Вступ до електроізольованих підшипників
По-перше, метаелектроізолюючі підшипники
Так звані електроізольовані підшипники також є ізольованими підшипниками, а до електроізольованих підшипників належать усі підшипники кочення, які можуть запобігати проходженню електричного струму. Підшипники з керамічним покриттям, як внутрішнім, так і зовнішнім кільцем, називаються ізольованими підшипниками. Керамічне покриття запобігає проходженню електричного струму та має здатність ізолювати.
Котильні елементигібридні підшипникивиготовлені з кераміки, а отже, мають ізоляційні властивості. Вони виготовлені з елементів кочення, що запобігають проходженню електричного струму.
По-друге, вибір ізоляції підшипника
Загалом, повністю усунути різницю потенціалів всередині підшипника дуже складно. Однак, якщо ми можемо зупинити або значно зменшити протікання струму через підшипник, ми можемо запобігти гальванічній корозії підшипника. Наразі для цієї мети розроблено широкий спектр ізольованих підшипників. Залежно від типу генерованої напруги вибирається спосіб ізоляції підшипника.
1. Індукована напруга, що генерується вздовж вала
2. Напруга між валом і посадковим місцем підшипника
Якщо напруга виникає між валом і корпусом, струм протікає через кожен підшипник в одному напрямку. Це головним чином пов'язано з синфазною напругою, що створюється перетворювачем частоти. У цьому випадку підшипники на обох кінцях двигуна повинні бути ізольовані, а вирішальним фактором у виборі ізоляції є часові характеристики струму та напруги. У випадку постійної напруги або низькочастотної змінної напруги ефект ізоляції залежить від чистого значення опору ізоляційного шару; у випадку високочастотної змінної напруги (зазвичай зустрічається в пристроях, що використовують перетворювачі частоти) він залежить від ємнісного опору ізоляції.
3. Типова ситуація пошкодження підшипника, спричиненого перевантаженням по струму
1. Сліди на доріжках кочення та елементах кочення
Незалежно від того, чи живиться підшипник постійним чи змінним струмом (частотою нижче MHz), ми завжди можемо знайти одну й ту саму форму пошкодження всередині підшипника.
2. Сліди електроерозійних канавок
Так звана електроерозійна канавка являє собою безперервну періодичну канавку на поверхні доріжки кочення в напрямку роботи. Більшість цих явищ спричинені струмом, що проходить через підшипник.
По-четверте, під мікроскопом перевірити пошкоджену структуру підшипника перевантаження по струму
Лише за допомогою скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) видно, що майже всі пошкоджені поверхні щільно вкриті ямками та мікронними паяними з'єднаннями.
По-п'яте, процес пошкодження підшипника
Ці ямки та паяні з'єднання виникають внаслідок розрядів струму між крихітними точками контакту на поверхні доріжки кочення та тіл кочення. У повністю змащеному рідиною стані електричний струм пробиває слабке місце масляної плівки, і енергія, що генерується електричною іскрою, миттєво плавить поверхню сусіднього металу.
У стані змішаного тертя (контакт металу з металом) суміжні поверхні також плавляться, але швидко розділяються під час руху підшипника. В обох випадках матеріал відривається від металевої поверхні та одразу твердне у вигляді паяного з'єднання. Також є деякі паяні з'єднання, які змішуються зі мастилом, та інші, які осідають на поверхні доріжки кочення. Коли підшипник продовжує рухатися, ці паяні з'єднання та западини також згладжуються та розрівнюються. Під дією безперервного електричного струму процес плавлення та затвердіння повторюється кілька разів на дуже тонкому поверхневому шарі суміжної поверхні.
6. Вплив струму на мастильні матеріали
Електричні струми також можуть негативно впливати на мастило. Базові оливи та присадки окислюються та розтріскуються. Цю зміну можна чітко побачити на інфрачервоній спектрограмі. Передчасне старіння та накопичення частинок чорних металів можуть призвести до погіршення характеристик мастила, а також до перегріву підшипників.
Час публікації: 24 лютого 2025 р.
