Ložiská pre elektromotory: účel, použitie a typy
Elektromotory sú v 21. storočí čoraz efektívnejšie, no požiadavky na ne sú patrične prísnejšie. Každý, kto dodržiava kódex vie, že je dôležité zvážiť kvalitu a spoľahlivosť všetkých komponentov motora, najmä ložísk. Konštrukcia ložiska vo veľkej miere ovplyvňuje, ako spoľahlivo motor funguje, ako rýchlo sa opotrebováva a či je jeho výkon vysoký.
Ložisko je jednou z hlavných jednotiek každého elektromotora, pretože prostredníctvom neho hriadeľ rotora tlačí puzdro a prenáša naň zaťaženie. A len vďaka ložiskám je medzi statorom a rotorom rovnomerná a správna trvalá vzduchová medzera pri chode motora pod zaťažením.
Z tohto dôvodu je veľmi dôležité vybrať správne ložiská: musia mať správnu veľkosť, typ a konštrukciu, aby sa zabezpečila čo najvyššia účinnosť minimalizáciou strát trením.
Neskúsenému pracovníkovi sa môže zdať, že ak ložisko zlyhá, nejde o žiadny vážny problém a nie je potrebná žiadna oprava alebo údržba, pretože porucha nie je až taká kritická. Prečo teda míňať peniaze na opravy?
Pri motoroch s nízkym výkonom to môže byť tento prípad. Ale pre každý motor bude platiť, že je lepšie okamžite namontovať dobré ložiská najvhodnejšieho typu a pokiaľ možno dostatočne kvalitné, aby vydržali všetky pracovné zaťaženia pri bežných prevádzkových podmienkach daného motora.
O veľkých výkonných motoroch, kde aj drobná porucha v ložisku dokáže ťahať ako snehová guľa, netreba hovoriť, množstvo problémov a porúch v prevádzke pripojeného zariadenia. To môže viesť k prerušeniam výroby a nákladným prestojom zložitých a drahých strojov a zariadení.
Preto je pre vysokovýkonné elektromotory nevyhnutné a nevyhnutné používať spoľahlivé, vysokokvalitné ložiská, ktoré sa ľahko inštalujú a demontujú a sú veľmi žiaduce – s monitorovaním stavu a jednoduchou údržbou.
Predpokladajme, že v inštalácii s priamo spojeným pohonom pracuje elektromotor. Konfigurácia prevodovky je pozdĺžna, takže radiálne zaťaženie na ložisku a cez ložisko na skrini motora nie je také veľké, pretože systém pohonu motora má vlastnú podporu.
Čo ak sa však rozhodne dodatočne namontovať daný motor na zariadenie s remeňovým pohonom, kde je na hriadeli motora namontovaná remenica? V tomto prípade sa radiálne zaťaženie ložísk výrazne zvýši a za takýchto podmienok môžu ložiská, ktoré nie sú určené na takéto zaťaženie, ľahko zlyhať.Systém nebude môcť normálne a stabilne fungovať.
V posledných rokoch nie je pokrokom ušetrená ani oblasť vývoja a výroby ložísk. Pokrok je badateľný najmä v precíznom spracovaní ložiskových materiálov a technológii výroby ložísk, ako aj v smere mazania: obežné dráhy krúžkov, valčekov a guľôčok majú dnes lepšie povrchy, čo vedie k zníženiu trenia a tým aj hluku a na zníženie energetických strát.
Vďaka najlepším mazivám sú ložiská skutočne odolné a motory sú spoľahlivejšie a odolnejšie voči predčasnému opotrebovaniu. Pozoruhodným príkladom sú trakčné motory najnovších vysokorýchlostných elektrických vlakov.
Elektrické vlaky najnovšej generácie kladú neodmysliteľne vysoké nároky na kvalitu a spoľahlivosť trakčných motorov na striedavý prúd. A tu vynikajú najnovšie tábory.
Ťažké prevádzkové podmienky, výrazný náraz a radiálne zaťaženie pri najvyšších otáčkach hriadeľa. Vlaky jazdia vysokou rýchlosťou a služby sú zriedkavé. Fakt vysokej kvality moderných ložísk je zrejmý.
Elektrickou eróziou najviac trpia ložiská, najmä vo vysokootáčkových motoroch. Dôvodom tohto deštruktívneho javu je, že cez ložisko prechádzajú bludné prúdy. Čím väčší je prúd a čím dlhšie je vystavené, tým väčšie je poškodenie ložiska.
Elektrické oblúky niekedy spôsobujú eróziu, čo má za následok malé krátery na obežných dráhach a valivých prvkoch, čo vedie k predčasnému zlyhaniu ložísk.
Keramické valivé prvky v ložiskách, ako aj dielektrický povlak nanesený plazmovým nástrekom, pomáhajú riešiť problém erózie. Na keramickú vrstvu je nanesená tesniaca akrylová živica. To je dôležité pre trakčné motory vo vysokorýchlostných vlakoch. Živica chráni ložisko pred škodlivými účinkami pary a alkalických detergentov používaných na umývanie kompozícií.
Adekvátne premazanie je dôležitým faktorom pri predĺžení životnosti akéhokoľvek ložiska. Mazivo musí dostatočne preniknúť k valivým telesám.
Výpočtová dynamika tekutín (CFD) a analýza konečných prvkov pomáhajú optimalizovať distribúciu maziva a udržiavať pevnosť ložiska. To samozrejme pomôže predĺžiť životnosť zostavy len vtedy, ak je ložisko správne zvolené pre podmienky prevádzkového zaťaženia motora, v ktorom je nainštalované.
Zvyčajne, aby sa optimalizovali ekonomické náklady na údržbu ložísk, plánovaná údržba všetkých zariadení je zosúladená s plánom údržby ostatných častí. K tomu podľa možnosti predlžujú mazacie intervaly priamo na ložiská elektromotorov s použitím účinných tesnení a najlepších spôsobov ich mazania.
Pozri aj na webovej stránke: Prevádzka, údržba a odstraňovanie porúch ložísk elektromotorov