Электродвигатели с фланцем S1

Электродвигатели с фланцем S1: конструкция, стандарты и применение

Электродвигатели с фланцем S1 представляют собой асинхронные двигатели, конструктивно предназначенные для монтажа посредством фланца со свободным концом вала. Данное исполнение регламентировано международным стандартом IEC 60034-7 и его российским аналогом ГОСТ 2479 (ныне заменен на межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60034-7). Буквенно-цифровое обозначение «S1» указывает на конкретный тип крепления: фланец с цилиндрическим выступом (шипом) и отверстиями под крепежные болты, расположенными на этом выступе. Такая конструкция обеспечивает точную центровку и надежную фиксацию двигателя на ответном фланце приводимого механизма, что критически важно для обеспечения соосности и минимизации радиальных нагрузок на подшипниковые узлы.

Конструктивные особенности и стандартизация фланца S1

Ключевым элементом двигателя является фланец, выполненный как единое целое с корпусом (станиной) или прикрепленное к нему. Фланец типа S1 характеризуется наличием цилиндрического центрирующего выступа (шипа), диаметр которого строго нормирован. Крепежные отверстия с резьбой или под проходные болты расположены на поверхности этого выступа. Это отличает его от фланца типа S0 (фланец со свободным доступом к крепежным отверстиям, без выступа) и типа S2 (фланец с углублением для центрирования).

Основные геометрические параметры фланца S1 стандартизированы и привязаны к габаритам двигателя (посадочным размерам по высоте оси вращения). Стандарт определяет:

Диаметр центрирующего выступа (D1): Обеспечивает точное позиционирование двигателя относительно ответной части.
Диаметр окружности расположения крепежных отверстий (D2): Определяет разболтовку.
Количество, диаметр и тип крепежных отверстий: Зависит от типоразмера и мощности двигателя.
Диаметр выходного конца вала (D3) и его исполнение: Может быть цилиндрическим или коническим, с одним или двумя шпоночными пазами.

Таблица основных размеров фланца S1 (согласно ГОСТ IEC 60034-7, выборочно)

Высота оси вращения, мм	Тип фланца	Диаметр выступа D1, мм	Диаметр окружности D2, мм	Количество отверстий	Диаметр отверстий, мм
63	S1 (FF165)	165	130	4	M10
71	S1 (FF165)	165	130	4	M10
80	S1 (FF215)	215	180	4	M12
90	S1 (FF215)	215	180	4	M12
100	S1 (FF265)	265	230	4	M12
112	S1 (FF265)	265	230	4	M12
132	S1 (FF300)	300	250	4	M16
160	S1 (FF350)	350	300	4	M16
180	S1 (FF400)	400	350	4	M20

Обозначение в скобках (например, FF165) является устаревшим, но до сих пор распространенным в технической документации и обозначает «Flange Foot» с диаметром выступа в мм.

Преимущества и недостатки фланцевого крепления типа S1

Преимущества:

Точная и быстрая центровка: Цилиндрический выступ гарантирует точное совмещение осей двигателя и механизма, сокращая время монтажа.
Жесткое соединение: Обеспечивает устойчивость к вибрациям и крутящему моменту.
Компактность: Позволяет устанавливать двигатель непосредственно на корпус агрегата (насоса, редуктора), экономя место и не требуя рамы или плиты.
Защита от смещения: Исключает радиальное смещение двигателя в процессе эксплуатации.
Унификация: Стандартизированные размеры обеспечивают взаимозаменяемость двигателей от разных производителей.

Недостатки:

Сложность демонтажа: Для снятия двигателя часто требуется осевое перемещение всего узла, что может быть затруднительно в стесненных условиях.
Требовательность к точности изготовления ответного фланца: Посадочное отверстие в ответном фланце должно быть выполнено с высокой точностью по диаметру и чистотой поверхности для обеспечения посадки выступа.
Ограничение по массе: Как правило, применяется для двигателей малой и средней мощности. Для очень тяжелых двигателей чаще используется комбинированное крепление (фланец + лапы).

Области применения двигателей с фланцем S1

Данное исполнение является доминирующим для агрегатов, где требуется прямая соосная установка двигателя на приводной механизм. Основные области применения:

Насосное оборудование: Циркуляционные, центробежные, погружные насосы. Фланец S1 является отраслевым стандартом для большинства насосов «моноблочного» исполнения.
Вентиляторы и дымососы: Прямое присоединение к улитке вентилятора.
Редукторы и коробки передач: Мотор-редукторы часто используют фланцевое крепление входного электродвигателя.
Гидравлические агрегаты: Шестеренные и пластинчатые насосы гидросистем.
Компрессорное оборудование: Винтовые и поршневые компрессоры малой мощности.
Специальное промышленное оборудование: Конвейеры, смесители, измельчители, где требуется компактный приводной узел.

