Выход из строя подшипников электродвигателя в чем причина

Основные признаки неисправности подшипника

Признаки неисправности подшипника

В процессе изготовления подшипниковых узлов к этим деталям предъявляют достаточно высокие требования. Они должны соответствовать определенным стандартам качества, чтобы исключить износ всей конструкции в процессе эксплуатации. Это высокоточные изделия, которые используются во многих сферах: начиная от производственного оборудования, робототехники и заканчивая разными видами транспортных средств.
Долгий срок службы и высокие рабочие показатели подшипников качения являются результатом грамотного подбора конкретной модели и соблюдения основных эксплуатационных условий. Мир подшипников отмечает, что представленные узлы активно используются в разных условиях, они постоянно подвергаются высоким нагрузкам. Именно нагрузки становятся одной из главных причин серьезного повреждения детали.
Основные признаки неисправности подшипника заключаются в том, что данный узел перестает качественно выполнять свою работу. Определить конкретный эксплуатационный срок поможет материал, из которого были изготовлены запчасти. Поэтому при покупке важно обратить внимание на плотность металла, его степень устойчивости к термическим, химическим и физическим рабочим условиям. Дополнительно учитывают качество смазывающих материалов и частоту регулярного обслуживания узла.

Причины неисправности подшипникового узла

Все дефекты подшипников условно можно разделить на четыре группы: технические, механические, термические и человеческий фактор.

Выход из строя по причине технической неисправности:
• Применение некачественного материала с плохими свойствами.
• Плохое качество изготовления и сборки узла.
• Плохое качество уплотнительных материалов и смазывающего вещества.
• Нарушенные условия хранения опорных подшипниковых узлов.
• Одной из главных причин поломки считается неправильный подбор конкретной модели для машин или другого типа оборудования.

Профессиональная дефектовака подшипников часто указывает на то, что деталь неисправная в результате механических эксплуатационных причин:
• Симптомы неисправности могут проявиться в результате попадания внутрь грязи и прочих посторонних предметов.
• Происходит постепенное разрушение конструкции в процессе естественной коррозии.
• Применение низкокачественного смазывающего вещества или использование смазки, которая не предназначена для этого типа узла.
• Ступица и другие виды поверхностей были испорчены коррозией.
• Усталость металла, что является последствием кромочных напряжений.
• Наличие эрозии в процессе попадания электрического тока на рабочую конструкцию.
• Поломка устройства из-за нарушенных условий монтажной процедуры.
• Эксплуатация детали в непредназначенных для нее рабочих условиях.

Среди наиболее распространенных термических причин выделяют следующие:
• Нарушенные правила монтажа, дальнейшей эксплуатации запчасти, нагрев металла ‒ все это способствует уменьшению прочностных характеристик детали и ее дальнейшей деформации.
• Использование оборудования неподалеку от термических печей.
• Применение низкокачественного смазывающего вещества, что исключает целостность защитной прозрачной пленки. В результате для скольжения потребуется задействовать больше усилий, что становится причиной сильного нагрева рабочих поверхностей скольжения. Как результат: происходит стирание подшипниковых узлов.
Не менее распространенным является и человеческий фактор, что также приводит к поломке узлов:
• Непрофессионализм мастера (когда мастер неправильно подобрал деталь, которая не может эксплуатироваться в данных рабочих условиях).
• Халатное отношение к своей работе, подобранным деталям, оборудованию.
• Нарушенный монтаж ‒ перекос или деформация узлов.
• Работа с неправильно подобранным набором инструментов.
При нарушенных правилах монтажа и дальнейшего обслуживания на кольцах часто образовываются сколы, поверхности деформируются. В результате перекоса колец происходит перегрев и дальнейшее истирание поверхностей, попадание грязи, пыли и несоосность в эксплуатации колец.

Симптомы неисправности

Первые симптомы неисправности детали можно заметить не только визуально, но и услышать. Во время работы мастер сразу же отметит нехарактерные звуки в виде металлического скрежета или хруста. В связанных механизмах можно заметить люфт, биение, дисбаланс центровки узлов в горизонтальной и вертикальной плоскости. Все это является дефектами скольжения, возникающими из-за проблем со смазкой. Таким образом, тела (шарики или ролики) будут повреждены, их форма меняется. Это приводит к образованию люфта.
Если рассматривать признаки выхода из строя подшипникового узла ступичного типа на примере автомобиля, то поломка проявиться в том, что колесо будет постоянно болтаться. Когда речь идет о поломке выжимного подшипника, невозможно будет осуществлять переключение передач или свободно выжимать сцепление.
Детали, зафиксированные на первичном вале в коробке передач, а также подвесной узел на карданной передаче при включенном моторе издает характерный шум. При поломке опорной детали передней подвески водитель отметит нарушенное управление машиной. Во время езды автомобиля слышится стук, писк, гул, а машину постоянно тянет в сторону. Это и есть основные признаки износа подшипникового узла.

