужен для вала мотор-редуктора?

Материал манжеты для вала мотор-редуктора выбирают по температуре масла в ванне и у губки. По каталогу SKF для манжет больших диаметров нитрил NBR работает от минус 40 до +100 °C, гидрированный нитрил HNBR до +150 °C, фторкаучук FKM до +200 °C. Если масло в ванне горячее и губка работает на верхней границе нитрила, ставят HNBR или FKM. Синтетическое масло редуктора сверяют с материалом по паспорту, потому что присадки влияют на стойкость резины.

Клеммная коробка теряет защиту на прокладке крышки

Прокладку крышки клеммной коробки рвут почти при каждом вскрытии: она прилипает к литой крышке и к корпусу, и после монтажа кабеля её либо ставят порванной, либо не ставят совсем. Новую режут по контуру крышки, с отверстиями под винты и с той же толщиной, что у старой, чтобы крышка прижалась равномерно. Слишком толстая прокладка выдавливается между винтами, слишком тонкая не закрывает неровность литья.

Материал прокладки коробки выбирают по среде цеха. Для улицы и мойки подходит EPDM или силикон, если на двигатель попадает масло, берут маслостойкую резину NBR. Такие прокладки делают как резиновые прокладки на заказ по контуру крышки, фото на листе с линейкой или по старой прокладке.

Кабельный ввод держит IP кольцом под диаметр кабеля

Кабельный ввод уплотняется резиновым кольцом, которое обжимает оболочку кабеля при затяжке гайки. Каждое кольцо рассчитано на свой диапазон наружных диаметров кабеля. Если при ремонте поставили кабель тоньше, кольцо не обжимает его по кругу, и вода идёт вдоль оболочки внутрь коробки. Если кабель толще, кольцо режут или выбрасывают, и ввод остаётся открытым.

Для вводов нужно знать наружный диаметр кабеля, внутренний диаметр корпуса ввода и высоту кольца. Неиспользуемые вводы закрывают заглушками, а не оставляют с пустым кольцом. Похожая логика контура и прижима действует для уплотнителей электрошкафов, но шкаф держит IP дверью, а двигатель крышкой коробки и вводами.

Взрывозащищённый двигатель уплотняют только по документации

У взрывозащищённого двигателя размеры, зазоры и материалы оболочки входят в вид взрывозащиты, указанный в маркировке и подтверждённый сертификатом соответствия ТР ТС 012/2011. Уплотнения такого двигателя, от манжеты вала до прокладки вводного устройства, меняют только на детали из документации изготовителя. Подбор «по размеру» или по аналогии с обычной серией здесь исключён.

Изготовителю уплотнений для такого двигателя передают чертёж или каталожный номер детали и марку материала из документации. Если документации нет, заявка уходит изготовителю двигателя или ремонтной организации, которая имеет право ремонтировать взрывозащищённое оборудование.

Можно ли поменять манжету вала взрывозащищённого двигателя на обычную?

Манжету вала взрывозащищённого двигателя меняют только на деталь, указанную в документации изготовителя двигателя. Её размер, материал и посадка входят в конструкцию оболочки, рассчитанную на вид взрывозащиты из маркировки. Обычная манжета того же размера без подтверждения изготовителя для такого двигателя не годится. Ремонт ведут по документации изготовителя и правилам ремонта взрывозащищённого электрооборудования.

Двигатель после ремонта проверяют по уплотнениям

Приёмку двигателя из ремонтной мастерской удобно начинать с уплотнений, потому что именно их чаще всего теряют. Проверяют манжету или V-ring на валу со стороны привода, прокладку крышки клеммной коробки, кольца во всех кабельных вводах и заглушки на неиспользуемых, кольца или герметик по пояскам щитов. Каждая отсутствующая деталь снижает фактическую защиту ниже паспортной.

Для двигателей, которые ремонтируют часто, удобно держать на складе комплект: манжеты вала, прокладки коробки и кольца вводов по каждой серии. Манжеты и пыльники для такого комплекта заказывают как манжеты и сальники по размерам вала и посадочного отверстия щита.

КП на уплотнения двигателя показывает основание материала

Коммерческое предложение на уплотнения двигателя читается быстрее, если в нём для каждой позиции видны одни и те же строки. Изделие и привязка: двигатель, серия, место установки. Размеры: вал, посадочное отверстие и ширина манжеты, контур прокладки коробки или ревизия чертежа. Материал: марка и основание выбора, «по спецификации заказчика» или «подобран по температуре у вала и среде». Количество, цена с НДС, срок, документы на материал и срок действия предложения.

Отдельно в КП пишут, что взято со старой детали, а что предложено изготовителем. Пример: «манжета 40 × 62 × 8, NBR, по образцу» и «прокладка коробки, EPDM 3 мм, материал предложен по условиям цеха, согласовать». Цифры в примере условные. Для взрывозащищённого двигателя основание материала одно: документация изготовителя.

Наша компания производит манжеты, прокладки и кольца по чертежу, эскизу, фото или образцу. Для расчёта нужны размеры вала и посадки, фото крышки коробки на листе с линейкой, паспортная степень защиты IP и описание среды у двигателя.