Подшипники для электродвигателей: назначение, применение и виды

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.

Источник

Подшипники скольжения электродвигателей

Предлагаем услуги по изготовлению и ремонту вкладышей подшипников скольжения с баббитовым покрытием.

Возможен ремонт изношенных баббитовых вкладышей и замена баббитового покрытия.
Вкладыши поставляются готовыми к установке и эксплуатации.

Вкладыши (подшипники) скольжения (перечень основных позиций):

• ПК 90х100
• ПК 90х110
• ПК 110х110
• ПК 120х116
• ПК 120х120
• ПК 120х140
• ПК 120х160
• ПК 130х140
• ПК 140Х140
• ПК 150х150
• ПК 160Х160
• ПК 180х180
• ПК 200х200
• ПК 220х220
• ПК 250х250
• ПК 280х280
• ПК 300х300
• ПК 350х250
• ПК 400х400
• ПК 500х500
• ПК 700х700

*Изготовление вкладышей по индивидуальным требованиям(чертежам) заказчика

Подшипники скольжения электродвигателей

Современные подшипники скольжения электродвигателей — это направляющая (опора) машины, механизма, трение в которой осуществляется в процессе скольжения сопряженных поверхностей. Подшипники скольжения электродвигателей состоят из корпуса, внутри которого находится цилиндрическое отверстие. В это отверстие вставляется рабочий элемент из антифрикционного материала — это может быть втулка либо вкладыш.

Между отверстием втулки и валом подшипника скольжения электродвигателя предусмотрен зазор, который наполняется смазочным материалом. Эта смазка позволяет валу свободно вращаться. При создании подшипников, которые функционируют в режиме отделения поверхностей трения слоем смазочного материала, расчету зазора уделяется повышенное внимание. Для этого используется гидродинамическая теория смазки.

Подшипники скольжения электродвигателей: классификация и маркировка

Обычно подшипники скольжения электродвигателей классифицируются по диаграмме Герси-Штрибека согласно режимам работы. Существует несколько типов разделения:

• Классификация по форме подшипникового отверстия
  • многоповерхностные и одноповерхностные,
  • без смещения или со смещением поверхностей относительно направления вращения (подшипники скольжения электродвигателей без смещения используются там, где необходимо реализовать обратное вращение);
  • без смещения или со смещением центра (этот параметр важен при установке валов по окончании монтажа);
• Классификация по направлению распределения нагрузки
  • осевые (подпятники, упорные);
  • радиальные;
  • радиально-упорные;
• Классификация по конструкции
  • разъемные/разборные, состоящие из крышки и корпуса; разделение на две половины (внутренняя сферическая деталь и наружная обойма) осуществляется по технологическим соображениям;
  • втулочные (неразъемные);
  • рамовые/встроенные (такие подшипники скольжения электродвигателей составляют единое целое с картером, станиной машины или рамой);
• Классификация по числу масляных клапанов
  • с несколькими клапанами;
  • с единственным клапаном;
• Классификация по возможностям регулирования
  • регулируемые,
  • нерегулируемые.

Находящиеся в продаже подшипники скольжения электродвигателей могут иметь маркировку в виде дополнительных букв, которые необходимы для обозначения специфических конструктивных особенностей. Если подшипник имеет маркировку ШС, это значит, что конструкцией предусмотрено наличие канавки, через которую осуществляется подача смазочного материала.

Способы смазки подшипников скольжения электродвигателей

Согласно ГОСТ, в подшипниках может использоваться любой тип смазки, обеспечивающий нормальные условия эксплуатации: масло, вода, бензин, керосин, масляная или водная эмульсия. Иногда в качестве смазки в подшипниках скольжения могут применяться газы или жидкие металлы.

