Как продлить срок службы подшипников электродвигателя?

Электродвигатели играют жизненно важную роль в мировой экономике: ими расходуется почти 70% электроэнергии, потребляемой промышленностью. Для сокращения энергозатрат промышленного оборудования сейчас широко используются частотно-регулируемые двигатели. Однако такие системы могут вызвать преждевременный отказ двигателя за счет электроповреждений подшипников, вызываемых синфазным напряжением.
Электроповреждения обычно возникают, когда между валом и корпусом электродвигателя возникает разность потенциалов. Тогда между кольцами и телами качения подшипников случаются электрические пробои, которые вызывают локальный нагрев и микроповреждения поверхностей качения. Участки поверхности обоймы подшипника становятся разрушаются, оказывая абразивное воздействие на шарики и поверхности качения.
Первым признаком повреждения подшипника обычно является слышимый шум из-за того, что шарики подшипника перемещаются по поврежденной поверхности. Но к тому времени, когда возникает этот шум, повреждения обычно становятся настолько значительными, что подшипник уже нуждается в срочной замене.
Наиболее распространенное решение для устранения вероятности электроповреждения подшипников – это эффективное заземление вала и корпуса электродвигателя, чтобы на них не накапливался электрический заряд.
Сегодня в промышленности существует несколько типов устройств заземления вала:
- графитовые щетки - обеспечивают электрическое соединение между вращающейся и неподвижной частями двигателя и отводят ток от ротора к земле. Щетки подвержены износу из-за механического контакта с валом.
- кольцевые волокнистые щетки - работают как графитовые щетки, но содержат несколько нитей электропроводящих волокон, расположенных внутри кольца вокруг вала.
- заземляющие изоляторы подшипников - сочетают бесконтактный изолирующий экран и изолированное токопроводящее кольцо с нитью для отвода токов вала от подшипников.
Все эти решения нуждаются в частом сервисном обслуживании и не являются 100% гарантией от электроповреждений. Так что в последнее время в дополнение к этим мерам всё чаще используются токоизолированные подшипники. Как правило, в них шарики имеют керамическое покрытие, предотвращая прохождение тока вала через подшипники к двигателю. Такие известнейшие производители подшипников, как Timken, SKF, NKE, NSK, NTN, имеют в своем ассортименте линейки токоизолированных подшипников. Как правило, линейки ограничены диаметрами отверстий от 50 до 110 мм, но есть и крупногабаритные серии, например, для ветрогенераторов. Нужно отметить, что такие подшипники существенно дороже обычных подшипников, однако разница в цене многократно окупается за счет более длительного срока службы.