Система підшипників – це операційна система двигуна з постійними магнітами. У разі виходу з ладу в системі підшипників підшипник зазнає поширених несправностей, таких як передчасне пошкодження та руйнування через підвищення температури. Підшипники є важливими деталями двигунів з постійними магнітами. Вони пов'язані з іншими деталями для забезпечення вимог щодо відносного положення ротора двигуна з постійними магнітами в осьовому та радіальному напрямках.

Коли підшипникова система виходить з ладу, попередником цього зазвичай є шум або підвищення температури. Звичайні механічні пошкодження зазвичай спочатку проявляються як шум, потім поступово підвищується температура, що призводить до пошкодження підшипника двигуна з постійними магнітами. Специфічним явищем є підвищений шум, а також ще серйозніші проблеми, такі як розвал підшипника двигуна з постійними магнітами, заїдання вала, перегорання обмотки тощо. Основні причини підвищення температури та пошкодження підшипників двигуна з постійними магнітами такі.

1. Фактори складання та використання.

Наприклад, під час складання сам підшипник може бути забруднений несприятливим середовищем, домішки можуть потрапити до мастильної оливи (або мастила), підшипник може бути пошкоджений під час встановлення, а також під час встановлення підшипника можуть бути прикладені надмірні сили. Все це може спричинити проблеми з підшипником у короткостроковій перспективі.

Під час зберігання або використання, якщо двигун з постійними магнітами знаходиться у вологому або суворішому середовищі, підшипник двигуна з постійними магнітами може іржавіти, що призведе до серйозного пошкодження підшипникової системи. У такому середовищі найкраще використовувати добре герметичні підшипники, щоб уникнути непотрібних втрат.

2. Діаметр вала підшипника двигуна з постійним магнітом не підібраний належним чином.

Підшипник має початковий зазор та робочий зазор. Після встановлення підшипника, коли двигун з постійними магнітами працює, зазор підшипника двигуна є робочим зазором. Підшипник може нормально працювати лише тоді, коли робочий зазор знаходиться в межах норми. Насправді, збіг між внутрішнім кільцем підшипника та валом, а також збіг між зовнішнім кільцем підшипника та камерою підшипника торцевої кришки (або втулки підшипника) безпосередньо впливають на робочий зазор підшипника двигуна з постійними магнітами.

3. Статор і ротор не розташовані концентрично, що призводить до напруження підшипника.

Коли статор і ротор двигуна з постійними магнітами розташовані співвісно, ​​осьовий зазор підшипника, як правило, знаходиться у відносно рівномірному стані під час роботи двигуна. Якщо статор і ротор не концентричні, центральні лінії між ними не збігаються, а лише перетинаються. Візьмемо, наприклад, горизонтальний двигун з постійними магнітами, ротор не буде паралельним до базової поверхні, що призведе до дії зовнішніх сил осьового діаметра на підшипники з обох кінців, що призведе до неправильної роботи підшипників під час роботи двигуна з постійними магнітами.

4. Гарне змащення є основною умовою для нормальної роботи підшипників двигуна з постійними магнітами.

1)Відповідність між ефектом мастила та умовами роботи двигуна з постійними магнітами.

Вибираючи мастило для двигунів з постійними магнітами, необхідно враховувати стандартне робоче середовище двигуна з постійними магнітами та технічні умови двигуна. Для двигунів з постійними магнітами, що працюють у спеціальних умовах, робоче середовище є відносно суворим, таким як висока температура, низька температура тощо.

Для надзвичайно холодної погоди мастильні матеріали повинні бути стійкими до низьких температур. Наприклад, після того, як двигун з постійними магнітами був вивезений зі складу взимку, ручний двигун з постійними магнітами не міг обертатися, і під час увімкнення чувся помітний шум. Після перевірки було виявлено, що мастило, вибране для двигуна з постійними магнітами, не відповідає вимогам.

Для двигунів з постійними магнітами, що працюють у високотемпературних середовищах, таких як двигуни з постійними магнітами повітряних компресорів, особливо в південних регіонах з вищими температурами, робоча температура більшості двигунів з постійними магнітами повітряних компресорів перевищує 40 градусів. Враховуючи підвищення температури двигуна з постійними магнітами, температура підшипника двигуна з постійними магнітами буде дуже високою. Звичайне мастило руйнується та виходить з ладу через надмірну температуру, що призводить до втрати мастила для підшипника. Підшипник двигуна з постійними магнітами знаходиться в незмащеному стані, що призводить до нагрівання та пошкодження підшипника двигуна з постійними магнітами за дуже короткий проміжок часу. У більш серйозних випадках обмотка перегорає через великий струм та високу температуру.

