Układ łożyskowy to układ napędowy silnika z magnesami trwałymi. W przypadku awarii układu łożyskowego, łożysko ulegnie typowym uszkodzeniom, takim jak przedwczesne uszkodzenie i rozpad z powodu wzrostu temperatury. Łożyska są ważnymi elementami silników z magnesami trwałymi. Są one połączone z innymi częściami, aby zapewnić względne położenie wirnika silnika z magnesami trwałymi w kierunku osiowym i promieniowym.

W przypadku awarii układu łożyskowego, zjawiskiem poprzedzającym jest zazwyczaj hałas lub wzrost temperatury. Typowe awarie mechaniczne zazwyczaj objawiają się najpierw hałasem, a następnie stopniowym wzrostem temperatury, co prowadzi do uszkodzenia łożyska silnika z magnesami trwałymi. Specyficznym zjawiskiem jest zwiększony hałas, a także poważniejsze problemy, takie jak rozpad łożyska silnika z magnesami trwałymi, zakleszczanie się wału, przepalanie uzwojeń itp. Główne przyczyny wzrostu temperatury i uszkodzenia łożysk silników z magnesami trwałymi są następujące.

1. Czynniki związane z montażem i użytkowaniem.

Na przykład, podczas procesu montażu samo łożysko może ulec zanieczyszczeniu w wyniku niekorzystnych warunków środowiskowych, do oleju smarowego (lub smaru) mogą przedostać się zanieczyszczenia, łożysko może zostać uderzone podczas montażu, a także mogą zostać zastosowane nienormalne siły. Wszystkie te czynniki mogą spowodować krótkotrwałe problemy z łożyskiem.

Jeśli silnik z magnesami trwałymi jest przechowywany lub użytkowany w wilgotnym lub trudnym środowisku, jego łożysko może rdzewieć, powodując poważne uszkodzenia układu łożyskowego. W takim środowisku najlepiej stosować łożyska dobrze uszczelnione, aby uniknąć niepotrzebnych strat.

2. Średnica wału łożyska silnika z magnesami trwałymi nie jest prawidłowo dopasowana.

Łożysko ma luz początkowy i luz roboczy. Po zamontowaniu łożyska, gdy silnik z magnesami trwałymi pracuje, luz łożyska silnika jest luzem roboczym. Łożysko może pracować prawidłowo tylko wtedy, gdy luz roboczy mieści się w normalnym zakresie. W rzeczywistości dopasowanie między pierścieniem wewnętrznym łożyska a wałem oraz dopasowanie między pierścieniem zewnętrznym łożyska a komorą łożyska pokrywy końcowej (lub tulei łożyskowej) bezpośrednio wpływa na luz roboczy łożyska silnika z magnesami trwałymi.

3. Stojan i wirnik nie są współśrodkowe, co powoduje naprężenie łożyska.

Gdy stojan i wirnik silnika z magnesami trwałymi są współosiowe, luz osiowy łożyska jest zazwyczaj względnie równomierny podczas pracy silnika. Jeśli stojan i wirnik nie są koncentryczne, linie środkowe między nimi nie pokrywają się, lecz jedynie przecinają. Na przykład w poziomym silniku z magnesami trwałymi, wirnik nie będzie równoległy do ​​powierzchni podstawy, co spowoduje, że łożyska na obu końcach będą poddawane działaniu sił zewnętrznych o średnicy osiowej, co doprowadzi do nieprawidłowej pracy łożysk podczas pracy silnika z magnesami trwałymi.

4. Dobre smarowanie jest podstawowym warunkiem prawidłowej pracy łożysk silników z magnesami trwałymi.

1)Zależność pomiędzy działaniem smaru i warunkami pracy silnika z magnesami trwałymi.

Dobierając smar do silników z magnesami trwałymi, należy kierować się standardowymi warunkami pracy silnika i jego warunkami technicznymi. W przypadku silników z magnesami trwałymi pracujących w specyficznych warunkach, środowisko pracy jest stosunkowo trudne, takie jak wysoka lub niska temperatura itp.

