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Guida ai cuscinetti elettricamente isolanti
I cuscinetti elettricamente isolati svolgono un ruolo importante nelle moderne apparecchiature meccaniche. I cuscinetti isolati garantiscono che non vi sia passaggio di corrente, pur soddisfacendo i requisiti prestazionali di base come carico, velocità e durata. Prevengono la corrosione o le interferenze di corrente e assicurano un funzionamento regolare e sicuro del generatore o del motore . Questo articolo si propone di presentare i concetti di base, le tipologie e i vantaggi dei cuscinetti isolati e di analizzare perché i cuscinetti elettricamente isolati siano così importanti.
Cosa sono i cuscinetti elettricamente isolati?
Il cuscinetto isolato è un cuscinetto di precisione con effetto di isolamento elettrico, che può bloccare il passaggio di corrente e il cuscinetto stesso ha proprietà isolanti. Le sue prestazioni di isolamento sono generalmente garantite utilizzando un processo speciale per ricoprire l'anello esterno o l'anello interno del cuscinetto con uno strato di materiale isolante o utilizzando la ceramica come elementi volventi. L'unità cuscinetto isolata è composta da anelli interni ed esterni in acciaio per cuscinetti di alta qualità, gabbie corrispondenti e sfere (o rulli) in ceramica o ceramica.
I cuscinetti isolati elettricamente utilizzano uno speciale processo di spruzzatura per spruzzare un rivestimento di alta qualità sulla superficie esterna del cuscinetto. Il rivestimento ha una forte forza di adesione al substrato e buone prestazioni di isolamento, che possono evitare la corrosione elettrica dei cuscinetti causata dalla corrente indotta. Prevengono i danni attuali al grasso, agli elementi volventi e alle piste e aumentano la durata dei cuscinetti.
Applicazioni dei cuscinetti isolati
I cuscinetti isolati vengono utilizzati in ambienti speciali come quelli ad alta temperatura, alta pressione, forte corrosione, ecc., e possono funzionare normalmente in questi ambienti difficili. I cuscinetti isolati utilizzano materiali e processi speciali per conferire loro una migliore resistenza alle alte temperature, alla corrosione e altre proprietà. Le proprietà di isolamento elettrico dei cuscinetti isolati vengono valutate attraverso test meccanici come la resistenza di isolamento, la tensione e la corrente dell'albero per determinare se possono sopportare valori di tensione specificati. Ad esempio, se l'anello esterno o interno di un cuscinetto è rivestito con ossido di alluminio, può sopportare tensioni CC superiori a 1000 V CC. I tipi più comuni di cuscinetti elettricamente isolati includono: cuscinetti a sfere a gola profonda , cuscinetti a rulli cilindrici e cuscinetti a sfere a contatto angolare . Grazie alle loro ottime caratteristiche, sono ampiamente utilizzati in vari settori dei motori.
1. Cuscinetti a rulli cilindrici isolati: turbine eoliche, generatori idroelettrici, generatori termici e altri impianti dell'industria energetica e utilizzati anche in strutture ferroviarie come motori di trazione di locomotive diesel.
2. Cuscinetti a sfere a gola profonda isolati: utilizzati in motori a frequenza variabile ad alta potenza come gru, macchine tessili, macchine da stampa, produzione del ferro, produzione dell'acciaio, laminazione dell'acciaio, coke, ecc.
3. Cuscinetti orientabili a rulli isolati: utilizzati nei motori ad alta potenza e alta tensione di macchine minerarie, macchine per la preparazione del carbone, lavatrici del carbone, frantoi, mulini a sfere, smerigliatrici, mulini a sabbia e altre attrezzature.
4. Cuscinetti a contatto angolare isolati: utilizzati in motori antideflagranti ad alta potenza per compressori, pompe e altre apparecchiature.
Gradi di cuscinetti elettricamente isolanti
I cuscinetti isolati elettricamente possono prevenire efficacemente i danni causati dalla corrente ai cuscinetti grazie all'elevata resistenza e soddisfare i requisiti di isolamento per i cuscinetti di varie apparecchiature elettriche. I gradi dei cuscinetti isolati si dividono in:
1. Isolamento ordinario: adatto per apparecchiature e ambienti ordinari, con resistenza di isolamento superiore a 50 MΩ.
2. Isolamento ad alta resistenza: adatto per apparecchiature e ambienti con requisiti elevati, come umidità, alta temperatura, alta tensione, ecc., con resistenza di isolamento superiore a 500 MΩ.
3. Isolamento ad altissima resistenza: adatto per ambienti speciali, come l'industria chimica, l'energia nucleare, ecc., con resistenza di isolamento superiore a 1000 MΩ.
La scelta di cuscinetti con livelli di isolamento adeguati può migliorare la sicurezza e la stabilità dell'apparecchiatura, ridurre il tasso di guasto e prolungare la durata dell'apparecchiatura. Aiuta anche a proteggere la sicurezza del personale.
Tipi di cuscinetti isolati
I cuscinetti isolati vengono utilizzati per prevenire danni causati dalla corrente che passa attraverso i cuscinetti. Alcuni tipici materiali per cuscinetti isolati includono ceramica, grafite e il famoso politetrafluoroetilene (PTFE). Esistono due tipi principali di cuscinetti isolati: cuscinetti isolati rivestiti e cuscinetti isolati in ceramica.