2) Підвищення температури підшипника двигуна з постійними магнітами, спричинене надмірним вмістом мастила.

З точки зору теплопровідності, підшипники двигунів з постійними магнітами також генерують тепло під час роботи, і тепло виділяється через пов'язані деталі. При надмірній кількості мастила воно накопичується у внутрішній порожнині системи підшипника кочення, що впливає на виділення теплової енергії. Особливо для підшипників двигунів з постійними магнітами з відносно великими внутрішніми порожнинами тепловиділення буде сильнішим.

3) Розумна конструкція деталей підшипникової системи.

Багато виробників двигунів з постійними магнітами вдосконалили конструкції деталей підшипникової системи двигунів, включаючи вдосконалення внутрішньої кришки підшипника двигуна, зовнішньої кришки підшипника кочення та масляної перегородки, щоб забезпечити належну циркуляцію мастила під час роботи підшипника кочення, що не тільки гарантує необхідне змащення підшипника кочення, але й запобігає проблемі термостійкості, спричиненій надмірним заповненням мастилом.

4) Регулярне оновлення мастила.

Коли двигун з постійними магнітами працює, мастило слід оновлювати відповідно до частоти використання, а оригінальне мастило слід очищати та замінювати мастилом того ж типу.

5. Повітряний зазор між статором і ротором двигуна з постійними магнітами нерівномірний.

Вплив повітряного зазору між статором і ротором двигуна з постійними магнітами на ефективність, вібрацію, шум і підвищення температури. Коли повітряний зазор між статором і ротором двигуна з постійними магнітами нерівномірний, найпомітнішою ознакою після ввімкнення двигуна є низькочастотний електромагнітний звук двигуна. Пошкодження підшипника двигуна виникає через радіальне магнітне тяжіння, яке призводить до ексцентричного стану підшипника під час роботи двигуна з постійними магнітами, що призводить до нагрівання та пошкодження підшипника двигуна з постійними магнітами.

6. Осьовий напрямок сердечників статора та ротора не вирівняний.

Під час виробничого процесу, через помилки в розмірі позиціонування осердя статора або ротора та відхилення осердя ротора, спричинене термічною обробкою під час виготовлення ротора, під час роботи двигуна з постійними магнітами виникає осьова сила. Підшипник кочення двигуна з постійними магнітами працює неправильно через осьову силу.

7. Струм вала.

Це дуже шкідливо для двигунів з постійними магнітами змінної частоти, низьковольтних двигунів з постійними магнітами високої потужності та високовольтних двигунів з постійними магнітами. Причиною утворення струму валу є вплив напруги валу. Щоб усунути шкоду, спричинену струмом валу, необхідно ефективно знизити напругу валу під час проектування та виробництва або відключити петлю струму. Якщо не вжити жодних заходів, струм валу завдасть руйнівної шкоди підшипнику кочення.

Коли це не серйозно, система підшипників кочення характеризується шумом, який потім посилюється; коли струм вала серйозний, шум системи підшипників кочення змінюється відносно швидко, і під час перевірки на кільцях підшипників будуть помітні сліди, схожі на пральну дошку; великою проблемою, що супроводжується струмом вала, є деградація та вихід мастила з ладу, що призводить до нагрівання та згоряння системи підшипників кочення за відносно короткий проміжок часу.

8. Нахил паза ротора.

Більшість роторів двигунів з постійними магнітами мають прямі пази, але для досягнення показника продуктивності двигуна з постійними магнітами може знадобитися зробити ротор у похилому пазу. Коли нахил паза ротора великий, осьова магнітна складова статора та ротора двигуна з постійними магнітами збільшується, що призводить до надмірного осьового зусилля та нагрівання підшипника кочення.

9. Погані умови тепловіддачі.

Для більшості невеликих двигунів з постійними магнітами торцева кришка може не мати ребер для розсіювання тепла, але для великогабаритних двигунів з постійними магнітами ребра для розсіювання тепла на торцевій кришці особливо важливі для контролю температури підшипника кочення. Для деяких невеликих двигунів з постійними магнітами зі збільшеною потужністю розсіювання тепла торцевою кришкою покращується для подальшого підвищення температури системи підшипників кочення.

10. Керування системою підшипників кочення вертикального двигуна з постійними магнітами.

Якщо відхилення розміру або напрямок самого вузла неправильний, підшипник двигуна з постійними магнітами не зможе працювати за нормальних робочих умов, що неминуче призведе до шуму підшипника кочення та підвищення температури.

