ベアリング溝加工とは

ベアリングのフルーティングは、電気モーターでよく発生する問題で、ベアリングの早期故障や高額な修理費用の原因となります。この記事では、ベアリングのフルーティングの原因、識別、予防について説明し、電気モーターの寿命と性能の維持に役立てます。

ベアリング溝加工とは

ベアリングのフルーティングは、可変周波数ドライブ (VFD) によって誘導されるシャフト電圧と電流によって引き起こされる電気ベアリング損傷の一種です。この現象により、ベアリングのレースウェイに特徴的な洗濯板状またはフルーティング パターンが形成され、ベアリングの早期故障、騒音および振動の増加につながります。

ベアリング溝の原因

• VFDからの誘導軸電圧と電流: VFD のパワー半導体の高周波スイッチングにより、コモンモード電圧が生成され、ステータ巻線、ローター、およびモーター シャフト間の寄生容量が発生する可能性があります。この容量結合電圧により、シャフト電流がモーター ベアリングを通って接地に流れます。
• 頻繁な放電によりベアリング表面が溶けたり穴が開いたりする: 誘導されたシャフト電圧がベアリング潤滑膜の絶縁強度を超えると、潤滑膜が破壊され、電流がベアリングを通して放電します。このプロセスは、放電加工 (EDM) と同様に、ベアリング表面の局所的な溶融とピット形成を引き起こします。
• シャフト電圧が蓄積され、モーターベアリングを通して放電される: シャフト電圧が蓄積されると、抵抗が最も少ないアースへの経路を探しますが、多くの場合、それはモーターのベアリングを経由します。ベアリングを介した電流の繰り返し放電により、損傷が進行し、レースウェイに溝模様が形成されます。

ベアリング溝の識別

• ベアリングの騒音が聞こえる: 溝付きベアリングは、動作中にはっきりと聞こえるノイズを発生することが多く、これはベアリング損傷の早期兆候である可能性があります。このノイズは溝付きレースウェイの不規則な表面によって発生し、振動とノイズ レベルの増加につながります。
• ベアリングレースウェイの溝パターン: 検査すると、ベアリングの溝は、ベアリングのレースウェイに均等間隔で平行な溝または隆起があることが特徴です。この洗濯板のようなパターンは、シャフト電流によって引き起こされた電気的なベアリング損傷の明確な兆候です。

ベアリング溝の防止

• 適切なVFDケーブルのシールドと接地: コモンモード電圧の発生を最小限に抑え、シャフト電流のリスクを軽減するために、VFD 電源ケーブルが適切にシールドされ、接地されていることを確認します。
• モーターシャフトの接地: カーボン ブラシや接地リングなどのシャフト接地デバイスを取り付けて、シャフト電流がモーター ベアリングをバイパスして接地に流れる低インピーダンス パスを確保します。
• 導電性グリースの使用: 金属粒子またはカーボンナノチューブを含む導電性ベアリンググリースを塗布して、シャフト電流を放電するための制御された経路を提供し、ベアリングの損傷のリスクを軽減します。
• 絶縁セラミックベアリングの取り付け: 標準のスチール ベアリングを、電気伝導率が低く、ベアリングを通るシャフト電流の流れを防ぐのに役立つ絶縁セラミック ベアリングに交換します。
• ファラデーシールド付きシャフトの取り付け: モーター シャフトの周囲にファラデー シールドを設置して、ステーターとローター間の容量結合をブロックし、シャフト電圧と電流の発生を減らします。
• VFD出力フィルターの追加: dV/dt フィルターやコモンモード チョークなどの VFD 出力フィルターを実装して、電圧パルスの振幅と立ち上がり時間を減らし、シャフト電流とベアリング損傷のリスクを最小限に抑えます。
• 低インピーダンス接地経路の作成: モーター フレーム、ベアリング ハウジング、および VFD の間に低インピーダンスの接地接続を確立して、シャフト電流が流れる代替経路を提供し、ベアリングが損傷する可能性を減らします。

よくある質問

ベアリングの剥離とは何ですか?

スポーリングは、ベアリング表面の剥離や欠けを特徴とするベアリング損傷の一種で、過度の負荷、不適切な潤滑、または材料の疲労などによって発生します。明確な洗濯板パターンを持つフルーティングとは異なり、スポーリングは、ベアリングのレースウェイまたは転動体のランダムな穴あきまたは剥離として現れます。

電気孔食とは何ですか?

電気孔食は、ベアリングを通過する電流によって引き起こされるベアリング損傷の一種で、ベアリング表面に局所的な溶解と小さなクレーターまたはピットの形成を引き起こします。この損傷は、放電加工 (EDM) によって引き起こされる孔食に似ており、放置するとベアリングの早期故障につながる可能性があります。

結論

ベアリングのフルーティングは、VFD 駆動モーター システムでよく見られる問題で、ベアリングの早期故障や運用コストの増加を引き起こします。ベアリングのフルーティングの原因、識別、および防止戦略を理解することで、メンテナンス担当者はこの問題に積極的に対処し、モーター ベアリングの寿命を延ばすことができます。

適切なシールド、接地、ベアリング保護技術を実装することは、シャフト電圧と電流の影響を軽減し、VFD 駆動モーター システムの信頼性と効率を確保するために不可欠です。