Cuscinetti isolati rivestiti
I cuscinetti isolati rivestiti ottengono il loro effetto isolante applicando un rivestimento isolante spesso 50μm-200μm sulla superficie esterna o sui componenti interni del cuscinetto. Questo rivestimento è solitamente costituito da un materiale ad alta resistenza, come resina epossidica o poliimmide, e blocca efficacemente il flusso di elettricità. I cuscinetti realizzati con questo materiale generalmente costano meno.
Cuscinetti isolati in ceramica
La ceramica viene utilizzata nei cuscinetti perché è dura come il diamante, resistente all'usura come l'oro e ha eccezionali proprietà isolanti. I cuscinetti isolati in ceramica utilizzano materiali ceramici (come ossido di alluminio o nitruro di silicio) invece dei tradizionali elementi volventi metallici o anelli dei cuscinetti. Poiché la ceramica è intrinsecamente non conduttiva, questo tipo di cuscinetto fornisce un livello di isolamento più elevato. I cuscinetti realizzati con questo materiale hanno una maggiore resistenza all'usura e alla corrosione.
Altri cuscinetti isolati
In base alle effettive esigenze, progettisti e ingegneri possono utilizzare anche altri materiali speciali per progettare cuscinetti isolati. La grafite è ampiamente utilizzata nel campo dei cuscinetti a causa del suo attrito estremamente basso e del suo potere lubrificante estremamente elevato. Il PEEK è ampiamente utilizzato per la sua eccellente resistenza alla corrosione e il suo eccellente isolamento. Ad esempio, in ambienti ad alta temperatura, alta pressione o difficili, è possibile scegliere come prima scelta metalli costosi ma altamente resistenti alla corrosione come l'acciaio inossidabile o il titanio.
Indipendentemente dall'ambiente, la scelta del materiale dei cuscinetti isolanti gioca un ruolo chiave nel determinarne le prestazioni e la durata. Progettisti e ingegneri non devono solo considerare lo scopo del cuscinetto, ma anche valutare le condizioni ambientali e le varie proprietà dei materiali per selezionare la soluzione migliore.
Vantaggi dei cuscinetti elettricamente isolati
Durata operativa prolungata e costi di manutenzione ridotti I cuscinetti isolati prolungano la durata operativa complessiva di un sistema motore perché mitigano i danni elettrici ai componenti del motore e prevengono guasti ai cuscinetti. Riducendo il numero di riparazioni e il carico di lavoro di manutenzione, l'uso di cuscinetti isolati riduce anche i costi di manutenzione e migliora l'affidabilità e l'efficienza operativa delle apparecchiature.
Marche di cuscinetti elettricamente isolanti
Esistono molti marchi di cuscinetti elettricamente isolanti famosi nel mondo, come SKF\NTN, ecc.
Cuscinetti SKF isolati elettricamente
I cuscinetti elettricamente isolati INSOCOAT di SKF con anelli esterni rivestiti sono identificati dal suffisso VL0241. Sono consigliati per motori di medie dimensioni come 6215, 6313 o superiori. Per applicazioni che utilizzano cuscinetti di dimensioni inferiori, SKF raccomanda i cuscinetti a sfere a gola profonda ibridi.
I cuscinetti INSOCOAT con anelli interni rivestiti di SK offrono una maggiore protezione contro i danni causati dalla corrente. La maggiore protezione è dovuta alla maggiore resistenza dovuta alla minore superficie del rivestimento, che porta il suffisso VL2071. SKF consiglia l'uso con motori di dimensioni maggiori (solitamente dimensioni 6226, 6324 o superiori). I cuscinetti INSOCOAT con anelli interni rivestiti sono adatti per applicazioni in motori soggetti ad elevate tensioni sull'albero.
Cuscinetti rivestiti elettricamente isolanti NTN
I cuscinetti isolati della serie MEGAOHM™ di NTN sono progettati per resistere alla corrosione elettrica. Questi cuscinetti sono disponibili nelle versioni in ceramica e in resina e sono adatti a una varietà di applicazioni. Il rivestimento dell'anello esterno del cuscinetto crea una barriera (in grado di resistere a una resistenza di almeno 100 Megaohm a 500 V CC), impedendo il passaggio di qualsiasi corrente vagante attraverso il cuscinetto. I cuscinetti della serie MEGAOHM™ sono utilizzati come componenti OEM in turbine eoliche, motori di trazione per veicoli ferroviari e motori a velocità variabile negli impianti di trattamento delle acque reflue.
Cuscinetti ibridi ceramici NTN
Per applicazioni particolarmente difficili, NTN offre cuscinetti ibridi ceramici. Utilizzando i tradizionali anelli interni ed esterni in acciaio, gli elementi volventi in nitruro di silicio forniscono un eccellente isolamento elettrico riducendo al contempo la massa rotante e migliorando la dissipazione del calore.
Conclusione
Tra tutti i motori, oltre l'80% dei guasti è causato dal cedimento dei cuscinetti. Essendo un tipo speciale di cuscinetto, i cuscinetti isolati hanno eccellenti proprietà anti-elettricità e di isolamento e sono ampiamente utilizzati nell'industria energetica, nell'industria petrolchimica, nei metalli non ferrosi, nell'estrazione mineraria e in altre industrie. I cuscinetti elettricamente isolati hanno un'eccellente affidabilità e garantiscono un funzionamento senza problemi del motore. È una tecnologia avanzata molto pratica per ridurre i costi di manutenzione delle apparecchiature e migliorarne l'efficienza. In qualità di produttore leader di cuscinetti isolanti elettricamente in Cina, Aubearing vi offre servizi di alta qualità. Se avete domande, non esitate a contattarci.