11. Підшипники кочення нагріваються під час високошвидкісного навантаження.

Для високошвидкісних двигунів з постійними магнітами та великими навантаженнями необхідно вибирати відносно високоточні підшипники кочення, щоб уникнути відмов через недостатню точність підшипників кочення.

Якщо розмір елементів кочення підшипника кочення неоднорідний, підшипник кочення вібруватиме та зношуватиметься через нерівномірне зусилля на кожному елементі кочення, коли двигун з постійними магнітами працює під навантаженням, що призведе до відпадання металевої стружки, що негативно вплине на роботу підшипника кочення та посилить його пошкодження.

Для високошвидкісних двигунів з постійними магнітами конструкція самого двигуна з постійними магнітами має відносно малий діаметр вала, а ймовірність відхилення вала під час роботи є відносно високою. Тому для високошвидкісних двигунів з постійними магнітами зазвичай вносяться необхідні корективи до матеріалу вала.

12. Процес гарячого навантаження великих підшипників двигунів з постійними магнітами не підходить.

Для малих двигунів з постійними магнітами підшипники кочення здебільшого виготовляються методом холодного штампування, тоді як для середніх та великих двигунів з постійними магнітами, а також для двигунів з постійними магнітами високої напруги здебільшого використовується нагрівання підшипників. Існує два способи нагрівання: нагрівання маслом та індукційне нагрівання. Якщо контроль температури поганий, надмірно висока температура призведе до погіршення роботи підшипника кочення. Після певного часу роботи двигуна з постійними магнітами можуть виникнути проблеми з шумом та підвищенням температури.

13. Камера підшипника кочення та втулка підшипника торцевої кришки деформовані та мають тріщини.

Проблеми здебільшого виникають на кованих деталях середніх та великих двигунів з постійними магнітами. Оскільки торцева кришка є типовою пластинчастою деталлю, вона може зазнавати значної деформації під час кування та виробництва. Деякі двигуни з постійними магнітами мають тріщини в камері підшипника кочення під час зберігання, що спричиняє шум під час роботи двигуна з постійними магнітами та навіть серйозні проблеми з якістю очищення отвору.

У системі підшипників кочення все ще існують деякі невизначені фактори. Найефективнішим методом удосконалення є розумне узгодження параметрів підшипника кочення з параметрами двигуна з постійними магнітами. Правила узгодження проектування на основі навантаження та робочих характеристик двигуна з постійними магнітами також є відносно повними. Ці відносно тонкі вдосконалення можуть ефективно та значно зменшити проблеми системи підшипників двигуна з постійними магнітами.

14. Технічні переваги Anhui Mingteng

Мінтенг(https://www.mingtengmotor.com/)використовує сучасну теорію проектування двигунів з постійними магнітами, професійне програмне забезпечення для проектування та власно розроблену спеціальну програму проектування двигунів з постійними магнітами для моделювання та розрахунку електромагнітного поля, поля рідини, температурного поля, поля напружень тощо двигуна з постійними магнітами, оптимізує структуру магнітного кола, підвищує енергоефективність двигуна з постійними магнітами та вирішує труднощі заміни підшипників на місці великих двигунів з постійними магнітами та проблему розмагнічування постійних магнітів, що принципово забезпечує надійне використання двигунів з постійними магнітами.

Ковані вали зазвичай виготовляються з легованих сталей 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo. Кожна партія валів піддається випробуванням на розтяг, ударні випробування, випробування на твердість тощо відповідно до вимог «Технічних умов на ковані вали». Підшипники можуть бути імпортовані від SKF або NSK за потреби.

Щоб запобігти корозії підшипника струмом вала, компанія Mingteng використовує ізоляційну конструкцію для вузла підшипника хвостової частини, що дозволяє досягти ефекту ізоляції підшипників, а вартість значно нижча, ніж у випадку з ізоляцією підшипників. Це забезпечує нормальний термін служби підшипників двигуна з постійними магнітами.

Усі ротори синхронних двигунів з постійними магнітами та прямим приводом від Mingteng мають спеціальну опорну конструкцію, а заміна підшипників на місці така ж, як і в асинхронних двигунах з постійними магнітами. Пізніша заміна та обслуговування підшипників можуть заощадити логістичні витрати, зекономити час на обслуговування та краще гарантувати надійність виробництва користувача.

Авторське право: Ця стаття є передруком публічного номера WeChat «Аналіз практичної технології електродвигунів», оригінальне посилання:

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

Ця стаття не відображає погляди нашої компанії. Якщо у вас є інші думки чи погляди, будь ласка, виправте нас!