W ekstremalnie niskich temperaturach środki smarne muszą być odporne na niskie temperatury. Na przykład, po wyjęciu silnika z magnesami trwałymi z magazynu zimą, ręcznie obsługiwany silnik z magnesami trwałymi nie mógł się obracać, a po włączeniu słychać było wyraźny hałas. Po analizie stwierdzono, że środek smarny wybrany do silnika z magnesami trwałymi nie spełniał wymagań.

W przypadku silników z magnesami trwałymi pracujących w środowiskach o wysokiej temperaturze, takich jak silniki sprężarek powietrza z magnesami trwałymi, zwłaszcza w regionach południowych o wyższych temperaturach, temperatura pracy większości silników sprężarek powietrza z magnesami trwałymi przekracza 40 stopni Celsjusza. Biorąc pod uwagę wzrost temperatury silnika z magnesami trwałymi, temperatura jego łożyska będzie bardzo wysoka. Zwykły smar ulega degradacji i awarii z powodu nadmiernej temperatury, powodując utratę oleju smarującego łożysko. Łożysko silnika z magnesami trwałymi jest niesmarowane, co powoduje jego nagrzanie i uszkodzenie w bardzo krótkim czasie. W poważniejszych przypadkach uzwojenie może ulec przepaleniu z powodu dużego prądu i wysokiej temperatury.

2) Wzrost temperatury łożysk silnika z magnesami trwałymi spowodowany nadmierną ilością smaru.

Z punktu widzenia przewodzenia ciepła, łożyska silników z magnesami trwałymi również generują ciepło podczas pracy, które jest uwalniane przez powiązane części. Nadmierna ilość smaru gromadzi się w komorze wewnętrznej łożyska tocznego, co utrudnia uwalnianie energii cieplnej. Szczególnie w przypadku łożysk silników z magnesami trwałymi o stosunkowo dużych komorach wewnętrznych, ciepło będzie się nagrzewać.

3) Rozsądna konstrukcja części układu łożyskowego.

Wielu producentów silników z magnesami trwałymi udoskonaliło konstrukcję części układów łożyskowych silnika, w tym udoskonaliło wewnętrzną pokrywę łożyska silnika, zewnętrzną pokrywę łożyska tocznego i płytę przegrody olejowej, aby zapewnić właściwą cyrkulację smaru podczas pracy łożyska tocznego, co nie tylko gwarantuje niezbędne smarowanie łożyska tocznego, ale również eliminuje problem odporności na ciepło spowodowany nadmierną ilością smaru.

4)Regularne wymienianie smaru.

Podczas pracy silnika z magnesami trwałymi należy wymienić smar smarujący odpowiednio do częstotliwości użytkowania, a także wyczyścić oryginalny smar i zastąpić go smarem tego samego typu.

5. Szczelina powietrzna między stojanem i wirnikiem silnika z magnesami trwałymi jest nierówna.

Wpływ szczeliny powietrznej między stojanem a wirnikiem silnika z magnesami trwałymi na sprawność, hałas wibracji i wzrost temperatury. Gdy szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem silnika z magnesami trwałymi jest nierówna, najbardziej widocznym objawem po włączeniu silnika jest dźwięk elektromagnetyczny o niskiej częstotliwości. Uszkodzenie łożyska silnika wynika z promieniowego przyciągania magnetycznego, które powoduje mimośrodowość łożyska podczas pracy silnika z magnesami trwałymi, co prowadzi do nagrzewania się i uszkodzenia łożyska silnika z magnesami trwałymi.

6.Kierunek osiowy rdzeni stojana i wirnika nie jest wyrównany.

W procesie produkcyjnym, z powodu błędów w ustawieniu rozmiaru stojana lub rdzenia wirnika oraz ugięcia rdzenia wirnika spowodowanego obróbką cieplną podczas produkcji wirnika, podczas pracy silnika z magnesami trwałymi powstaje siła osiowa. Łożysko toczne silnika z magnesami trwałymi pracuje nieprawidłowo z powodu siły osiowej.

7.Prąd wału.

