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轴承知识

看看FAG的电绝缘轴承有多棒!

2019-09-05
  过电流常会发生在轮对轴承和牵引电机(轨道车辆)、直流和交流电机(动力传输系统)及发电机(风电)上。过电流会可能导致滚道和滚动体的损坏及润滑剂的老化,从而引起电机或发电机过早发生故障,造成维修费用的增加并带来停机停产等造成的损失。
  电动机、发电机等一些相关设备中使用的滚动轴承,在使用的过程中都有可能受到电流经过的影响,这样不仅会对轴承中的滚动体和滚道造成损坏,而且还会影响到润滑脂的性能。
  图1是FAG公司出品的6319轴承在某一用户电机上使用不到一周的产品被电腐蚀的产品。电流泄漏造成轴承损伤会影响到电机振动异常,噪声加大。电机不能正常工作。
图1 电流泄漏形成内圈滚道上的波纹状凹槽和颜色变暗的钢球
  一般来说完全消除掉轴承内部的电势差是非常困难的,但是能够阻止或大大降低通过轴承的电流,就可以防止轴承发生电腐蚀。沿轴产生的感应电压会产生同时经过轴承A、轴承座和轴承B的电流回路,如图2。这类轴电压产生的一个原因是由于电机内部磁通量分布不均匀,尤其在一些极对数较少的电机中。这种情况中,只要绝缘一端轴承就可以完全切断电流回路,通常绝缘非驱动端轴承。如果电压发生在轴与轴承座之间,电流会以相同方向通过每个轴承,这种情况下,电机两端的轴承都应该被绝缘。如图3。
图2 沿轴产生的感应电压
图3 轴与轴承座之间的电压
  选择绝缘的决定因素是电流的时间特性。如果是直流电压或低频交流电压,绝缘效果取决与绝缘层的纯电阻值;如果是高频交流电压(常见于使用变频器的设备中),取决与绝缘层的容抗值。
  是不是看着这些太专业了,但我们只要有对付它们的产品就可以了,那就是电绝缘轴承。无论是内圈还是外圈带陶瓷涂层的轴承都称为绝缘轴承。陶瓷涂层能够防止电流通过,具有绝缘的能力。混合式轴承的滚动体由陶瓷制成,由滚动体来防止电流通过,因此也具有绝缘能力。
  FAG绝缘轴承是外圈或内圈带陶瓷涂层Insutect的标准轴承,如图4和图5。并具有以下特性。
图4 带陶瓷涂层的深沟球轴承
图5 带陶瓷涂层的圆柱滚子轴承
  ◆良好的绝缘性能:带陶瓷氧化物涂层的轴承带有后缀(J20),这种涂层以等离子喷涂的方式涂覆在轴承表面。该陶瓷氧化无硬度高、耐磨损并有很好的热传导性能。
  ◆绝缘层J20AB:外圈带涂层可以很好地防止沿轴产生的感应电压导致轴承的电腐蚀。由于采用特殊的密封工艺,所以即使在潮湿环境中J20AB涂层仍能有很好的绝缘效果。
  ◆绝缘层J20AA:也是外圈带涂层,涂层厚度是J20AB厚度的2倍。因此可在较高频率的轴电流下,它仍然具有很好的绝缘效果。
  ◆绝缘层J20C:与J20AA的绝缘层厚度是一样的。只是内圈带绝缘涂层。因为涂层面积小了,所以阻止高频轴电流的效果更好。特别适用在具有高频轴电流和外圈旋转的场合。
  ◆绝缘层J20A和J20B:J20A适用尺寸比较大的绝缘轴承;J20B适合那些需要一般绝缘的场合。
  ◆FAG带涂层的绝缘轴承外形尺寸是可以和标准轴承互换的。62系列的深沟球轴承都有带涂层的绝缘轴承,还可以协议订购一侧或两侧带密封圈的绝缘轴承。
  FAG公司的绝缘轴承涂层采用等离子喷涂工艺,可以使氧化物涂层非常牢固的粘附在基体材料上。基体材料需要提前被打磨粗糙。最后涂层还需要经过一道密封工艺。产品的涂层类型见图6。
图6 涂层类型
①外圈绝缘J20A,J20B,J20AB,J20AA;②内圈绝缘J20C
  不同类型涂层轴承的绝缘性能参数见下表:
 
  要注意的是,需要做涂层的绝缘轴承套圈表面必须是圆柱形,并且不能有润滑油槽或油孔等。
  FAG公司出品的带涂层的绝缘轴承性能优越,不同的使用环境和要求更加细分,只要设备有需要,总有一种产品能满足你的需求,阻挡电流的腐蚀。
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佰联轴承网轴承工程师
2019.03.01

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