O que é rolamento canelado

Caneluras em rolamentos são um problema comum que surge em motores elétricos, causando falhas prematuras nos rolamentos e reparos dispendiosos. Este artigo explora as causas, identificação e prevenção de caneluras em rolamentos para ajudar a manter a longevidade e o desempenho de motores elétricos.

O que é rolamento canelado

Caneluras nos rolamentos são um tipo de dano elétrico nos rolamentos causado por tensões e correntes no eixo induzidas por inversores de frequência (VFDs). Esse fenômeno resulta em um padrão característico de canal ou canal nas pistas do rolamento, levando à falha prematura do rolamento, aumento de ruído e vibração.

Causas de estrias de rolamento

• Tensões e correntes de eixo induzidas de VFDs: A comutação de alta frequência de semicondutores de potência em VFDs pode criar tensões de modo comum, levando a capacitância parasita entre os enrolamentos do estator, o rotor e o eixo do motor. Esta tensão acoplada capacitivamente faz com que as correntes do eixo fluam através dos rolamentos do motor até o terra.
• Descargas elétricas freqüentes derretem e perfuram superfícies de rolamento: Quando a tensão induzida no eixo excede a rigidez dielétrica do filme lubrificante do rolamento, ela se rompe, permitindo que a corrente seja descarregada através do rolamento. Este processo, semelhante à usinagem por descarga elétrica (EDM), causa fusão localizada e corrosão nas superfícies do rolamento.
• A tensão do eixo aumenta e descarrega através dos rolamentos do motor: À medida que a tensão do eixo se acumula, ele busca o caminho de menor resistência ao terra, que geralmente passa pelos rolamentos do motor. A descarga repetida de corrente através dos rolamentos leva a danos progressivos e à formação de padrões de estrias nas pistas.

Identificação de Caneluras de Rolamento

• Ruído de rolamento audível: Rolamentos canelados geralmente produzem ruídos audíveis distintos durante a operação, o que pode ser um indicador precoce de danos ao rolamento. O ruído é causado pela superfície irregular das pistas estriadas, levando ao aumento dos níveis de vibração e ruído.
• Padrão de estrias nas pistas dos rolamentos: Após a inspeção, as caneluras do rolamento são caracterizadas por ranhuras ou saliências paralelas e uniformemente espaçadas nas pistas do rolamento. Este padrão semelhante a uma tábua de lavar é um sinal claro de danos elétricos nos rolamentos causados pelas correntes do eixo.

Prevenção de caneluras nos rolamentos

• Blindagem e aterramento adequados do cabo VFD: Certifique-se de que os cabos de alimentação do VFD estejam devidamente blindados e aterrados para minimizar a geração de tensões de modo comum e reduzir o risco de correntes no eixo.
• Eixo do motor de aterramento: Instale dispositivos de aterramento do eixo, como escovas de carvão ou anéis de aterramento, para fornecer um caminho de baixa impedância para que as correntes do eixo fluam para o terra, desviando dos rolamentos do motor.
• Usando graxa condutiva: Aplique graxa condutora de rolamento contendo partículas metálicas ou nanotubos de carbono para fornecer um caminho controlado para a descarga das correntes do eixo, reduzindo o risco de danos ao rolamento.
• Instalação de rolamentos cerâmicos isolados: Substitua os rolamentos de aço padrão por rolamentos de cerâmica isolados, que possuem menor condutividade elétrica e podem ajudar a evitar o fluxo de correntes do eixo através dos rolamentos.
• Eixo de montagem com escudo Faraday: Instale uma blindagem Faraday ao redor do eixo do motor para bloquear o acoplamento capacitivo entre o estator e o rotor, reduzindo a geração de tensões e correntes no eixo.
• Adicionando filtros de saída VFD: Implemente filtros de saída VFD, como filtros dV/dt ou bobinas de modo comum, para reduzir a magnitude e o tempo de subida dos pulsos de tensão, minimizando o risco de correntes no eixo e danos aos rolamentos.
• Criando caminhos de aterramento de baixa impedância: Estabeleça conexões de aterramento de baixa impedância entre a carcaça do motor, as carcaças dos mancais e o VFD para fornecer caminhos alternativos para o fluxo das correntes do eixo, reduzindo a probabilidade de danos aos mancais.

Perguntas frequentes

O que é lascamento em rolamentos?

Spalling é uma forma de dano ao rolamento caracterizada pela descamação ou lascamento das superfícies do rolamento, geralmente causada por cargas excessivas, lubrificação inadequada ou fadiga do material. Ao contrário do canelura, que tem um padrão distinto de tábua de lavar, o spalling aparece como corrosão ou descamação aleatória das pistas do rolamento ou dos elementos rolantes.

O que é corrosão elétrica?

A corrosão elétrica é um tipo de dano ao rolamento causado pela corrente elétrica que passa através do rolamento, resultando em derretimento localizado e na formação de pequenas crateras ou buracos nas superfícies do rolamento. Este dano é semelhante à corrosão causada pela usinagem por descarga elétrica (EDM) e pode levar à falha prematura do rolamento se não for verificado.

Conclusão

As caneluras dos rolamentos são um problema predominante em sistemas de motores acionados por VFD, causando falhas prematuras nos rolamentos e aumento dos custos operacionais. Ao compreender as causas, a identificação e as estratégias de prevenção das caneluras dos rolamentos, os profissionais de manutenção podem abordar proativamente esse problema e prolongar a vida útil dos rolamentos do motor.

A implementação de técnicas adequadas de blindagem, aterramento e proteção de rolamentos é essencial para mitigar os efeitos das tensões e correntes do eixo, garantindo a confiabilidade e a eficiência dos sistemas de motores acionados por VFD.