8 800 555 2278
Санкт-Петербург            Напишите нам письмо

NKE представляет подшипники качения, защищенные от повреждения электрическим током

К СПИСКУ НОВОСТЕЙ


NKE представляет подшипники качения, защищенные от повреждения электрическим током

NKE-insocoat.jpg Особенностью электрически изолированных подшипников качения является электрическая изоляция, встроенная в подшипник и защищающая его от повреждений, возникающих при прохождении электрического тока через подшипник. С такими подшипниками нас знакомит инженер-технолог компании NKE Клаус Грисзенбергер.

При неблагоприятных эксплуатационных условиях подшипники, используемые в электрических мшинах, могут быть повреждены при проходе через них электрических токов. В таких машинах в контактной зоне подшипника часто возникают электрические разряды между телами качения и дорожками качения на внутреннем или наружном кольце, вызывая точечное расплавление поверхностей, которое в свою очередь приводит к образованию кратеров, переносу частиц материала подшипника и местному повреждению его микроструктуры. Материал подшипника в этом случае подвергается высокому тепловому напряжению.

Shaft-Grinding-ring-kit.jpg По крайней мере, очень тонкий слой разрушенной поверхности при прокатывании по нему тел качения подвергается другому стабилизирующему процессу и становится чрезвычайно твердым и чувствительным к растрескиванию. Этот процесс часто упоминается в литературе как электрическая коррозия. Этот процесс также приводит к разрушению смазочного материала. Сырая нефть и добавки, содержавшиеся в смазке, окисляются, о чем обычно можно судить по черному цвету смазки. Это преждевременное старение смазки ослабляет ее способность создавать смазочную пленку между соприкасающимися металлическими поверхностями подшипника. Повреждение функциональных поверхностей подшипника и потеря смазкой своих свойств быстро приводят к выходу подшипника из строя.

Главные причины возникновения электрического разряда в подшипнике известны. Асимметрия в магнитном потоке электрической машины дает начало возникновению разности потенциалов низкочастотного напряжения между валом и корпусом машины, следствием которой является прохождение электрического тока через подшипник качения. Появлению и прохождению тока через подшипник может также способствовать использование неэкранированных асимметричных электрических кабелей и нарушения в схеме заземления машины.

Другая причина кроется в широком использовании в современных электрических машинах преобразователей частоты. Принцип работы преобразователей частоты основан на широтно-импульсной модуляции и поддержании базового высокочастотного напряжения, которое также может привести к прохождению электрического тока через подшипник. Разряды накапливающегося статического электричества между валом и корпусом являются другой возможной причиной прохождения токов через подшипник.

Признаки электрической коррозии и меры противодействия

Electrical_demage-4.jpgТипичные признаки электрической коррозии включают серые, запятнанные дорожки качения и такие же пятна на поверхностях тел качения. Также становятся заметными, главным образом, на дорожках качения кратеры с расплавленными краями или рифленая поверхность. Повреждение подшипника из-за электрического разряда и прохождения тока, обычно проявляется в увеличении шума при работе подшипника.

Чтобы предотвратить повреждения такого вида, желательно изолировать посадочное место подшипника в корпусе или на валу. Однако это влечет за собой дорогостоящие изменения конструкций окружающих частей. Простое, экономичное решение состоит в том, чтобы использовать в машинах электрически изолированные подшипники качения, поскольку они могут заменить их неизолированные типы без изменения общей конструкции узла. 

NKE Insulated Group-2.jpgЭлектрически изолированные подшипники имеют нанесенный на поверхности изолирующий слой из окиси керамических материалов и их внешние размеры и технические характеристики ничем не отличаются от соответствующих неизолированных типов подшипников. Кроме того, использование электрически изолированных подшипников является недорогим вариантом по сравнению с изоляцией посадочных мест подшипников на валу и в корпусе узла. Эти подшипники являются полностью взаимозаменяемыми с обычными подшипниками качения, потому что имеют ту же самую размерность и технические характеристики.

Номенклатура электрически изолированных подшипников обычно включает цилиндрические и конические роликовые подшипники, а также радиальные шариковые подшипники и их применение простирается от тяговых двигателей железнодорожных локомотивов до промышленных электродвигателей и генераторов, особенно используемых в сочетании с быстро переключающимися преобразователями частоты. Rev_Insulated_Bearings.jpg

Изолирующий слой подшипников

Электрически изолированные подшипники, поставляемые компанией NKE, имеют изоляционное покрытие, которое наносится плазменным распылением на наружное или внутреннее кольцо. Струя плазмы служит средой переноса с высокой скоростью напыления порошка окиси алюминия на поверхности подшипника. Чтобы получить оптимальную защиту, слой окиси алюминия также наносится на лицевые стороны покрываемых колец подшипника. В следующем процессе этот слой изоляции герметизируется, чтобы предотвратить любое проникновение под него влажности.