Jest to bardzo szkodliwe dla silników z magnesami trwałymi o zmiennej częstotliwości, silników niskonapięciowych z magnesami trwałymi dużej mocy oraz silników wysokonapięciowych z magnesami trwałymi. Przyczyną powstawania prądu wałowego jest wpływ napięcia wału. Aby wyeliminować szkodliwe działanie prądu wału, konieczne jest skuteczne obniżenie napięcia wału w procesie projektowania i produkcji lub odłączenie pętli prądowej. Jeśli nie zostaną podjęte żadne środki, prąd wału spowoduje poważne uszkodzenie łożyska tocznego.

Gdy problem nie jest poważny, układ łożysk tocznych charakteryzuje się hałasem, który następnie wzrasta; gdy prąd wału jest poważny, hałas układu łożysk tocznych zmienia się stosunkowo szybko, a podczas kontroli demontażu na pierścieniach łożyskowych pojawią się wyraźne ślady przypominające tarę; dużym problemem związanym z prądem wału jest degradacja i uszkodzenie smaru, co spowoduje nagrzanie się i spalenie układu łożysk tocznych w stosunkowo krótkim czasie.

8.Pochylenie szczeliny wirnika.

Większość wirników silników z magnesami trwałymi ma proste rowki, ale aby spełnić wymagania dotyczące wydajności silnika z magnesami trwałymi, konieczne może być wykonanie rowka skośnego w wirniku. Przy dużym nachyleniu rowka wirnika, składowa osiowego przyciągania magnetycznego stojana i wirnika silnika z magnesami trwałymi wzrośnie, powodując nadmierne nagrzewanie się łożyska tocznego i jego nienormalne działanie siły osiowej.

9. Słabe warunki odprowadzania ciepła.

W przypadku większości małych silników z magnesami trwałymi pokrywa końcowa może nie mieć żeber odprowadzających ciepło, ale w przypadku dużych silników z magnesami trwałymi żebra odprowadzające ciepło na pokrywie końcowej są szczególnie ważne dla kontroli temperatury łożyska tocznego. W przypadku niektórych małych silników z magnesami trwałymi o zwiększonej mocy, odprowadzanie ciepła przez pokrywę końcową jest udoskonalone, aby dodatkowo obniżyć temperaturę układu łożysk tocznych.

10.Sterowanie układem łożysk tocznych pionowego silnika z magnesami trwałymi.

Jeśli odchyłka wymiarów lub kierunek montażu są nieprawidłowe, łożysko silnika z magnesami trwałymi nie będzie mogło pracować w normalnych warunkach roboczych, co nieuchronnie spowoduje hałas łożyska tocznego i wzrost temperatury.

11.Łożyska toczne nagrzewają się pod wpływem obciążeń o dużej prędkości.

W przypadku silników z magnesami trwałymi o dużej prędkości i dużych obciążeniach konieczne jest zastosowanie stosunkowo precyzyjnych łożysk tocznych, aby uniknąć awarii spowodowanych niewystarczającą precyzją łożysk tocznych.

Jeżeli wielkość elementów tocznych łożyska tocznego nie jest jednolita, łożysko toczne będzie wibrować i zużywać się z powodu nierównomiernej siły działającej na każdy element toczny, gdy silnik z magnesami trwałymi pracuje pod obciążeniem. Spowoduje to odpadanie wiórów metalowych, co wpłynie na pracę łożyska tocznego i pogłębi uszkodzenie łożyska tocznego.

W przypadku silników wysokoobrotowych z magnesami trwałymi, konstrukcja samego silnika z magnesami trwałymi ma stosunkowo małą średnicę wału, a prawdopodobieństwo ugięcia wału podczas pracy jest stosunkowo wysokie. Dlatego w przypadku silników wysokoobrotowych z magnesami trwałymi zazwyczaj konieczne są modyfikacje materiału wału.

