Následuj mě na: 
Průvodce výběrem motorových ložisek
Jako jedna ze základních součástí elektromotorů, ložiska motoru byly vždy důležitou otázkou v oblasti výroby motorů. Výběr vhodných ložisek přímo souvisí s několika aspekty, jako je provozní stabilita, životnost a náklady na údržbu motoru. Při výrobě motoru je proto nutné vybírat z mnoha modelů ložisek na základě skutečných pracovních podmínek a požadavků na výkon. Ložiska motoru jsou navržena tak, aby plynule přenášela zatížení z hřídele na motor a podpírala rotor. Porucha těchto ložisek má často za následek nákladné opravy motoru. Pro elektromotory neexistuje žádné univerzální řešení valivých ložisek „jedna velikost pro všechny“. Každý typ ložiska má specifické výkonnostní charakteristiky, a proto je vhodný pro specifické provozní podmínky. Nesoulad mezi ložisky a aplikacemi motoru může způsobit vážné problémy. Tento blog přezkoumává konstrukci, typ, úvahy atd. při výběru ložisek motoru a poskytuje konstruktivní návrhy pro výběr vhodného motoru.
Motory s výkonem vyšším než 125 k, otáčkami přesahujícími 1,200 XNUMX ot./min. a vybavené kuličkovými ložisky s hlubokou drážkou navrženými pro přímé spojování řemenů mohou vést k mechanickému přetížení a předčasnému selhání.
Umístění motoru určeného pro vysoce namáhané řemeny na spřažené zatížení nemusí poskytovat dostatečné radiální zatížení na valivá tělesa ložiska. Mohou klouzat nebo klouzat po oběžných drahách, což způsobuje vysoké teploty a možná úplné selhání mazání.
Pokud jsou válečková ložiska nedostatečně zatížena (i při zatížení řemenu), může dojít k předčasnému selhání motoru v důsledku stejného prokluzu.
Montáž motorů s horizontálními ložisky ve vertikálních aplikacích zvyšuje nezamýšlené dodatečné axiální zatížení a může způsobit ztrátu maziva v ložiskách.
Pokud se neřeší tok bludného proudu ložisky (často se s ním setkáváme u velkých motorů s proměnnými otáčkami), může dojít ke galvanickému poškození koroze, což vede k předčasnému selhání ložisek.
Konstrukce ložiska motoru
Valivá ložiska (kuličky a válečky) v elektromotorech se používají k podepření a umístění rotoru, udržují malou a konzistentní vzduchovou mezeru a přenášejí zatížení z hřídele na rám motoru. Ložiska by měla podporovat vysokorychlostní a nízkorychlostní provoz, minimalizovat tření, snižovat hluk, prodlužovat životnost a šetřit energii. Protože se konstrukce a použití elektromotorů v různých průmyslových odvětvích liší, existuje mnoho typů ložisek používaných k jejich podpoře. Typy ložisek vhodné pro elektromotory zahrnují kuličková ložiska s hlubokou drážkou, kuličková ložiska s kosoúhlým stykem, válečková ložiska, kuželíková ložiska, soudečková ložiska a axiální soudečková ložiska. Každé ložisko má svou vlastní konfiguraci a výkonnostní charakteristiky. Elektromotory typicky obsahují polohovací a nehybná ložisková uspořádání pro radiální podepření rotoru a pro axiální polohování rotoru vzhledem ke statoru. Ložiska s kluznou polohou ukládají hřídel a nesou axiální zatížení, zatímco volná ložiska umožňují axiální pohyb hřídele a kompenzují podmínky přetížení, když se hřídel tepelně roztahuje.
Kuličková ložiska se běžně používají v neřemenových aplikacích v motorech do 150 koňských sil. Mohou odolat radiálnímu i axiálnímu zatížení. U malých motorů používaných v horizontálních strojích jsou nejběžnější dvě kuličková ložiska s hlubokou drážkou namontovaná na čepu hřídele v křížově umístěném ložiskovém uspořádání pro řízení pohybu hřídele. U většiny středních a velkých elektromotorů používaných v horizontálních strojích se jako axiální ložiska používají kuličková ložiska s hlubokou drážkou, zatímco volná ložiska mohou být válečková ložiska v závislosti na zatížení, rychlosti, teplotě a prostředí aplikace. Ložiska bez axiální axiální roztažnosti způsobená teplem nebo strojními tolerancemi.
Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem jsou navrženy tak, aby odolávaly vysokému axiálnímu zatížení a umožňovaly hladký provoz při vysokých rychlostech v rámci elektromotorů. Mohou být konfigurovány jako jednořadé nebo dvouřadé a použity v řadě různých konstrukcí klecí. Vertikální stroje se obvykle spoléhají na kuličková ložiska s hlubokou drážkou nebo kuličková ložiska s kosoúhlým stykem nebo axiální soudečková ložiska v závislosti na vertikálním zatížení, hmotnosti hřídele a rotoru, rychlosti, teplotě a provozním prostředí.
Válečková ložiska jsou přesně to, co motory potřebují při manipulaci s extrémně vysokými axiálními zatíženími. Pracují efektivně při středních i vysokých rychlostech a dodávají se v různých konfiguracích. Nejčastěji se používají v elektromotorech poháněných řemeny nebo ozubenými koly.
Utěsněná ložiska
Utěsněná ložiska jsou konstrukce ložiska běžně používaná v malých motorech, které jsou navrženy tak, aby omezovaly vystavení ložiska kontaminaci. Tato ložiska nelze po instalaci mazat novým mazivem. To znamená, že mají omezenou životnost a měly by být pečlivě sledovány, aby mohly být v případě problémů okamžitě vyměněny.
Stíněná ložiska
Stíněná ložiska jsou další konstrukcí ložisek používanou k omezení znečištění valivých těles od instalace až po provoz motoru. Tato ložiska lze znovu namazat naplněným mazivem, ale pokud nedojde k uvolnění vnitřního tlaku, může to způsobit přitlačení štítu na klec nebo valivá tělesa, což způsobí velké problémy.
Jedním z faktorů, které musíte mít vždy na paměti při výběru ložisek motoru, je typ konstrukce ložiska, který je nejlepší pro motor, který pro danou práci používáte. Pokud si nejste jisti, která konstrukce ložiska je pro vaše pracovní prostředí nejlepší, obraťte se na odborníka na ložiska motoru, aby vám určil, jaké nastavení ložiska a motor jsou pro vás nejlepší.
Vliv zatížení
Povaha zatížení je jedním z hlavních faktorů při výběru ložiska. Ložiska vždy vyžadují dané minimální zatížení, aby se valivá tělesa mohla správně otáčet a vytvářet lepší mazací film v oblasti valivého kontaktu. V opačném případě může dojít k prokluzování, což má za následek vyšší provozní teploty a degradaci maziva. Ložisko musí samozřejmě poskytovat dostatečnou nosnost pro dosažení uspokojivé životnosti v aplikaci. Je třeba vzít v úvahu všechna zatížení – nejen hmotnost a síly generované přenášeným výkonem, ale také zatížení spojky a zatížení řemenů související se zatížením pohonu. U spřažených zátěží je hřídel motoru obvykle spojena s hřídelí pohánějící zátěž pomocí pružné spojky. Tento typ zatížení nevytváří žádné axiální nebo radiální zatížení na ložiska motoru, kromě hmotnosti rotoru motoru a sestavy hřídele. (Nicméně nesouosost způsobená nesprávnou instalací může zvýšit radiální zatížení.)
Obecně lze říci, že válečková ložiska zvládnou velké zatížení a kuličková ložiska zvládnou lehké zatížení. Zatížení mohou být radiální zatížení, axiální zatížení nebo kombinace obou. Některá ložiska, jako jsou válečková ložiska, jsou obecně navržena tak, aby přenášela pouze radiální zatížení; jiná ložiska, jako jsou kuličková ložiska s kosoúhlým stykem, jsou vhodná především pro přenášení axiálního zatížení. Válečková ložiska mohou nést pouze čistě radiální zatížení a minimální axiální zatížení. Jiná radiální ložiska (jako jsou kuželíková ložiska a soudečková ložiska) mohou přenášet kromě radiálního zatížení i axiální zatížení, ale jsou zde také úvahy o minimálním zatížení.
Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem mohou snášet mírná axiální zatížení při relativně vysokých rychlostech. Pro střední a velká axiální zatížení působící v jednom směru specifikujte axiální soudečková ložiska. Schopnost ložiska přenášet axiální zatížení bude určena kontaktním úhlem nebo působením zatížení uvnitř ložiska (čím větší je úhel, tím je ložisko vhodné pro axiální zatížení). Jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem a kuželíková ložiska mohou nést axiální zatížení pouze v jednom směru. V aplikacích, kde axiální zatížení působí střídavě, musí být tato ložiska kombinována s jiným ložiskem schopným odolávat axiálnímu zatížení. Když radiální a axiální zatížení působí současně, dochází ke kombinovanému zatížení. V těchto případech jsou nejběžnějšími řešeními ložisek jednořadá a dvouřadá ložiska s kosoúhlým stykem a jednořadá kuželíková ložiska (i když mohou být vhodná i kuličková ložiska v závislosti na poměru axiálního a radiálního zatížení).