Монтаж, центровка и обслуживание

Правильный монтаж двигателя с фланцем S1 является залогом его долговечной и надежной работы. Процедура включает несколько ключевых этапов:

Подготовка поверхностей: Проверить чистоту и отсутствие повреждений на центрирующем выступе двигателя и в ответном отверстии механизма. Удалить заусенцы, стружку, загрязнения.
Предварительная центровка: Установить двигатель на место, обеспечивая свободное вхождение выступа в отверстие без перекоса. Вал двигателя и приводной вал механизма должны быть предварительно соосны.
Крепление: Установить крепежные болты (как правило, с внутренним шестигранником) и равномерно, крест-накрест, затянуть их с моментом, указанным в паспорте двигателя. Неравномерная затяжка может привести к перекосу и повышенной вибрации.
Проверка вращения: После крепления необходимо вручную провернуть вал двигателя (при отключенном питании) для убеждения в отсутствии заеданий и тяжелых мест.
Соединение с нагрузкой: Соединение с валом механизма осуществляется через упругую муфту, реже – через жесткую. Даже при точном фланцевом креплении обязательна окончательная проверка соосности валов по муфте с помощью щупов и индикаторных приборов для минимизации остаточного несоосности.

Обслуживание сводится к регулярному контролю затяжки крепежных болтов (особенно в первые часы работы после монтажа), мониторингу вибрации и температуры подшипниковых узлов.

Сочетание с другими видами крепления и варианты исполнения

Часто двигатели выпускаются в комбинированном исполнении, например, «лапы + фланец S1» (обозначение IM B3/B14 по IEC 60034-7). Это универсальное решение, позволяющее устанавливать двигатель как на фланец, так и на раму через лапы. Также существуют двигатели с двумя фланцами на противоположных сторонах корпуса (IM B5/B7).

Помимо типа крепления, двигатели с фланцем S1 различаются по:

Степени защиты (IP): От IP54 (защита от брызг и пыли) до IP66/67 (полная защита от струй воды и временного погружения) для работы в условиях влажности и запыленности.
Классу изоляции: F или H, определяющему температурную стойкость обмоток.
Режиму работы (S1-S10): Чаще всего это продолжительный режим S1, но возможны и другие, например, S3 (повторно-кратковременный).
Климатическому исполнению: У, УХЛ, Т для различных температурных зон.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец S1 от S0 и S2?

S1 – фланец с цилиндрическим выступом для центрирования, отверстия на выступе. S0 – фланец без выступа, с свободным доступом к крепежным отверстиям (центрирование по отверстиям или внешнему диаметру фланца). S2 – фланец с углублением (расточкой) для центрирования, отверстия расположены на плоской поверхности фланца вокруг углубления. S1 является наиболее распространенным для обеспечения точной центровки.

Можно ли заменить двигатель с фланцем S1 на двигатель с фланцем другого типа?

Прямая замена возможна только при полном совпадении посадочных и крепежных размеров (D1, D2, разболтовка), что маловероятно. В противном случае потребуется переходная плита (распорка), которая, однако, увеличивает габариты и может снизить жесткость конструкции. Рекомендуется подбирать двигатель с идентичным типом фланца.

Как расшифровать обозначение FF215 в характеристиках двигателя?

Это устаревшее, но общепринятое обозначение типоразмера фланца. «FF» означает «Flange Foot» (фланец-лапа, исторически), а число 215 указывает на диаметр центрирующего выступа (D1) в миллиметрах.

Обязательно ли использовать упругую муфту при соединении вала двигателя S1 с валом насоса?

Да, в абсолютном большинстве случаев это обязательно. Даже при точном фланцевом монтаже существует остаточная несоосность валов, тепловое расширение и вибрации. Упругая муфта (например, с торообразной вставкой) компенсирует эти отклонения, защищая подшипники двигателя и насоса от преждевременного износа.

Как правильно затягивать болты крепления фланца S1?

Болты должны быть соответствующего класса прочности (обычно не ниже 8.8). Затяжку производят динамометрическим ключом в два этапа: сначала с моментом 50% от номинального в шахматном порядке, затем с полным номинальным моментом. Значение момента определяется диаметром и классом болта и должно соответствовать данным производителя двигателя. Типичные значения: для M12 – 70-80 Н·м, для M16 – 170-200 Н·м (для болтов класса 8.8).

Что делать, если центрирующий выступ фланца S1 не входит в ответное отверстие?

Категорически запрещается прилагать ударные усилия или использовать болты для «притягивания». Необходимо проверить соответствие диаметров D1 и отверстия по чертежам, убедиться в отсутствии загрязнений, забоин или коррозии на сопрягаемых поверхностях. При необходимости поверхности следует зачистить. Если диаметры не совпадают по спецификации – двигатель или ответная часть бракованы.

Существуют ли двигатели с фланцем S1 в тормозном исполнении или со встроенным энкодером?

Да, такие исполнения широко распространены. Тормозной модуль или датчик положения (энкодер) обычно монтируются на противоположной от фланца стороне двигателя (со стороны заднего подшипникового щита). При заказе необходимо указывать код дополнительного оснащения.

Электродвигатели с фланцем S1