Особое значение имеет способ смазки:

• непостоянная подача малого количества несовершенной смазки (используется при малых скоростях скольжения);
• обычно непрерывная подача несовершенной смазки (используется при малых скоростях, переменном вращении и больших нагрузках);
• кольца, масляная ванна (используется при практически постоянной нагрузке средней и большой силы);
• подача несовершенной смазки под давлением (применяется при переменных нагрузках);
• кольца, жидкая смазка под давлением или комбинированный способ (используется при малых окружных скоростях валов при переменной или направленной нагрузке, лучший пример —высоковольтные электродвигатели);
• жидкая смазка под давлением (незаменима при больших скоростях, но слабонагруженных опорах).

Достоинства подшипников скольжения электродвигателей

Обычно подшипники скольжения электродвигателей выбираются из-за тех преимуществ, которое дает их использование, а именно:

• низкий уровень шума;
• высокая надежность даже при работе в высокоскоростных приводах;
• небольшие радиальные размеры;
• стойкость к вибрации и механическим воздействиям, ударам;
• во время ремонтных работ нет необходимости демонтировать другие детали;
• возможность эксплуатации в водной среде;
• возможность изменения зазора;
• точная установка геометрической оси вала.

Применение подшипников скольжения электродвигателей

Из названия понятно, что подшипники скольжения электродвигателей применяются в двигателестроении. Именно на данный элемент опираются коленвалы. Выбор в пользу данного типа подшипников очевиден, так как они выдерживают максимальные нагрузки, температуру и обороты.

Подшипники скольжения прекрасно себя зарекомендовали при работе с жидкостными смазочными материалами. Поэтому при создании высокоточных аппаратов, таких как двухскоростные асинхронные двигатели, используются данные устройства, а не подшипники качения, скоростные характеристики которых зависят от очень большого перечня дополнительных параметров.

Признаки повреждения и износа подшипников скольжения электродвигателей

Главная причина выхода из строя подшипника скольжения — это износ рабочей поверхности, появление сколов на некоторых участках и литейные раковины. Если сколы и раковины не очень большие, они поддаются ремонту — завариваются ацетиленово-кислородной горелкой. Если осуществляется починка бронзовых и латунных подшипников скольжения, то в качестве присадки используют латунную проволоку, а в качестве флюса — порошок, в состав которого входит 10% борной кислоты, 20% соли поваренной и 70% буры. Если изделие износилось достаточно сильно, оно не подлежит ремонту, а заменяется.

Вот основные признаки, по которым происходит выбраковка подшипников:

• трещины втулок;
• трещины вкладышей;
• большие сколы;
• нарушение связи антифрикционного слоя и корпуса;
• механический износ, превышающий допустимые нормы;
• значительное расширение диаметрального зазора (более чем в два раза).

Источник

Проверка и замена подшипников в электродвигателе

Создание вращения – вот главная задача электродвигателя . В двигателях есть подшипники , которые служат для уменьшения трения в механизмах . Чтобы увеличить их срок службы до нескольких раз – за ними нужно постоянно следить и своевременно смазывать . При износе требуется замена одного или сразу двух подшипников .

Также необходимо проводить техническое обслуживание электромотора , при этом электродвигатель разбирают и из него извлекаются якорь или ротор с двумя подшипниками на валу . Мотор необходимо разбирать строго по представленной ниже инструкции .

Проверка подшипников электродвигателя

Необходимо всегда проверять состояние подшипников электродвигателя . Если их износ значительно превышает допустимые пределы , они начинают перегреваться , а работа мотора становится шумной . При игнорировании такой работы мотора и несвоевременной замене подшипников , при вращении неподвижная часть мотора статор и его подвижная – ротор , начинают касаться друг друга и это может привести к серьезной поломке мотора и , как следствие , замене якоря или ротора .

Проверять подшипники можно самостоятельно . При этом , электродвигатель нужно поместить на твердую поверхность , далее положить сверху на него руку и несколько раз провернуть вал . Ротор при вращении не должен заедать , также необходимо обратить внимание присутствуют ли царапающие звуки или вращение ротора с рывками , это свидетельствует о том , что подшипники потребуют замены в самое ближайшее время .

