Układ łożyskowy to układ operacyjny silnika z magnesami trwałymi. Gdy w układzie łożyskowym wystąpi awaria, łożysko ulegnie typowym awariom, takim jak przedwczesne uszkodzenie i rozpad z powodu wzrostu temperatury. Łożyska są ważnymi częściami silników z magnesami trwałymi. Są one powiązane z innymi częściami, aby zapewnić wymagania dotyczące względnego położenia wirnika silnika z magnesami trwałymi w kierunku osiowym i promieniowym.

Gdy układ łożyskowy zawodzi, zjawiskiem poprzedzającym jest zazwyczaj hałas lub wzrost temperatury. Typowe awarie mechaniczne zwykle objawiają się najpierw hałasem, a następnie stopniowym wzrostem temperatury, a następnie rozwijają się w uszkodzenie łożyska silnika z magnesami trwałymi. Konkretnym zjawiskiem jest zwiększony hałas, a nawet poważniejsze problemy, takie jak rozpadanie się łożyska silnika z magnesami trwałymi, zacinanie się wału, wypalanie uzwojenia itp. Główne powody wzrostu temperatury i uszkodzenia łożysk silnika z magnesami trwałymi są następujące.

1. Czynniki związane z montażem i użytkowaniem.

Na przykład podczas procesu montażu samo łożysko może zostać zanieczyszczone przez złe środowisko, zanieczyszczenia mogą zostać zmieszane z olejem smarowym (lub smarem), łożysko może zostać uderzone podczas instalacji, a podczas instalacji łożyska mogą zostać zastosowane nienormalne siły. Wszystkie te czynniki mogą powodować problemy z łożyskiem w krótkim okresie.

Podczas przechowywania lub użytkowania, jeśli silnik z magnesem trwałym zostanie umieszczony w wilgotnym lub trudniejszym środowisku, łożysko silnika z magnesem trwałym prawdopodobnie zardzewieje, powodując poważne uszkodzenie układu łożyskowego. W takim środowisku najlepiej jest używać dobrze uszczelnionych łożysk, aby uniknąć niepotrzebnych strat.

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

Łożysko ma luz początkowy i luz roboczy. Po zainstalowaniu łożyska, gdy silnik z magnesami trwałymi pracuje, luz łożyska silnika jest luzem roboczym. Łożysko może pracować normalnie 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 łożyska) 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 na ogół w stosunkowo jednolitym stanie, gdy silnik pracuje. Jeśli stojan i wirnik nie są koncentryczne, linie środkowe między nimi nie są w stanie zbieżnym, ale tylko w stanie przecinającym się. Biorąc za przykład poziomy silnik z magnesami trwałymi, wirnik nie będzie równoległy do ​​powierzchni podstawy, co spowoduje, że łożyska na obu końcach będą poddawane siłom zewnętrznym o średnicy osiowej, co spowoduje, że łożyska będą działać nieprawidłowo, gdy silnik z magnesami trwałymi będzie pracował.

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.

Wybierając smar do silników z magnesami trwałymi, należy dokonać wyboru zgodnie ze standardowym środowiskiem pracy silnika z magnesami trwałymi w warunkach technicznych silnika. W przypadku silników z magnesami trwałymi pracujących w szczególnych środowiskach środowisko pracy jest stosunkowo trudne, takie jak środowisko o wysokiej temperaturze, środowisko o niskiej temperaturze itp.

W przypadku ekstremalnie zimnej pogody 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 przeglądzie 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 z magnesami trwałymi sprężarek powietrza, zwłaszcza w regionach południowych o wyższych temperaturach, temperatura robocza większości silników z magnesami trwałymi sprężarek powietrza wynosi powyżej 40 stopni. Biorąc pod uwagę wzrost temperatury silnika z magnesami trwałymi, temperatura łożyska silnika z magnesami trwałymi będzie bardzo wysoka. Zwykły smar ulegnie degradacji i zawiedzie z powodu nadmiernej temperatury, powodując utratę oleju smarującego łożysko. Łożysko silnika z magnesami trwałymi znajduje się w stanie niesmarowanym, co spowoduje nagrzanie się łożyska silnika z magnesami trwałymi i jego uszkodzenie w bardzo krótkim czasie. W poważniejszych przypadkach uzwojenie przepali się z powodu dużego prądu i wysokiej temperatury.