Как определить неисправность

Разбираясь с вопросом, как определить неисправность подшипника, нужно учесть термические, физические и механические симптомы. Во время эксплуатации слышится нехарактерный гул, скрежет, стук, вибрации. Что касается визуальных симптомов ‒ это наличие коррозии, сколов и трещин на рабочей поверхности. Физическую и термическую поломку можно заметить сразу же, без проведения дополнительной дефектовки. Главные признаки неисправности помогут мастеру своевременно определить проблему и быстро ее решить.

Источник

Поломки электродвигателей из-за подшипников

Неисправности подшипников являются одной из главных причин поломок электродвигателей. Таким образом, понимание сути проблем с подшипниками и способов их решения позволяет повысить надежность оборудования.

По экспертным оценкам, неполадки с подшипниками вызывают более половины из общего числа поломок электрических двигателей. Поэтому при проведении обслуживания следует обратить особое внимание на контроль состояния шариковых и роликовых подшипников, корпуса подшипников и валы.

Когда электромотор сломался, необходимо осмотреть подшипники – даже если сгорели обмотки. Да, возможно, неисправность произошла из-за проблем с питанием, перегрева или попадания влаги. Но чаще всего проблема в подшипнике. Например, если по той или иной причине в подшипнике увеличивается трение, то нагрузка на двигатель и потребляемый ток возрастают.

Как определить причину поломки электродвигателя?

Сначала необходимо тщательно исследовать подшипник и соседние места на предмет наличия загрязнений, повреждений, перекосов и следов износа. Далее, нужно проверить валы и торцевые крышки на износ и повреждение. Если вал изношен или поврежден, следует провести ремонт или замену. Многие мастерские по ремонту электродвигателей могут произвести пламенное напыление металла на нужное место вала в соответствии с его первоначальной спецификацией.

По окончании ремонта следует убедиться, что ремонтирующая организация проверила размер и посадку всех компонентов по технической документации. Допуски должны, с одной стороны, не препятствовать тепловому расширению всех компонентов во время работы, а с другой – обеспечивать достаточно свободный ход подшипника без перегрева и заклинивания.

После повторной сборки двигателя нужно проверить, свободно ли он вращается. После установки на место проводятся рабочие испытания: проверка напряжения и тока, проверка сопротивления изоляции, проверка норм точности и анализ вибраций. Важный шаг, особенно для частотно-регулируемых приводов, это проверка надежности изоляции подшипников от корпуса электродвигателя. Если изоляция не обеспечена, блуждающие токи могут повредить подшипник и другие части мотора.

Следует убедиться в достаточном торцевом биении фиксированных подшипников и осевом перемещении плавающих подшипников. Это позволит скомпенсировать удлинение вала из-за нагрева при работе, предотвратить нежелательный натяг и обеспечить долговечность подшипника.

С другой стороны, торцевое биение не должно быть избыточным, переходящим в люфт. Это может происходить из-за износа подшипников и посадочных мест в корпусе и на валу, износа или изгиба вала. Люфт не всегда легко обнаружить при нормальной работе и регулярных проверках, если он не слишком велик. Среди его симптомов – повышенный уровень вибраций и перегрев вала. Если наблюдаются эти симптомы, необходимо проверить состояние подшипников.

Источник

Износы и повреждения подшипников электрических машин

Статистические данные и анализ повреждений вращающихся электрических машин свидетельствуют, что износ и выход из строя подшипников, наряду с выходом из строя изоляции обмоток, являются наиболее частыми причинами отказов электрических машин. В преобладающем большинстве случаев при износе подшипников ротор (якорь) начинает задевать за активную сталь статора (индуктора), в месте задевания резко увеличивается температура или происходит сдвиг листов в зубцах, что приводит к повреждению изоляции обмоток.

Вследствие повреждений подшипников возникает 20—25% отказов электродвигателей серии А и 10—40% серии АО; по вине подшипникового узла происходит около 10% отказов электродвигателей серий А, АО, А2, АО2, АОЛ, АОЛ2.

Конструкция подшипниковых узлов электрических машин мощностью до 125 кВт сравнительно проста. В электрических машинах используют шариковые и роликовые подшипники качения и подшипники скольжения. В преобладающем большинстве электрических машин применяют подшипники качения. В электродвигателях единой серии 4А с высотой осей вращения 56—132 мм устанавливают шариковые подшипники.

