Csapágyak villanymotorokhoz: rendeltetés, alkalmazás és típusok

A 21. században az elektromos motorok egyre hatékonyabbak, de ennek megfelelően szigorúbbak a követelmények is. Bárki, aki követi a kódot, tudja, hogy fontos figyelembe venni a motor minden alkatrészének minőségét és megbízhatóságát, különösen a csapágyakat. A csapágy kialakítása nagyban befolyásolja, hogy a motor mennyire megbízhatóan működik, milyen gyorsan kopik el, és hogy magas-e a teljesítménye.

A csapágy minden villanymotor egyik fő egysége, mert ezen keresztül nyomja a forgórész tengelye a házat és adja át a terhelést. És csak a csapágyaknak köszönhetően van egyenletes és megfelelő állandó légrés az állórész és a forgórész között, amikor a motor terhelés alatt működik.

Emiatt nagyon fontos a megfelelő csapágyak kiválasztása: megfelelő méretűnek, típusúnak és kialakításúnak kell lenniük, hogy a lehető legnagyobb hatékonyságot biztosítsák a súrlódási veszteségek minimalizálásával.

Egy tapasztalatlan dolgozó számára úgy tűnhet, hogy ha egy csapágy meghibásodik, akkor nincs komoly probléma, és nincs szükség javításra vagy karbantartásra, mivel a meghibásodás nem olyan kritikus. Miért kell tehát pénzt költeni a javításra?

Kis teljesítményű motoroknál ez előfordulhat. De minden motorra igaz, hogy jobb azonnal beszerelni a legmegfelelőbb típusú, és lehetőleg megfelelő minőségű csapágyakat ahhoz, hogy a kérdéses motor normál üzemi körülményei között minden üzemi terhelést kibírjanak.

Mondanunk sem kell a nagy teljesítményű motorokról, ahol a csapágy kisebb meghibásodása is hógolyóként húzhat, számos probléma és meghibásodás a csatlakoztatott berendezések működésében. Ez termelési megszakításokhoz, valamint az összetett és drága gépek és berendezések költséges leállásához vezethet.

Ezért kritikus és szükséges a nagy teljesítményű villanymotoroknál, hogy megbízható, kiváló minőségű csapágyakat használjanak, amelyek könnyen be- és eltávolíthatók, és nagyon kívánatosak – állapotfigyeléssel és egyszerű karbantartással.

Tételezzük fel, hogy egy villanymotor működik közvetlenül kapcsolt hajtásrendszerben. Az erőátviteli konfiguráció hosszirányú, így a csapágyra és a csapágyon keresztül a motorházra ható radiális terhelés nem olyan nagy, mert a motoros hajtásrendszer saját támasztékkal rendelkezik.

De mi van akkor, ha úgy döntenek, hogy egy adott motort utólag olyan szíjhajtásra szerelnek fel, ahol a motor tengelyére egy szíjtárcsa van felszerelve? Ebben az esetben a csapágyak radiális terhelése jelentősen megnő, és ilyen körülmények között a csapágyak, amelyeket nem ilyen terhelésre terveztek, könnyen meghibásodhatnak.A rendszer nem fog tudni normálisan és stabilan működni.

Az elmúlt években a csapágyfejlesztés és -gyártás területe sem maradt el a haladástól. Az előrelépés különösen a csapágyanyagok és a csapágygyártás technológiájának precíziós megmunkálásában, valamint a kenés irányában érzékelhető: a gyűrűk, görgők és golyók futópályái ma már jobb felülettel rendelkeznek, ami a súrlódás és ezáltal a zaj-, ill. az energiaveszteségek csökkentésére.

A legjobb kenőanyagok a csapágyakat igazán tartóssá, a motorokat pedig megbízhatóbbá és az idő előtti kopással szemben ellenállóbbá teszik. Feltűnő példa erre a legújabb nagysebességű elektromos vonatok vontatómotorjai.

A legújabb generációs villamos vonatok eleve magas követelményeket támasztanak a váltakozó áramú vontatómotorok minőségével és megbízhatóságával szemben. A legújabb táborok pedig itt jeleskednek.

Súlyos üzemi körülmények, jelentős ütések és radiális terhelések a legnagyobb tengelyfordulatszámon. A vonatok nagy sebességgel közlekednek, és a szolgáltatás ritka. A modern csapágyak kiváló minősége nyilvánvaló.

A csapágyak, különösen a nagy sebességű motorok esetében, szenvednek leginkább az elektromos eróziótól. Ennek a pusztító jelenségnek az az oka, hogy kóbor áramok haladnak át a csapágyon. Minél nagyobb az áramerősség és minél hosszabb a kitettsége, annál nagyobb a csapágy sérülése.

Néha az elektromos ívek eróziót okoznak, ami kis krátereket eredményez a futópályákon és a gördülő elemeken, ami idő előtti csapágyhibához vezet.

A csapágyakban kerámia gördülőelemek, valamint a plazma szórással felvitt dielektromos bevonat segítik az eróziós probléma megoldását. A kerámiarétegre tömítő akrilgyantát visznek fel. Ez fontos a nagysebességű vonatok vontatómotorjainál. A gyanta megvédi a csapágyat a kompozíciók mosásához használt gőz és lúgos tisztítószerek káros hatásaitól.

A megfelelő utánkenés fontos tényező bármely csapágy élettartamának meghosszabbításában. A kenőanyagnak megfelelően be kell hatolnia a gördülő elemekbe.

A számítási folyadékdinamika (CFD) és a végeselem-elemzés segít optimalizálni a kenőanyag eloszlását és fenntartani a csapágyszilárdságot. Természetesen ez csak akkor segít meghosszabbítani a szerelvény élettartamát, ha a csapágyat megfelelően választják ki annak a motornak az üzemi terhelési viszonyaihoz, amelybe be van szerelve.

Általában a csapágykarbantartás gazdaságos költségeinek optimalizálása érdekében az összes berendezés tervezett karbantartását más alkatrészek karbantartási ütemtervéhez igazítják. Ennek érdekében lehetőség szerint a kenési intervallumokat közvetlenül a villanymotorok csapágyaira terjesztik ki, hatékony tömítésekkel és kenésük legjobb módszereivel.

Lásd még a weboldalon: Villanymotor csapágyak üzemeltetése, karbantartása és hibaelhárítása