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

Z perspektywy przewodzenia ciepła, łożyska silników z magnesami trwałymi również generują ciepło podczas pracy, a ciepło to jest uwalniane przez powiązane części. Gdy występuje nadmiar smaru smarującego, gromadzi się on w wewnętrznej komorze układu łożysk tocznych, co wpływa na uwalnianie energii cieplnej. Szczególnie w przypadku łożysk silników z magnesami trwałymi o stosunkowo dużych komorach wewnętrznych ciepło będzie poważniejsze.

3) Rozsądna konstrukcja części układu łożyskowego.

Wielu producentów silników z magnesami trwałymi udoskonaliło konstrukcję elementów układów łożyskowych silnika, w tym udoskonaliło wewnętrzną pokrywę łożyska silnika, zewnętrzną pokrywę łożyska tocznego i płytę przegrody olejowej, aby zapewnić odpowiednią 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 odnawianie smaru.

Podczas pracy silnika z magnesami trwałymi należy wymienić smar zgodnie z częstotliwością użytkowania, a oryginalny smar należy wyczyścić i zastąpić 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 wydajność, hałas wibracji i wzrost temperatury. Gdy szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem silnika z magnesami trwałymi jest nierówna, najbardziej bezpośrednią cechą po włączeniu silnika jest dźwięk elektromagnetyczny o niskiej częstotliwości silnika. Uszkodzenie łożyska silnika wynika z radialnego przyciągania magnetycznego, które powoduje, że łożysko znajduje się w stanie mimośrodowym, gdy silnik z magnesami trwałymi pracuje, powodując nagrzewanie się łożyska silnika z magnesami trwałymi i jego uszkodzenie.

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

Podczas procesu produkcyjnego, z powodu błędów w rozmiarze pozycjonowania rdzenia stojana lub wirnika oraz ugięcia rdzenia wirnika spowodowanego obróbką cieplną podczas procesu produkcyjnego wirnika, siła osiowa jest generowana podczas pracy silnika z magnesami trwałymi. Łożysko toczne silnika z magnesami trwałymi działa nieprawidłowo z powodu siły osiowej.

7.Prąd wału.

Jest to bardzo szkodliwe dla silników z magnesami trwałymi o zmiennej częstotliwości, silników z magnesami trwałymi o niskim napięciu i dużej mocy oraz silników z magnesami trwałymi o wysokim napięciu. Powodem powstawania prądu wału jest wpływ napięcia wału. Aby wyeliminować szkodliwość prądu wału, konieczne jest skuteczne zmniejszenie napięcia wału w procesie projektowania i produkcji lub odłączenie pętli prądowej. Jeśli nie zostaną podjęte żadne środki, prąd wału spowoduje niszczycielskie uszkodzenia 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 towarzyszącym prądowi 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 wskaźnik wydajności silnika z magnesami trwałymi, może być konieczne wykonanie wirnika w rowku ukośnym. Gdy nachylenie rowka wirnika jest duże, składowa osiowego przyciągania magnetycznego stojana i wirnika silnika z magnesami trwałymi wzrośnie, powodując, że łożysko toczne będzie narażone na nienormalną siłę osiową i nagrzewanie się.

9. Słabe warunki odprowadzania ciepła.

W przypadku większości małych silników z magnesami trwałymi pokrywa końcowa może nie mieć żeber rozpraszających ciepło, ale w przypadku dużych silników z magnesami trwałymi żebra rozpraszające ciepło na pokrywie końcowej są szczególnie ważne dla kontrolowania temperatury łożyska tocznego. W przypadku niektórych małych silników z magnesami trwałymi o zwiększonej pojemności rozpraszanie ciepła pokrywy końcowej jest ulepszone w celu dalszej poprawy temperatury układu łożyska tocznego.

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

Jeżeli 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 wynikających z niewystarczającej precyzji łożysk tocznych.