Эффективность слоя электрической изоляции зависит от частоты переменного напряжения, которое вызывает появление вредных токов в подшипниках. В случае постоянного напряжения большую роль играет электрическое сопротивление изолированного подшипника. Чем выше это сопротивление, тем ниже электрический ток. Значение сопротивления изолированных подшипников составляет более чем 50 мегаом, таким образом, ограничивая электрический ток уровнем, который не может нанести вред подшипнику.

Емкостная природа изолированного подшипника также играет большую роль в случае напряжения переменного тока. Подшипник в этом случае ведет себя приблизительно так же, как параллельная электрическая схема, состоящая из резистора и конденсатора с зависимым от частоты сопротивлением (импедансом). Импеданс определяет величину переменного тока, который течет через подшипник для данных значений напряжения и частоты. Соответственно, импеданс также должен быть настолько высоким насколько это возможно, чтобы уменьшить электрический ток до уровня, который неспособен повредить подшипник.

Чтобы достигнуть высоких и оптимальных значений импеданса, сопротивление слоя изоляции должно быть высоким, а его емкость должна быть низкой. Это может быть достигнуто созданием слоя изоляции, настолько толстым насколько это возможно и уменьшением полной площади поверхности изоляционного материала. С этой точки зрения, это означает, что предпочтительно нанесение этого слоя на поверхность отверстия внутреннего кольца подшипника.

Однако изоляционное покрытие обычно наносится на внешнюю поверхность наружного кольца подшипника из-за соображений стоимости и ограничений производственного процесса. В большинстве случаев, изолирующий слой на наружном кольце подшипника все же приводит к надлежащей и более эффективной защите подшипника от электрической коррозии и повреждения.

Электрически изолированные подшипники качения NKE являются оптимальной защитой от повреждений электрическим током

Электрически изолированные подшипники NKE надежно предотвращают повреждения подшипников от токов электрических рNKE_Insulated_Brgs-1.jpgазрядов в машинах и механизмах. Эти подшипники выпускаются в трех вариантах: серия SQ77 с изолирующим покрытием на основе окисей керамических материалов на наружном кольце; серия SQ77E с изолирующим покрытием на внутреннем кольце и серия SQ77B с телами качения из керамических материалов и теоретически бесконечным сопротивлением изолирующего слоя:

  • Подшипники с изолирующим слоем из окислов керамики на наружном кольце (SQ77) или на внутреннем кольце (SQ77E) – применяемая технология плазменного напыления гарантирует диэлектрическую прочность изоляции при напряжении 1000 вольт постоянного или переменного тока.
  • Подшипники SQ77B (гибридные подшипники): подшипники качения с телами качения из окислов керамики. Электрическое сопротивление изолирующего слоя подшипников практически бесконечно.
  • Подшипники SQ77 (изолирующий слой на наружном кольце)
  • Цилиндрические роликовые подшипники – варианты конструкций: NJ, NU, NUP;
  • размерные серии: 210-230, 310-330; сепараторы из латуни и полиамида; группы радиальных зазоров: C0, C3, C4
  • Радиальные шариковые подшипники – размерные серии: 6212-6226; 6312-6326; сепараторы из латуни; группы радиальных зазоров: C3, C4
  • Другие типы подшипников SQ77E (изолирующий слой на внутреннем кольце) и SQ77B (гибридные подшипники) изготавливаются в короткие сроки по специальному заказу.
  • Электрически изолированные подшипники имеют те же самые основные размеры и технические характеристики, что и обычные стандартные подшипники и поэтому являются полностью взаимозаменяемыми.
Типичные применения электрически изолированных подшипников качения включают электродвигатели, генераторы, турбины и другие электрические машины.

Клаус Грисзенбергер Инженер-технолог

NKE Austria GmbH

Загрузить брошюру NKE «Электроизолирующие подшипники NKE» на русском языке (0,7 МБ)



Назад
Вперед
  • NKE AUSTRIA GmbhNKE AUSTRIA Gmbh
  • A&S FERSAA&S FERSA
  • KOYO SEIKOKOYO SEIKO
  • NSKNSK
  • SKFSKF
  • INAINA
  • Chiaravalli Group SpaChiaravalli Group Spa
  • DURBALDURBAL
  • ROLLONROLLON
  • THKTHK
  • France Lineaire Industrie (FLI)France Lineaire Industrie (FLI)
  • HFBHFB
  • STIEBERSTIEBER
  • C.R.C.R.
  • TIMKENTIMKEN