Timpul zilei, dragi cititori ai blogului nasos-pump.ru
În rubrica "Generalități" luăm în considerare rulmenții pentru motoare electrice asincrone. Motoarele de inducție AC transformă energia electrică (energia câmpului magnetic) în energie mecanică (rotativă) pe arborele pompei. Motoarele asincrone au găsit o largă aplicație în industrie, în acționarea pompelor, ventilatoarelor, compresoarelor, transportoarelor. Lagărele pentru motoare trebuie să îndeplinească anumite cerințe, să producă un minimum de zgomot și vibrații și, de regulă, să nu necesite întreținere. Acestea trebuie proiectate pentru turația necesară a motorului și pentru anumite temperaturi de funcționare, asigură pierderi reduse pentru frecare și sunt fiabile și durabile. Rulmenții cu role sunt utilizați în aproape toate dimensiunile motoarelor pentru aplicații industriale, inclusiv motoarele pompelor, deoarece îndeplinesc toate aceste cerințe. Motoarele de pompare utilizează rulmenți de la diferiți producători: SKF, NSK, NTN, FAG (INA).
Structura și construcția rulmenților
Rulmenții cei mai obișnuiți pentru motoarele electrice sunt rulmenții cu bile cu caneluri adânci, precum și rulmenți de contact unghiulari. Aranjamentul acestor rulmenți este prezentat în figura 1.
Aranjamentul rulmenților cu bile
Aceste tipuri de rulmenți cu bile constau din trei componente: inele cu caneluri (inel interior și inel exterior), elemente de rulare a bilelor și un separator pentru bile de rulare. Acestea sunt împărțite în două tipuri: rulmenți de rulare și lagăre de alunecare. În funcție de forma elementelor de rulare, rulmenții de rulare sunt cu bile, role și ac. Rulmenții de lagăr și lagărele cu ac sunt utilizate în motoarele electrice ale aparatelor electrice de uz casnic. Ele sunt utilizate în general pentru sistemele de suflare (de exemplu, în ventilatoare) atunci când este necesar un zgomot redus.
Rulmenții cu bile utilizați în motoare asincrone au următoarele avantaje:
- funcționează pe o gamă largă de temperaturi;
- Potrivit pentru funcționarea de mare viteză;
- asigură o mică pierdere de frecare
Există mai multe tipuri de rulmenți: rulmenți cu bile de deschidere, rulmenți cu bile cu o șaibă de protecție și rulmenți cu bile închise.
Aranjamentul lagărului cu role este prezentat în figura 2.
Adunarea rulmentului ruloului
Cele mai multe rulmenți de rulmenți, precum și rulmenții cu bile, constau din trei componente: inele cu caneluri (inel interior și inel exterior), elemente de rulare a rolelor și separator pentru role. Separatorul de rulmenți are mai multe funcții, de exemplu, separă elementele de rulare, le menține între inelele interioare și exterioare, astfel încât elementele de rulare să nu cadă și astfel să se rotească liber. Există două tipuri de elemente de rulare: bile și role. Contactul dintre minge și pistă se desfășoară în punctul respectiv, iar rola - de-a lungul liniei. Rolărele sunt în patru tipuri: ac, conic, cilindric și sferic. Elementele de rulare și inelele de rulment au toată încărcătura aplicată la rulment.
Rulmenți pentru motoare electrice - marcaj și marcaj de cod
Marcarea lagărelor reprezintă o combinație de coduri de bază și suplimentare care reflectă indicatori precum dimensiunea, modelul, designul, precizia etc. Marcajul include, de asemenea, mai multe litere care formează trei grupuri de bază de coduri: un cod digital de bază și două coduri suplimentare. Ordinea și descrierea acestor coduri sunt prezentate în tabelul din (Figura 3).
Codul de bază de bază conține informații generale despre modelul rulmentului, dimensiunile sale globale etc. și conține, de asemenea, informații despre unghiul de cod de contact. Două coduri suplimentare sunt emise dintr-o serie de coduri de prefix și o serie de coduri țintă. Aceste coduri oferă informații despre clearance-ul intern, erorile purtătoare și un număr de alți indicatori care se referă la proiectarea internă și la specificațiile rulmenților.
Sigiliile în motoarele electrice sunt fabricate în conformitate cu clasa IP. În motoarele în care se folosesc lagăre neutilizate umplute cu grăsime, se utilizează mai multe garnituri de etanșare: o singură garnitură în rulment și unul sau mai multe garnituri de etanșare, ca parte a designului motorului. Etanșarea lagărului poate fi realizată atât din metal antifricțiune, cât și din elastomer convențional. De regulă, decalajul dintre flanșe și arbore este umplut cu un sigiliu elastomer de un anumit tip.