12. Proces ładowania na gorąco dużych łożysk silników z magnesami trwałymi nie jest odpowiedni.

W przypadku małych silników z magnesami trwałymi łożyska toczne są zazwyczaj tłoczone na zimno, natomiast w przypadku średnich i dużych silników z magnesami trwałymi oraz silników wysokonapięciowych z magnesami trwałymi najczęściej stosuje się nagrzewanie łożysk. Istnieją dwie metody nagrzewania: nagrzewanie olejowe i nagrzewanie indukcyjne. Niewłaściwa kontrola temperatury może spowodować awarię łożysk tocznych, nawet przy zbyt wysokiej temperaturze. Po pewnym czasie pracy silnika z magnesami trwałymi mogą wystąpić problemy z hałasem i wzrostem temperatury.

13. Komora łożyska tocznego i tuleja łożyska pokrywy końcowej są zdeformowane i popękane.

Problemy występują głównie w kutych częściach silników z magnesami trwałymi średniej i dużej mocy. Ponieważ pokrywa końcowa ma typowy kształt płytki, może ulec znacznemu odkształceniu podczas kucia i produkcji. W niektórych silnikach z magnesami trwałymi występują pęknięcia w komorze łożyska tocznego podczas przechowywania, co powoduje hałas podczas pracy silnika, a nawet poważne problemy z jakością czyszczenia otworu.

W układzie łożysk tocznych nadal występują pewne niejasności. Najskuteczniejszą metodą poprawy jest rozsądne dopasowanie parametrów łożyska tocznego do parametrów silnika z magnesami trwałymi. Zasady projektowania dopasowania oparte na obciążeniu i charakterystyce pracy silnika z magnesami trwałymi są również stosunkowo kompletne. Te stosunkowo drobne usprawnienia mogą skutecznie i znacząco ograniczyć problemy w układzie łożysk silnika z magnesami trwałymi.

14. Zalety techniczne Anhui Mingteng

Minteng（https://www.mingtengmotor.com/）wykorzystuje nowoczesną teorię projektowania silników z magnesami trwałymi, profesjonalne oprogramowanie projektowe i samodzielnie opracowany specjalny program do projektowania silników z magnesami trwałymi w celu symulacji i obliczania pola elektromagnetycznego, pola cieczy, pola temperatury, pola naprężeń itp. silnika z magnesami trwałymi, optymalizuje strukturę obwodu magnetycznego, poprawia wydajność energetyczną silnika z magnesami trwałymi i rozwiązuje trudności związane z wymianą łożysk na miejscu w dużych silnikach z magnesami trwałymi oraz problem rozmagnesowania magnesów trwałych, zapewniając zasadniczo niezawodne użytkowanie silników z magnesami trwałymi.

Odkuwki wałów są zazwyczaj wykonane ze stali stopowych 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo. Każda partia wałów jest poddawana próbom rozciągania, próbom udarności, próbom twardości itp. zgodnie z wymaganiami „Warunków Technicznych dla Wałów Kutych”. W razie potrzeby istnieje możliwość importu łożysk z SKF lub NSK.

Aby zapobiec korozji łożyska spowodowanej przez prąd wału, firma Mingteng zastosowała konstrukcję izolacyjną w zespole łożyska tylnego, co pozwala uzyskać efekt izolacji łożysk, a jednocześnie jest znacznie tańsze niż w przypadku łożysk izolacyjnych. Zapewnia to normalną żywotność łożysk silników z magnesami trwałymi.

Wszystkie wirniki silników synchronicznych z magnesami trwałymi i bezpośrednim napędem firmy Mingteng posiadają specjalną konstrukcję wsporczą, a wymiana łożysk na miejscu przebiega tak samo, jak w przypadku asynchronicznych silników z magnesami trwałymi. Późniejsza wymiana i konserwacja łożysk pozwala zaoszczędzić koszty logistyczne, skrócić czas konserwacji i lepiej zagwarantować niezawodność produkcji.

Prawa autorskie: Niniejszy artykuł jest przedrukiem publicznego numeru WeChat „Analiza praktycznej technologii silników elektrycznych”, oryginalny link:

https://mp.weixin.qq.com/s/77Yk7lfjRWmiiMZwBBTNAQ

Niniejszy artykuł nie odzwierciedla poglądów naszej firmy. Jeśli masz inne zdanie lub poglądy, prosimy o ich skorygowanie!