В 21 веке электродвигатели становятся все более и более эффективными, но и требования к ним соответственно ужесточаются. Каждому, кто следует нормативам, известно, что важно иметь ввиду качество и надежность всех комплектующих электродвигателя, особенно касаемо подшипников. Конструктивные особенности подшипников сильно влияют на то, насколько надежно работает двигатель, как быстро он изнашивается, и высока ли его производительность.
Подшипник — один из главных узлов любого электродвигателя, ведь именно через него давит на корпус и передает ему нагрузки вал ротора. И только благодаря подшипникам существует ровный и правильный постоянный воздушный зазор между статором и ротором во время работы двигателя под нагрузкой.
По этой причине очень важно правильно выбрать подшипники: они должны быть подходящего размера, типа и исполнения, чтобы обеспечить наивысший из возможных КПД путем сведения к минимуму потерь на трение.
Неопытному работнику может показаться, что при выходе подшипника из строя никакой серьезной проблемы нет, и ни ремонта, ни обслуживания делать не нужно, ведь повреждения не так уж критичны. Зачем в таком случае тратить деньги на ремонт?
Для маломощных двигателей это может быть и так. Но для любых двигателей справедливым будет утверждение, что лучше сразу установить хорошие подшипники наиболее подходящего типа и по возможности достаточно высокого качества, которые смогут выдержать все рабочие нагрузки в обычных для данного двигателя рабочих условиях.
Что и говорить о больших мощных двигателях, где даже незначительная неисправность в подшипнике способна потянуть за собой, как снежный ком, целый ряд проблем и нарушений в работе сопряженного оборудования. Это может привести к сбою производственного процесса и к экономически вредному простою сложных и дорогостоящих станков и машин.
Поэтому в мощных электродвигателях критически важно и необходимо применять надежные подшипники высокого качества, простые в установке и демонтаже, и крайне желательно — с возможностью контроля состояния и легкого обслуживания.
Допустим имеется электродвигатель, работающий в установке с прямым приводом через муфту. Конфигурация передачи здесь продольная, поэтому радиальная нагрузка на подшипник и через подшипник на корпус двигателя не так велика, поскольку приводимая двигателем система имеет собственную опору.
Но что если принято решение переустановить данный двигатель на оборудование с ременной передачей, когда на вал двигателя будет установлен шкив? В этом случае радиальные нагрузки на подшипники значительно возрастут, и в подобных условиях не предназначенные для такой нагрузки подшипники легко могут выйти из строя. Система не сможет нормально и устойчиво работать.
В последние годы сферу разработки и производства подшипников прогресс не обошел стороной. Особенно заметны успехи в прецизионной обработке подшипниковых материалов и технологии производства подшипников, а также в направлении смазки: дорожки качения на кольцах, ролики и шарики имеют сегодня лучшие поверхности, что приводит к снижению трения и соответственно шума и к уменьшению энергетических потерь.
Лучшие смазки делают подшипники по-настоящему долговечными, а двигатели — более надежными и стойкими к преждевременному износу. Яркий пример — тяговые двигатели новейших скоростных электропоездов.
Электропоезда последнего поколения по своей сути обуславливают высокие требования к качеству и надежности тяговых электродвигателей переменного тока. И новейшие подшипники проявляют себя здесь исключительно.
Тяжелые условия работы, значительные ударные и радиальные нагрузки при высочайшей скорости вращения вала. Поезда движутся с большой скоростью, обслуживание производится редко. Налицо факт высокого качества современных подшипников.
Более всего подшипники, особенно в высокоскоростных двигателях, страдают от электрической эрозии. Причина этого разрушительного явления в том, что через подшипник текут блуждающие токи. Чем больше ток и чем длительнее его воздействие — тем сильнее повреждение подшипника.
Возникающие время от времени электрические дуги вызывают эрозию, в результате чего на дорожках качения и телах качения формируются маленькие кратеры, приводящие к выходу подшипника из строя раньше времени.
Керамические тела качения в подшипниках, а также диэлектрическое покрытие наносимое путем плазменного напыления, - помогают решить проблему эрозии. На слой керамики наносят герметизирующую акриловую смолу. Для тяговых двигателей высокоскоростных поездов это важно. Смола защищает подшипник от пагубного действия пара и щелочных моющих средств, которые применяют при мытье составов.
Важным фактором для продления срока службы любого подшипника является адекватный режим его смазывания. Смазка должна в достаточном количестве проникнуть к телам качения.
Анализ методами вычислительной гидродинамики и конечных элементов помогает оптимизировать распределение смазки и сохранить прочность подшипника. Разумеется, это поможет продлить жизнь узлу лишь в том случае, если подшипник подобран правильно, в соответствии с условиями рабочих нагрузок двигателя в котором он установлен.
Обычно для оптимизации экономических затрат на обслуживание подшипников, плановое техобслуживание всего оборудования согласуют с графиком обслуживания других его частей. Для этого по возможности продлевают межсмазочные интервалы непосредственно подшипников электродвигателей, применяя эффективные уплотнители и лучшие способы их смазывания.
Смотрите также на сайте: Эксплуатация, техническое обслуживание и устранение неисправностей подшипников электродвигателей