Что такое подшипниковый рифление

Рифление подшипников — распространенная проблема, возникающая в электродвигателях, вызывающая преждевременный выход подшипников из строя и дорогостоящий ремонт. В этой статье рассматриваются причины, выявление и предотвращение образования рифлений в подшипниках, которые помогают сохранить долговечность и производительность электродвигателей.

Что такое подшипниковый рифление

Рифление подшипника — это тип электрического повреждения подшипника, вызванного напряжениями на валу и токами, наводимыми преобразователями частоты (ЧРП). В результате этого явления на дорожках качения подшипника образуется характерный рисунок «стиральной доски» или рифленый рисунок, что приводит к преждевременному выходу подшипника из строя, повышенному шуму и вибрации.

Причины рифления подшипника

• Наведенные напряжения и токи на валу от преобразователей частоты: Высокочастотное переключение силовых полупроводников в преобразователях частоты может создавать синфазные напряжения, приводящие к возникновению паразитной емкости между обмотками статора, ротором и валом двигателя. Это емкостное напряжение заставляет токи вала течь через подшипники двигателя на землю.
• Частые электрические разряды плавят и разрушают опорные поверхности.: Когда наведенное напряжение на валу превышает диэлектрическую прочность смазочной пленки подшипника, она разрушается, позволяя току проходить через подшипник. Этот процесс, аналогичный электроэрозионной обработке (ЭЭО), вызывает локальное плавление и изъязвление поверхностей подшипников.
• Напряжение на валу накапливается и разряжается через подшипники двигателя.: По мере накопления напряжения на валу оно ищет путь наименьшего сопротивления относительно земли, который часто проходит через подшипники двигателя. Повторный разряд тока через подшипники приводит к прогрессирующему повреждению и образованию рифлений на дорожках качения.

Идентификация рифлений подшипников

• Слышен шум подшипников: Рифленые подшипники во время работы часто издают отчетливый звуковой шум, который может быть ранним признаком повреждения подшипника. Шум вызван неровной поверхностью рифленых дорожек качения, что приводит к повышению уровня вибрации и шума.
• Рифление дорожек качения подшипников: При осмотре рифление подшипника характеризуется наличием равномерно расположенных параллельных канавок или выступов на дорожках качения подшипника. Этот рисунок, напоминающий стиральную доску, является явным признаком электрического повреждения подшипника, вызванного токами на валу.

Предотвращение рифления подшипника

• Надлежащее экранирование и заземление кабеля ЧРП.: Убедитесь, что силовые кабели ЧРП надлежащим образом экранированы и заземлены, чтобы свести к минимуму образование синфазных напряжений и снизить риск возникновения токов на валу.
• Заземление вала двигателя: Установите устройства заземления вала, такие как угольные щетки или заземляющие кольца, чтобы обеспечить путь с низким импедансом для прохождения токов вала на землю, минуя подшипники двигателя.
• Использование проводящей смазки: Нанесите проводящий смазка для подшипников содержащие металлические частицы или углеродные нанотрубки, обеспечивающие контролируемый путь разряда токов вала, снижая риск повреждения подшипников.
• Установка изолированных керамических подшипников: Замените стандартные стальные подшипники изолированными керамическими подшипниками, которые имеют более низкую электропроводность и могут помочь предотвратить протекание токов вала через подшипники.
• Установка вала с экраном Фарадея: Установить экран Фарадея вокруг вала двигателя, чтобы блокировать емкостную связь между статором и ротором, уменьшая возникновение напряжений и токов на валу.
• Добавление выходных фильтров VFD: Внедрить выходные фильтры ЧРП, такие как фильтры dV/dt или синфазные дроссели, чтобы уменьшить величину и время нарастания импульсов напряжения, сводя к минимуму риск токов на валу и повреждения подшипников.
• Создание путей заземления с низким сопротивлением: Установите низкоомные заземляющие соединения между корпусом двигателя, корпусами подшипников и преобразователем частоты, чтобы обеспечить альтернативные пути прохождения токов на валу и снизить вероятность повреждения подшипников.

Часто задаваемые вопросы

Что такое растрескивание подшипников?

Откол — это форма повреждения подшипников, характеризующаяся отслаиванием или сколами поверхностей подшипников, часто вызванная чрезмерными нагрузками, недостаточной смазкой или усталостью материала. В отличие от рифления, которое имеет отчетливый рисунок «стиральной доски», растрескивание проявляется в виде случайных выкрашиваний или отслаивания дорожек качения подшипника или тел качения.

Что такое электропиттинг?

Электрическая питтинговая коррозия — это тип повреждения подшипника, вызванный прохождением через него электрического тока, приводящий к локальному плавлению и образованию небольших кратеров или ямок на поверхностях подшипника. Это повреждение похоже на точечную коррозию, вызванную электроэрозионной обработкой (ЭЭР), и, если его не остановить, может привести к преждевременному выходу из строя подшипника.

Заключение

Рифление подшипников является распространенной проблемой в системах двигателей с приводом от частотно-регулируемого привода, вызывая преждевременный выход подшипников из строя и увеличивая эксплуатационные расходы. Понимая причины, идентификацию и стратегии предотвращения образования канавок в подшипниках, специалисты по техническому обслуживанию могут активно решать эту проблему и продлить срок службы подшипников двигателя.

Внедрение надлежащего экранирования, заземления и защиты подшипников имеет важное значение для смягчения воздействия напряжений и токов на валу, обеспечивая надежность и эффективность систем двигателей с частотно-регулируемым приводом.