Rychlost.
Rychlost otáčení ovlivňuje provozní teplotu, která následně ovlivňuje životnost ložisek a maziva. Proto jsou klec, mazivo, provozní přesnost a vůle ložiska, rezonanční frekvence systému a vyvážení rotujících částí důležitými faktory při výběru ložiska. Pro vysokorychlostní aplikace jsou kuličková ložiska často vhodná než válečková ložiska. V ultravysokorychlostních aplikacích mohou být výhodná přesná ložiska nebo hybridní ložiska.
Teplota.
Přípustné provozní teploty ložisek v aplikacích motorů omezí provozní rychlost valivých ložisek. Typy ložisek s nízkým třením a nízkým vnitřním teplem ložiska fungují dobře ve vysokorychlostním provozu. Když je zatížení čistě radiální, kuličková ložiska mohou dosáhnout nejvyšší rychlosti; při kombinovaném zatížení mohou kuličková ložiska s kosoúhlým stykem dosáhnout nejvyšší rychlosti. To platí zejména pro ložiska s keramickými valivými tělesy.
mazací
Za normálních otáček a teplotních podmínek jsou ložiska motoru obvykle mazána plastickým mazivem. Mazací tuk umožňuje jednodušší, nákladově efektivní konstrukci pouzdra a těsnění, umožňuje mazivu lépe přilnout ke kritickým povrchům a poskytuje spolehlivou ochranu proti znečištění než olej. Očekávaná životnost maziva závisí na řadě faktorů, včetně typu ložiska, typu maziva, směru a rychlosti motoru a provozní teploty ložiska. Malá kuličková ložiska ve standardních elektromotorech jsou obvykle vybavena těsněními nebo ochrannými kryty a jsou mazána na celou dobu životnosti – není třeba je domazávat, ale lze je vyměnit během normálních servisních intervalů motoru. Bez ohledu na velikost jsou vysoce výkonné elektromotory obvykle vybaveny otevřenými ložisky a domazáváním. (Pokud je životnost maziva kratší než očekávaná životnost ložisek, bude samozřejmě nutné ložiska domazat, dokud mazivo stále funguje podle očekávání.)
Někdy je použití maziva kvůli rychlosti otáčení nebo provozní teplotě nepraktické nebo nemožné, protože životnost maziva nebo doba domazávání jsou příliš krátké. Tyto situace vyžadují mazání olejem. Obecně jsou olejem mazány pouze velké elektromotory, částečně kvůli potřebě složitých těsnění a potenciálnímu riziku netěsnosti systému.
Provozní prostředí
Faktory, jako je okolní teplota, provozní teplota, vlhkost a přítomnost nečistot, jako je prach, špína, kovové, dřevěné nebo plastové částice, to vše může ovlivnit typ ložiska, který si vyberete, a to, zda je potřeba ložisko chránit nebo utěsnit. Vlhkost je zvláště škodlivá pro ložiska, proto je třeba vždy přijmout opatření ke zmírnění účinků vlhkosti ve vlhkém prostředí nebo prostředí náchylném ke kondenzaci.
Příčiny selhání ložisek motoru
Když motor selže, mohou být na vině ložiska, ale existuje mnoho jiných příčin než ložiska. Mezi tyto příčiny patří selhání vinutí, kabeláže, maziva nebo těsnění, což může vést k selhání ložiska (ačkoli ložisko není hlavní příčinou). Nesprávné používání a údržba motorů může zvýšit potenciál problémů a předčasného selhání ložisek.
Oblouk
Bludné proudy generované elektrickým obloukem mohou způsobit poškození ložisek. Ačkoli oblouky mají obecně tendenci být izolované a lokalizované, účinek na ložisko je téměř jako série malých úderů blesku, které roztaví a znovu zarovnají vnitřní povrch ložiska. Výsledkem je, že se část povrchového materiálu odlupuje a rozpadá, což vytváří hluk v ložisku a možná zkracuje životnost. Jedním ze způsobů, jak se vyhnout problémům s obloukem, je izolovat ložiska od proudů hřídelí. Na vnější nebo vnitřní průměr ložiska lze nanést speciální keramické povlaky, které zabrání protékání proudu ložiskem. Hybridní konstrukce ložisek nabízí další řešení nahrazením kovových valivých těles v ložisku keramickými kuličkami nebo válečky. Účinně izolují ložisko zevnitř.