Jeżeli wielkość elementów tocznych łożyska tocznego nie jest równomierna, łożysko toczne będzie wibrować i zużywać się z powodu nierównomiernej siły działającej na każdy element toczny, gdy silnik z magnesami trwałymi pracuje pod obciążeniem. Powoduje to odpadanie wiórów metalowych, co wpływa na pracę łożyska tocznego i pogłębia uszkodzenia łożyska tocznego.

W przypadku silników z magnesami trwałymi o dużej prędkości konstrukcja samego silnika z magnesami trwałymi ma stosunkowo małą średnicę wału, a prawdopodobieństwo ugięcia wału podczas pracy jest stosunkowo wysokie. Dlatego w przypadku silników z magnesami trwałymi o dużej prędkości zwykle dokonuje się niezbędnych korekt 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 przeważnie tłoczone na zimno, natomiast w przypadku średnich i dużych silników z magnesami trwałymi oraz silników z magnesami trwałymi wysokiego napięcia najczęściej stosuje się ogrzewanie łożysk. Istnieją dwie metody ogrzewania: jedna to ogrzewanie olejowe, a druga to ogrzewanie indukcyjne. Jeśli kontrola temperatury jest słaba, nadmiernie wysoka temperatura spowoduje awarię łożyska tocznego. Po pewnym czasie pracy silnika z magnesami trwałymi wystąpią 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 średnich i dużych silników z magnesami trwałymi. Ponieważ pokrywa końcowa jest typową częścią w kształcie płyty, może ulec dużej deformacji podczas procesów kucia i produkcji. Niektóre silniki z magnesami trwałymi mają pęknięcia w komorze łożyska tocznego podczas przechowywania, co powoduje hałas podczas pracy silnika z magnesami trwałymi, a nawet poważne problemy z jakością czyszczenia otworu.

Nadal istnieją pewne niepewne czynniki w układzie łożysk tocznych. Najbardziej efektywną metodą poprawy jest rozsądne dopasowanie parametrów łożyska tocznego do parametrów silnika z magnesami trwałymi. Reguły dopasowania konstrukcji oparte na obciążeniu silnika z magnesami trwałymi i charakterystyce pracy są również stosunkowo kompletne. Te stosunkowo drobne ulepszenia mogą skutecznie i znacząco zmniejszyć problemy układu łożysk silnika z magnesami trwałymi.

14. Zalety techniczne Anhui Mingteng

Minteng（https://www.mingtengmotor.com/）wykorzystuje nowoczesną teorię konstrukcji 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, optymalizacji struktury obwodu magnetycznego, poprawy efektywności energetycznej silnika z magnesami trwałymi i rozwiązania trudności związanych z wymianą łożysk na miejscu w dużych silnikach z magnesami trwałymi oraz problemu rozmagnesowania magnesów trwałych, co zasadniczo zapewnia niezawodne użytkowanie silników z magnesami trwałymi.

Odkuwki wałów są zazwyczaj wykonane z odkuwek wałów ze stali stopowej 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo. Każda partia wałów jest poddawana próbom rozciągania, próbom udarności, próbom twardości itp. zgodnie z wymaganiami „Warunków technicznych wałów kutych”. Łożyska mogą być importowane z SKF lub NSK w razie potrzeby.

Aby zapobiec korozji łożyska przez prąd wału, Mingteng stosuje konstrukcję izolacyjną dla zespołu łożysk końca tylnego, która może osiągnąć efekt izolacji łożysk, a koszt jest znacznie niższy niż w przypadku izolacji łożysk. Zapewnia to normalną żywotność łożysk silnika z magnesami trwałymi.

Wszystkie wirniki silników synchronicznych z magnesami trwałymi z bezpośrednim napędem firmy Mingteng mają specjalną konstrukcję wsporczą, a wymiana łożysk na miejscu jest taka sama jak w przypadku asynchronicznych silników z magnesami trwałymi. Późniejsza wymiana łożysk i konserwacja mogą zaoszczędzić koszty logistyczne, zaoszczędzić czas konserwacji i lepiej zagwarantować niezawodność produkcji użytkownika.

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 reprezentuje poglądów naszej firmy. Jeśli masz inne zdanie lub poglądy, popraw nas!