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Guida ai tipi di cuscinetti isolati elettricamente
Cuscinetti isolati elettricamente sono un tipo speciale di cuscinetto progettato per impedire alla corrente di passare attraverso il cuscinetto, il che può causare danni al cuscinetto e guasti alle apparecchiature. Nelle apparecchiature elettrificate, nei trasporti ferroviari, nelle turbine eoliche e in altri ambienti ad alta tensione, la corrente che passa attraverso il cuscinetto può causare rischi come erosione elettrica, danni da arco e decomposizione del lubrificante. Per risolvere questo problema, i cuscinetti isolati sono ampiamente utilizzati. Questo articolo introdurrà diversi tipi principali di cuscinetti isolati, i loro vantaggi e svantaggi, gli scenari applicativi e come scegliere i cuscinetti isolati elettricamente giusti. I cuscinetti isolati elettricamente hanno principalmente le seguenti forme.
I cuscinetti isolati rivestiti in ceramica sono rivestiti con uno strato di materiale ceramico sull'anello esterno o interno del cuscinetto per ottenere un effetto isolante. Il rivestimento utilizza generalmente materiali ceramici come ossido di alluminio o zirconia per le sue eccellenti proprietà isolanti e resistenza all'usura.
Processo di rivestimento: Utilizzando processi avanzati come la spruzzatura al plasma, il rivestimento ceramico viene uniformemente rivestito sulla superficie dell'anello esterno o interno del cuscinetto. Lo spessore del rivestimento è generalmente compreso tra 0.2 mm e 0.4 mm per garantire una sufficiente resistenza all'isolamento e all'usura.
Funzionalità di prestazioni: Il rivestimento ceramico può migliorare significativamente le prestazioni di isolamento elettrico del cuscinetto e prevenire danni causati dal passaggio di corrente attraverso il cuscinetto. Allo stesso tempo, il rivestimento ceramico ha anche una buona stabilità chimica e proprietà anti-invecchiamento, che possono garantire il funzionamento stabile a lungo termine del cuscinetto.
Vantaggio
Il rivestimento ceramico presenta eccellenti proprietà di isolamento elettrico e resistenza all'usura, che possono aumentare significativamente la durata utile dei cuscinetti.
Lo spessore del rivestimento è controllabile e può essere regolato in base alle esigenze specifiche per soddisfare diversi requisiti di isolamento.
Il processo di rivestimento è maturo, la qualità è stabile e affidabile ed è adatto alla produzione su larga scala.
Applicazioni
I cuscinetti isolati rivestiti in ceramica sono comunemente utilizzati nei motori e nei generatori, in particolare nei motori ad alta potenza. Tali cuscinetti possono ridurre efficacemente i danni alle apparecchiature causati dalle correnti dell'albero. Sono inoltre ampiamente utilizzati nelle locomotive ferroviarie, nelle turbine eoliche e in altre apparecchiature che comportano la trasmissione di corrente elettrica.
difetto
I rivestimenti ceramici hanno elevati requisiti di adesione al substrato e devono garantire una tenuta salda tra il rivestimento e il substrato.
Cuscinetti isolati rivestiti in PPS speciale
Il PPS (solfuro di polifenilene) è un materiale polimerico con eccellenti proprietà isolanti. Lo speciale rivestimento in PPS migliora la formula e il processo del materiale PPS per renderlo dotato di una maggiore resistenza all'isolamento e tensione di rottura. Lo speciale rivestimento in PPS può essere applicato sulla superficie dell'anello esterno o interno del cuscinetto per formare uno strato isolante denso. Lo speciale rivestimento in PPS ha eccellenti prestazioni di isolamento e resistenza all'usura e può mantenere prestazioni di isolamento elettrico stabili in ambienti difficili.
Vantaggi
Il rivestimento in PPS offre buone prestazioni di isolamento e stabilità chimica ed è in grado di mantenere stabili le prestazioni di isolamento elettrico in ambienti difficili.
Il processo di rivestimento è relativamente semplice e può essere facilmente realizzato su larga scala.