Проверка люфтов

В подшипниках качения ( шариковых или роликовых ) должен присутствовать радиальный и продольный или осевой люфты . Это является нормой , потому что даже в новых подшипниках имеются некоторые люфты , но они не должны превышать допустимые пределы .

• Чтобы проверить радиальный люфт подшипника , необходимо поместить электродвигатель на твердую поверхность и , взявшись рукой за вал , постараться как можно больше его отклонить . Для бытовых моторов отклонение должно быть практически незаметным .
• Для проверки осевого люфта нужно потянуть за вал на себя или толкнуть ротор от себя , в бытовых электродвигателях отклонение не должно превышать более трех миллиметров , чем меньше его величина , тем лучше .

Если , разобрав электродвигатель , вы обнаружили следы трения ротора о статор , то это означает значительный износ подшипников . При сильной потертости ротора его необходимо заменить .

Как снять подшипник с вала электродвигателя

Для снятия подшипника с вала требуются специальные съемники , которые различаются по размеру и конструкции . Массивные , с тремя-четырьмя лапами захвата , используются для больших валов крупных двигателей , для маленьких валов можно применять съемники со сменными пластинами или планками захвата .

Упор нужно делать на внутренне кольцо подшипника . При вращении также можно применять кусок трубы для удлинения рычага для упрощения проворачивания , также можно смазать вал машинным маслом для облегчения вращения .

Установка подшипника обратно

Ширина , внешний и внутренний диаметры нового подшипника должны полностью соответствовать размерам заменяемого . Грязь не должна попадать внутрь при установке подшипника , так как ее попадание может стать причиной быстрого выхода из строя электродвигателя . Также необходимо проверить отсутствие внутри коррозии , сколов и прочих повреждений . Подшипники насаживаются с помощью металлической трубы , диаметр которой точно соответствует внутреннему диаметру кольца подшипника .

Перед началом установки , все задействованные поверхности должны быть смазаны . Подшипник должен быть насажен без перекосов . На трубе нужно сделать набалдашник , благодаря которому появляется возможность ударять строго по центру , а не по сторонам трубы .

Для упрощения процесса лучше всего прогреть подшипник в кипящем масле , делать это следует примерно пять-десять минут . При этом наиболее оптимальный вариантом является использование электроплитки , а не открытого огня , с целью соблюдения правил безопасности . Затем нужно достать подшипник металлическим крючком и надеть его на ротор при помощи клещей или тряпки .

Смазка подшипника электродвигателя

Работа подшипника зависит от смазки , сделанной изначально при его установке , потому что для большого количества электродвигателей , добавление смазки в подшипники после их сборки конструктивно не предусмотрено .

Для моторов с оборотами до 3000 оборотов в минуту , при смазке подшипников лучше всего использовать густую смазку , такую как Литол 24 ( влагостойкая ) или Циатим 201 ( не влагостойкая ), а для двигателей с более высокими скоростями , лучше применять смазку ЦИАТИМ-202 .

Камеру подшипника электромотора с оборотами до 3000 оборотов минуту заполняют примерно на половину смазкой , а для скоростных моторов подшипниковую камеру заполняют не более чем на одну треть ее объема .

Допустимая температура подшипника электродвигателя

Предельно-допустимая температура подшипников электродвигателя должна соответствовать следующим значениям :

• для подшипников качения ( шариковых или роликовых ), использующихся в бытовых моторах и применяющихся в большинстве случаев на производстве , температура должна быть не более 100 ° С ;
• для подшипников скольжения , не должна превышать 80 ° С , в этом случае температура масла должна быть менее 65 ° С .

На производстве , при необходимости работы электродвигателя в жарких условиях нужно применять специальные модели подшипников , которые могут выдерживать достаточно высокие температуры .

Источник