Vlhkosti
Vlhkosti se nelze vždy vyhnout, ale lze ji kontrolovat. Vlhkost obvykle není škodlivá, když motor běží. Když se však motor vypne a ochladí, dojde ke kondenzaci. Kondenzaci nelze zabránit, ale škodlivým účinkům lze předejít použitím maziva s přidanými inhibitory koroze v ložiskových sestavách a častým otáčením hřídele motoru naprázdno při podezření na kondenzaci. Dobré těsnění pomáhá zabránit pronikání vlhkosti do dutiny. Při proplachování je také důležité zabránit stříkání vody přímo na těsnění.
Nesouosost hřídele
Běžná hlavní příčina předčasného selhání ložisek, nesouosost mezi hřídelí motoru a hnacím zařízením, může způsobit nadměrné vibrace a vnitřní zatížení ložisek a zkrátit životnost motoru. Spojky jsou obvykle flexibilní a mohou se vyrovnat s nesouosostí. Jeho flexibilitu však nepovažujte za samozřejmost. Pro dosažení ideálního vyrovnání hřídele nejprve zajistěte hnací zařízení a poté nainstalujte spojku. Teprve po připojení spojky k zařízení by měl být motor posunut do správné polohy a zajištěn.
Nesprávné mazání
Efektivní mazání ložisek vyžaduje vhodný typ a množství maziva, intervaly doplňování a způsoby aplikace. Neexistují žádná obecná pravidla pro správné intervaly mazání. Místo toho by měly být intervaly určeny na základě velikosti a typu ložiska, provozní rychlosti, obecného provozního prostředí a typu motoru. (Vertikální motory vyžadují mazání dvakrát častěji než horizontální motory.) Ložiska, která jsou utěsněná nebo chráněná po celou dobu životnosti, by se obecně neměla domazávat. Před mazáním ložiska určete aktuálně používané mazivo a vyberte stejný typ maziva nebo kompatibilní produkt – ne všechna maziva jsou kompatibilní. (Výrobci maziv poskytují tabulky kompatibility.) Vždy vezměte v úvahu doporučení výrobce motoru.
Vyvarujte se přemazání
Přidání maziva, než je předepsáno, zkrátí životnost maziva tím, že způsobí zvýšené tření a teplotu – potenciálně poškodí ložiska a nepříznivě ovlivní výkon motoru. Pokud je příliš mnoho maziva, valivá tělesa potřebují k otáčení energii. To klade větší zátěž na motor. Přemazání může také vést k nežádoucímu hromadění tepla, protože valivá tělesa se snaží vytlačit přebytečné mazivo pryč. Nárůst tepla způsobuje tření, opotřebení a zkracuje životnost maziva.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Správný výběr, instalace a údržba ložisek může pomoci optimalizovat výkon a životnost vašeho elektromotoru. Nejprve musíte porozumět provozním podmínkám motoru, včetně informací o rychlosti, pracovní zátěži, teplotě a hluku. Zejména při vysokorychlostním provozu musí mít ložiska vysokou aktivní stabilitu a tuhost, aby byl zajištěn normální provoz motoru. Určete model podle podmínek použití a požadavků motoru. Doporučuje se vybrat některé známé značky a vysoce kvalitní modely ložisek. Zároveň věnujte pozornost specifikacím a přesnosti ložisek. Proveďte příslušné výpočty a testy, ověřte a upravte model ložiska, abyste zajistili, že motor může normálně fungovat za různých pracovních podmínek. Kromě toho je během používání nutné provést základní údržbu a údržbu, jako je čištění a mazání ložisek.
Výběr správného ložiska typ je důležité, ale ne jediné kritérium. Kromě toho je také nutné zvážit vliv mnoha faktorů, jako je materiál ložiska, přesnost, způsob mazání a velikost. U velkých motorů nebo motorů běžících vysokou rychlostí je třeba věnovat zvláštní pozornost technickým ukazatelům a kvalitě ložisek. Při provádění údržby motoru a výměny dílů je třeba věnovat pozornost výběru ložisek, instalaci a ladění, aby byl zajištěn normální provoz motoru. Stručně řečeno, výběr správného modelu ložiska motoru je důležitou zárukou pro zajištění normálního provozu motoru. Při výběru ložisek motoru je nutné hodnotit a vybírat na základě skutečných podmínek a požadavků, aby byla zajištěna životnost a výkonnostní úroveň motoru. Seřadit všechny relevantní faktory může být obtížné, ale nemusíte to dělat sami. Znalý výrobce ložisek vám může pomoci najít nejlepší řešení pro vaše specifické potřeby aplikace.