Il costo del rivestimento è relativamente basso e consente una certa economicità.
Svantaggi
La resistenza all'usura del rivestimento in PPS potrebbe non essere buona quanto quella del rivestimento ceramico, pertanto è necessario prestare attenzione alla manutenzione durante l'uso.
I cuscinetti ceramici ibridi sono cuscinetti che utilizzano materiali ceramici nella parte dell'elemento volvente e acciaio tradizionale negli anelli interno ed esterno. Questo tipo di cuscinetto ottiene l'isolamento elettrico utilizzando sfere in ceramica. Il nitruro di silicio è solitamente utilizzato come materiale per le sfere in ceramica perché ha le caratteristiche di elevata resistenza e bassa densità. Poiché la resistività dell'elemento volvente in ceramica è molto più elevata di quella dell'acciaio per cuscinetti, è difficile per la corrente passare attraverso l'elemento volvente, ottenendo così l'isolamento elettrico del cuscinetto.
Vantaggi
I cuscinetti ceramici ibridi combinano i vantaggi degli elementi volventi in ceramica e degli anelli interni ed esterni in metallo, con elevata resistenza, elevata resistenza all'usura e buone proprietà di isolamento elettrico.
Adatto per motori e altre apparecchiature in ambienti difficili, ad esempio con alta velocità, alta temperatura e alta umidità.
Gli elementi volventi sono realizzati in materiali ceramici, che presentano coefficienti di attrito inferiori e prestazioni di velocità più elevate.
Svantaggi
Il costo dei cuscinetti ceramici ibridi è relativamente elevato e potrebbe non essere adatto a tutti gli scenari applicativi.
La produzione e la lavorazione di elementi rotanti in ceramica sono complesse e richiedono attrezzature e processi di elevata precisione.
Applicazioni
I cuscinetti ibridi isolati in ceramica sono ampiamente utilizzati nei motori ad alta velocità, nei motori con azionamento a frequenza variabile e nei macchinari di precisione, in particolare nelle apparecchiature che richiedono elevata velocità ed elevata efficienza.
Cuscinetti con rivestimento isolante incorporato
I cuscinetti isolati con isolamento incorporato sono cuscinetti con uno strato isolante incorporato nell'anello interno o esterno, solitamente realizzati in polimeri speciali o materiali compositi. Questo isolamento impedisce alla corrente di passare attraverso il cuscinetto e protegge il cuscinetto dagli effetti della corrente. Lo strato isolante incorporato può mantenere prestazioni di isolamento stabili in varie condizioni operative. Tali cuscinetti possono mantenere l'isolamento in ambienti ad alta umidità e oleosi. Lo strato isolante è progettato per resistere a grandi sollecitazioni meccaniche ed elettriche, prolungando così la durata utile del cuscinetto.
Applicazioni
I cuscinetti isolati sono comunemente utilizzati nei motori ad alta potenza, nei sistemi di azionamento inverter e nelle locomotive ferroviarie elettrificate. Questi cuscinetti sono particolarmente adatti per le apparecchiature che devono funzionare a lungo in ambienti difficili.
Selezione dei cuscinetti isolati
Quando si selezionano cuscinetti isolati, è necessario considerare in modo completo fattori quali le caratteristiche attuali dell'attrezzatura, la velocità operativa, il carico, le condizioni ambientali e il costo. I cuscinetti rivestiti in ceramica sono adatti alla maggior parte delle applicazioni dei motori, i cuscinetti ceramici ibridi sono adatti per macchinari ad alta velocità e di precisione, i cuscinetti isolati in PPS sono adatti per attrezzature leggere e a basso carico e i cuscinetti a sfere in ceramica isolati e con isolamento integrato sono soluzioni professionali per attrezzature ad alte prestazioni in ambienti estremi. Comprendendo e confrontando diversi tipi di cuscinetti isolati, ingegneri e progettisti di attrezzature possono selezionare meglio i cuscinetti appropriati per prolungare la durata delle attrezzature, migliorare l'affidabilità complessiva e ridurre i costi di manutenzione.