В электродвигателях с большей высотой вращения со стороны привода устанавливают роликовые, а с противоположной стороны — шариковые подшипники. Наиболее распространенной причиной выхода из строя подшипников качения является износ поверхности беговых дорожек и тел качения, вследствие чего увеличивается радиальный зазор в подшипниках.

При работе электрических машин смазка в подшипниках стареет и загрязняется пылью и абразивными частицами, которые попадают в подшипник из окружающей среды или с электрической машины (металлическая пыль, продукты коррозии и износа щеток и др.). При интенсивном проворачивании внешнего кольца подшипника вследствие ослабления посадки в подшипниковом щите частицы материала щита также попадают в подшипник. Особенно часто это явление наблюдается у электродвигателей с подшипниковыми щитами, изготовленными из алюминиевого сплава.

Одной из причин выхода подшипников из строя также является неправильная их посадка на вал. При напрессовке подшипников на вал с большим натягом возникает защемление тел качения, повышенный нагрев и выгорание смазки. В этих случаях подшипники быстро изнашиваются. При слабой посадке подшипников их внутренние кольца вращаются на валу, нагреваются и расширяются, в результате чего защемляются тела качения и подшипник также выходит из строя.

У электродвигателей наиболее часто выходят из строя подшипники со стороны конца вала со шпоночной канавкой, что объясняется большей нагрузкой подшипников, установленных со стороны приводимых электродвигателями механизмов. В машинах постоянного тока отказы подшипников со стороны коллектора составляют 60—90% всех отказов подшипников. Такое явление связано с интенсивным попаданием в подшипники пыли, возникающей при трении щеток о поверхность коллектора.

Большое влияние на срок службы подшипников, наряду с другими факторами, оказывает вибрация электрических машин в результате неуравновешенности вращающихся частей, передачи вибрации от приводимого электрической машиной механизма и пр.

Долговечность подшипников рассчитывается исходя из условий усталостной прочности, на которую основное влияние при нормальной эксплуатации оказывают нагрузка и скорость вращения.

Срок службы подшипников можно рассчитать по формуле:

Приведенная нагрузка определяется с учетом радиальной и осевой составляющих нагрузки на подшипник, его кинематики, вибрации и температуры. Показатель k для обычно применяемых в подшипниковой промышленности сталей равен 3,33.

Условия работы подшипников скольжения имеют свои особенности. В электрических машинах напряжением до 500 В, которые широко используются в народном хозяйстве, подшипники скольжения почти не применяются, за исключением подшипников погружных электродвигателей. В подшипниках погружных электродвигателей подшипниковая пара состоит из напрессованной на вал втулки из нержавеющей стали 3X13 или 4X13 и резиновой втулки, армированной железом, или втулки из текстолита марки Б. Резиновую армированную втулку или текстолитовую втулку запрессовывают в подшипниковые щиты. Смазкой таких подшипников служит вода, заполняющая внутреннюю полость электродвигателя и заливаемая перед его опусканием в скважину. Для изготовленных из нержавеющей стали втулок радиальных подшипников характерным является износ поверхности и наличие трещин. Износ поверхности по длине втулок обычно равномерный. В случаях повреждения узла уплотнения верхнего конца вала во внутреннюю полость электродвигателей попадает песок или другие абразивные частицы и на поверхности втулок возникают кольцевые риски.

Проверка состояния поступающих в капитальный ремонт погружных электродвигателей показала, что у 22,8% электродвигателей имеются трещины вдоль втулок. Это объясняется тем, что нержавеющие стали 3X13 и 4X13 после термообработки становятся хрупкими. После напрессовки на валы в таких втулках возникают внутренние напряжения, значения которых приближаются к пределу прочности втулок. Обычно после напрессовки и охлаждения во втулках возникают начальные небольшие микротрещины, которые в процессе эксплуатации электродвигателей развиваются и превращаются в трещины, проходящие по всей длине втулок, в результате чего подшипник выходит из строя.

Для резиновых и текстолитовых втулок подшипников характерными являются износ и выкрашивание материала на рабочих поверхностях. У некоторых втулок из текстолита на рабочих поверхностях наблюдаются следы подгорания, вызванные, так называемым, «сухим ходом» электродвигателя, т. е. работой подшипников без смазки водой. Наиболее распространенными дефектами упорных подшипников погружных электродвигателей являются трещины на рабочей поверхности пяты и выкрашивание поверхности трения подпятника.

Приведенные выше данные об отказах и характерных дефектах подшипников электрических машин свидетельствуют о том, что подшипники являются элементом электрических машин, требующим периодического контроля технического состояния в процессе эксплуатации.

Источник

➤