Clearanțele lagărelor
Principiul de funcționare al lagărelor de rulare este după cum urmează, unul dintre inele (acesta poate fi exterior sau interior) este întotdeauna mobil, chiar dacă al doilea este fixat rigid. Diferența este călătoria permisă pentru inel. Există două tipuri de goluri: distanța radială internă și distanța axială internă (figura 4).
Clearanțele lagărelor
Mișcarea radială permisă a inelului este o distanță interioară radială, iar mișcarea admisă axială este o distanță internă axială. De obicei, distanța axială internă este de 6-10 ori mai mare decât distanța radială internă. Asociația Americană a producătorilor de rulmenți (ABMA) și ISO au introdus o clasificare a golurilor interne radiale pentru rulmenți. Există cinci clase de lacune:
C2 este cea mai mică distanță permisă, iar C5 este cea mai mare, în raport cu diametrul interior al rulmentului. Distanța radială internă este spațiul dintre bila superioară și inelul exterior.
Selectarea spațiului interior al rulmentului. Înălțimea interioară inițială a rulmentului este distanța cu care rulmentul este fabricat din fabrică. Distanța liberă de lucru este un spațiu caracteristic lagărului în timpul instalării și funcționării sale. Pentru a crește durata de viață a rulmentului, ar trebui să aibă teoretic un spațiu interior cât mai mic posibil la temperatura normală de funcționare. Cu toate acestea, este dificil să se mențină valorile optime ale clearance-ului în condiții normale de funcționare. În timpul funcționării, temperatura de funcționare se modifică, aceasta poate determina scăderea înălțimii interne a rulmentului, astfel încât rulmentul să se supraîncălzească, cauzând blocarea și ruperea lagărului. Atunci când rulmenții cu balamale de adâncime sunt încărcați în direcție axială, se recomandă mărirea distanței de lucru. Este foarte important să alegeți jocul interior al rulmentului - minimul. În condiții normale de funcționare (cu încărcătură admisă, aterizare, viteză și temperatură), valoarea spațiului de lucru CN (clearance-ul standard) este satisfăcătoare din punct de vedere al duratei de viață a rulmentului.
Selectarea clearance-ului inițial în lagărele pentru motoarele electrice. Clearance-ul inițial este mărimea reală a spațiului înainte de montare, de exemplu: C3 sau C4. Diferența de aer de lucru este spațiul liber după montarea lagărului și în timpul funcționării sale, atunci când diferența de temperatură o afectează. Diferența de aer a lagărului în timpul funcționării determină nivelul zgomotului produs de acesta și determină, de asemenea, sarcina de oboseală a rulmentului și încălzirea acestuia. Durata de viață a rulmentului poate fi mare dacă diferența este minimă. Dar dacă decalajul de lucru este sub un anumit nivel, durata de viață a rulmentului va fi foarte mică. Pe această bază, mărimea clearance-ului inițial trebuie să fie astfel încât valoarea decalajului de lucru să fie pozitivă. În plus față de spațiul liber, este necesar să se țină seama de dimensiunile de montaj, pe care depinde apariția interferenței între rulment și arbore. În plus, este foarte important să țineți cont de diferența de temperatură dintre inelul interior și cel exterior. În mod tipic, diferența de temperatură este de 10-15 K, deoarece pierderile care apar în rotorul motorului electric sunt transformate în căldură, care este emisă prin arbore și rulment. La motoarele de curent alternativ, se folosesc rulmenți cu cleme C3, datorită adaptării strânse și diferenței de temperatură. Lagărele cu cleme C4 sunt adesea folosite la motoarele pompelor ca lagăre pe partea de acționare. Acest lucru se datorează faptului că lagărul cu spațiul liber C4 poate prelua sarcini axiale mai mari decât rulmentul cu clema C3. Prin urmare, durata de viață a rulmentului cu clema C4 este mai mare în acele aplicații în care sunt aplicate sarcini axiale, de exemplu în pompele cu mai multe etape mici. Este foarte important să înlocuiți rulmentul cu un nou lagăr cu un spațiu de aceeași clasă ca vechiul rulment. Dacă în motor este instalat un lagăr cu spațiu liber C3 și noul rulment are un spațiu liber C4, există o mare probabilitate de creștere a zgomotului. Dacă motorul este echipat cu un rulment C4 și noul rulment are un spațiu liber C3, durata de viață a rulmentului este redusă. Această înlocuire a lagărelor nu este recomandată.
