Vòng bi cho động cơ điện: mục đích, ứng dụng và chủng loại

Trong thế kỷ 21, động cơ điện ngày càng trở nên hiệu quả hơn, nhưng các yêu cầu đối với chúng cũng khắt khe hơn tương ứng. Bất kỳ ai tuân theo quy tắc đều biết rằng điều quan trọng là phải xem xét chất lượng và độ tin cậy của tất cả các bộ phận động cơ, đặc biệt là vòng bi. Thiết kế của ổ trục ảnh hưởng rất lớn đến độ tin cậy của động cơ hoạt động, tốc độ hao mòn nhanh như thế nào và hiệu suất của nó có cao hay không.

Ổ trục là một trong những bộ phận chính của bất kỳ động cơ điện nào, bởi vì thông qua nó, trục rôto ép vỏ và truyền tải cho nó. Và chỉ nhờ các ổ trục, khe hở không khí vĩnh viễn đồng đều và chính xác giữa stato và rôto khi động cơ chạy dưới tải.

Vì lý do này, điều rất quan trọng là chọn đúng vòng bi: chúng phải có kích cỡ, chủng loại và thiết kế phù hợp để đảm bảo hiệu quả cao nhất có thể bằng cách giảm thiểu tổn thất do ma sát.

Đối với một công nhân thiếu kinh nghiệm, có vẻ như nếu một ổ trục bị hỏng thì không có vấn đề gì nghiêm trọng và không cần sửa chữa hoặc bảo trì, vì sự cố không quá nghiêm trọng. Vậy tại sao phải tốn tiền sửa chữa?

Trên động cơ công suất thấp, đây có thể là trường hợp. Nhưng đối với bất kỳ động cơ nào, tốt hơn hết là bạn nên lắp ngay những vòng bi tốt, loại phù hợp nhất và nếu có thể, đủ chất lượng để chịu được mọi tải trọng làm việc trong điều kiện vận hành bình thường cho động cơ được đề cập.

Không cần phải nói về các động cơ lớn mạnh mẽ, nơi mà ngay cả một trục trặc nhỏ trong ổ trục cũng có thể kéo theo một quả cầu tuyết, một số vấn đề và trục trặc trong hoạt động của thiết bị được kết nối. Điều này có thể dẫn đến gián đoạn sản xuất và thời gian ngừng hoạt động tốn kém của máy móc và thiết bị phức tạp và đắt tiền.

Do đó, điều tối quan trọng và cần thiết đối với các động cơ điện công suất lớn là sử dụng các ổ trục chất lượng cao, đáng tin cậy, dễ lắp đặt và tháo gỡ, đồng thời rất được ưa chuộng — với khả năng giám sát tình trạng và bảo trì dễ dàng.

Giả sử có một động cơ điện hoạt động trong hệ thống truyền động ghép nối trực tiếp. Cấu hình truyền động là theo chiều dọc, do đó tải trọng hướng tâm lên ổ trục và qua ổ trục trên vỏ động cơ không quá lớn do hệ thống truyền động động cơ có hỗ trợ riêng.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu quyết định trang bị thêm một động cơ nhất định trên thiết bị truyền động dây đai có puli được gắn trên trục động cơ? Trong trường hợp này, tải trọng hướng tâm trên các ổ trục sẽ tăng lên đáng kể và trong những điều kiện như vậy, các ổ trục không được thiết kế cho tải trọng như vậy có thể dễ dàng bị hỏng.Hệ thống sẽ không thể hoạt động bình thường và ổn định.

Trong những năm gần đây, lĩnh vực phát triển và sản xuất ổ trục đã không ngừng tiến bộ. Sự tiến bộ đặc biệt đáng chú ý trong quá trình xử lý chính xác vật liệu ổ trục và công nghệ sản xuất ổ trục, cũng như hướng bôi trơn: rãnh của các vòng, con lăn và bi ngày nay có bề mặt tốt hơn, dẫn đến giảm ma sát và do đó giảm tiếng ồn. để giảm tổn thất năng lượng.

Các chất bôi trơn tốt nhất làm cho vòng bi thực sự bền và động cơ hoạt động đáng tin cậy hơn cũng như chống mài mòn sớm. Một ví dụ nổi bật là động cơ kéo của tàu điện tốc độ cao mới nhất.

Tàu điện thế hệ mới nhất vốn đặt ra yêu cầu cao về chất lượng và độ tin cậy của động cơ kéo AC. Và các trại mới nhất vượt trội ở đây.

Điều kiện vận hành khắc nghiệt, tác động đáng kể và tải trọng hướng kính ở tốc độ trục cao nhất. Xe lửa chạy ở tốc độ cao và dịch vụ không thường xuyên. Thực tế về chất lượng cao của vòng bi hiện đại là hiển nhiên.

Vòng bi, đặc biệt là trong các động cơ tốc độ cao, bị ăn mòn điện nhiều nhất. Nguyên nhân của hiện tượng phá hủy này là do dòng điện rò đi qua ổ trục. Dòng điện càng lớn và thời gian tiếp xúc với nó càng lâu thì ổ trục càng bị hư hại nhiều.

Đôi khi các hồ quang điện gây xói mòn, dẫn đến các hố nhỏ trên mương và các bộ phận lăn, dẫn đến hỏng vòng bi sớm.

Các phần tử lăn gốm trong ổ trục, cũng như lớp phủ điện môi được phủ bằng cách phun plasma, giúp giải quyết vấn đề ăn mòn. Một lớp nhựa acrylic bịt kín được phủ lên lớp sứ. Điều này rất quan trọng đối với động cơ kéo trên tàu cao tốc. Nhựa bảo vệ ổ trục khỏi tác hại của hơi nước và chất tẩy kiềm được sử dụng để rửa các chế phẩm.

Bôi trơn lại đầy đủ là một yếu tố quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ của bất kỳ ổ trục nào. Chất bôi trơn phải thâm nhập đủ vào các phần tử lăn.

Tính toán động lực học chất lỏng (CFD) và phân tích phần tử hữu hạn giúp tối ưu hóa việc phân phối chất bôi trơn và duy trì độ bền của ổ trục. Tất nhiên, điều này sẽ chỉ giúp kéo dài tuổi thọ của cụm lắp ráp nếu ổ trục được chọn chính xác cho các điều kiện tải trọng vận hành của động cơ mà nó được lắp đặt.

Thông thường, để tối ưu hóa chi phí kinh tế của việc bảo trì ổ trục, kế hoạch bảo trì tất cả các thiết bị được điều chỉnh phù hợp với lịch bảo trì của các bộ phận khác. Để làm điều này, nếu có thể, họ mở rộng khoảng thời gian bôi trơn trực tiếp đến các ổ trục của động cơ điện, sử dụng các phớt hiệu quả và các phương pháp bôi trơn tốt nhất cho chúng.

Xem thêm trên trang web: Vận hành, bảo trì và xử lý sự cố vòng bi động cơ điện