Întreținerea și repararea rulmenților
Trebuie să instalați întotdeauna rulmenți în conformitate cu recomandările furnizorului privind toleranțele dimensionale, rugozitatea stabilită de GOST. Funcționarea rulmenților. Lagărele sunt cele mai uzate părți ale unui motor electric. Cel mai adesea, repararea motorului electric se datorează unor probleme cu lagărele. Conform statisticilor, majoritatea întreruperilor rulmenților sunt asociate cu lubrifierea. Al doilea, cauza daunelor, este pătrunderea noroiului și a apei în rulment. Sub influența factorilor externi, mai puțin de 1% din toți rulmenții își realizează complet resursele, ceea ce ar putea fi destul de realizabil în condiții ideale. Este adesea dificil să se determine cauza exactă a unei defecțiuni a lagărului. Cele mai frecvente cauze ale defectării lagărelor în motoarele pentru pompe sunt:
- Imbracaminte naturala;
- Scurgeri de lubrifianți;
- Operarea frecventă a motorului pompei cu suprasarcini;
- Temperatura ambiantă este prea mare;
- coroziune;
- vibrații;
- Instalarea sau instalarea incorectă;
- Curenții lagărelor la utilizarea unui convertizor de frecvență;
- Deteriorarea în timpul transportului.
Lagare special concepute pentru funcționarea în motoare cu convertizor de frecvență. Convertoarele de frecvență permit reglarea frecvenței de rotație a motorului pompei în funcție de schimbarea debitului. În timpul funcționării motoarelor asincrone cu convertizoare de frecvență, în rulmenți pot fi creați curenți deformați, care determină formarea arcurilor electrice, ceea ce duce în cele din urmă la distrugerea rulmenților. Pentru a preveni acest lucru, inelele și bilele de rulmenți sunt acoperite cu materiale de protecție speciale. Aplicarea unui astfel de strat de protecție este un proces foarte costisitor și consumator de timp. În rulmenții moderni sau în rulmenții noii generații, disponibili acum pe piață, se folosesc tehnologiile utilizate în industria aviatică. Există trei tipuri de rulmenți:
- Rulmenți hibrizi
- Lagare din ceramica
- Lagare cu acoperire din ceramică
După cum sa observat deja, eșecul majorității motoarelor este asociat cu probleme legate de lubrifierea lagărelor. Corpurile de ruliu ceramice rezista mai bine la poluare.
Rulmenți hibrizi. Rulmenții hibrizi sunt folosiți din ce în ce mai mult în motoarele electrice. Căile de rulare a rulmenților hibrizi sunt fabricate din oțel, iar rulmenții înșiși sunt fabricați din ceramică, de obicei nitrură de siliciu. Spre deosebire de lagărele din oțel, cele hibride au avantaje, se obțin viteze mai mari și o precizie mai bună, precum și o durată de viață sporită. Dezavantajele rulmenților hibrizi includ faptul că acestea sunt mai scumpe decât cele standard. În ciuda acestui fapt, rulmenții hibrizi devin din ce în ce mai accesibili, deși utilizarea lor în motoare nu este întotdeauna justificată din punct de vedere economic.
Toate rulmenții din ceramică. După cum sugerează și numele, toate rulmenții ceramici sunt fabricați din ceramică. Rulmenții din ceramică sunt caracterizați prin următoarele avantaje:
- Ele sunt rezistente la acțiunea unui câmp magnetic;
- Rezistență ridicată la coroziune și uzură;
- Nu necesită lubrifiere și întreținere, chiar și atunci când sunt utilizate la temperaturi ridicate sau scăzute;
- Ele sunt rezistente la medii agresive
Lagare cu acoperire din ceramică. Pentru rulmenți de acest tip, se aplică un înveliș ceramic pe inelele exterioare și interioare. Bilele înseși, precum și inelele interioare și exterioare sunt realizate din oțel. Lagărele cu înveliș ceramic diferă de rulmenții hibrizi și ceramici în ceea ce privește durata lor de viață, rezistența la căldură și rezistența. Aceste rulmenți sunt utilizate în funcționarea motorului electric împreună cu convertizoarele de frecvență, astfel încât lagărele să nu se prăbușească din cauza acțiunii câmpului magnetic. Acoperirea protectoare pe inelul exterior al rulmentului este oxidul de aluminiu, care este aplicat prin metoda de pulverizare în plasmă. Acest tip de strat acoperă tensiunea de izolație de 1000 volți. La fel ca rulmenții hibrizi și ceramici, rulmenții cu o acoperire ceramică costă mai mult decât lagărele standard, deși treptat devin din ce în ce mai accesibile. Aceste rulmenți sunt utilizate din ce în ce mai mult împreună cu rulmenții standard.
În motoarele moderne sunt instalate în principal rulmenți fără servomotoare. Dacă se utilizează rulmenți, atunci întreținerea lor trebuie să înlocuiască lubrifiantul în timp. Lubrifiantul se schimbă după ce motorul a atins un anumit număr de ore de funcționare. Numărul de ore și tipul de lubrifiant folosit pentru rulmenți sunt indicate de obicei în instrucțiunile pentru echipamentul de pompare. Rulmenții de reparare nu sunt supuși. Repararea rulmenților trebuie să le înlocuiască. Înlocuiți rulmenții într-un centru de service specializat.
Vă mulțumesc pentru atenție.