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陶瓷(涂层)绝缘轴承

  所谓绝缘轴承就是指能够阻挡电流通过,轴承自身具有绝缘性能的轴承的总称。其绝缘性能通常是采用等离子喷涂工艺在轴承外圈或内圈涂覆一层绝缘材料,或者其滚动体采用陶瓷制作而成来保证的。外圈绝缘轴承代号VL0241 VA3091 J20A J20B V3031A,内圈绝缘轴承代号VL2071 J20C V3031B等。

  因电机在制作的完整过程中即使很严格地控制生产也难以全部避免电枢和转子的磁性不对称,对这种不对称会在定子之间产生电压,它会产生经过轴承的电流,尤其是交流电机中更为严重,该电流在轴承滚道和滚动体表面产生蚀坑,熔痕,电蚀锉纹,变色,磨损等损伤。当然使用逆变和变频技术的电机上也会产生这种现象。为了阻断这种电流流过轴承,就需切断其回路,这样绝缘轴承就应运而生了。

  在电机运行中,定、转子磁路中或围绕轴的相电流中的任何不平衡都能产生旋转系统磁链。当轴旋转时,这些磁链能在轴两端产生电位差,这一电位差称为轴电压。轴电压能通过两端轴承在轴和机壳所形成的环路(闭合电路)中激励出循环电流,该电流称为轴电流。

  另外,转子铁心的剩磁较多,对于绕线转子电机,若发生绕组两点及以上对转子铁心或转轴短路等,也会产生轴电压和轴电流。

  轴承电流的大小与电机的结构、电机的功率、驱动电压的幅度、脉冲上升时间、电缆长度等因素相关。电机的功率越大、驱动电压越高、驱动电压的上升沿越陡、电缆越短,则轴承电流越大。

  绝缘轴承采用等离子喷涂工艺,在轴承的外表面喷镀覆膜,覆膜与基体结合力强,绝缘性能好,可避免感应电流对轴承的电蚀作用,防止电流对润滑脂和滚动体、滚道造成的损坏,提高轴承的常规使用的寿命。该工艺不断被改进,绝缘轴承中,在外圈或内圈表面有一层100μm厚的涂层,可承受至少1000 VDC的电压。等离子喷涂工艺可形成一层厚度均匀、粘附力很强的均匀的涂层,再经过进一步处理,使其能不受湿气和湿度的影响。

  电绝缘轴承产品主要分类有:电绝缘深沟球轴承,电绝缘角接触球轴承,电绝缘圆柱滚子轴承,带有氧化物镀层的内圈或外圈绝缘轴承和带有电绝缘陶瓷滚动体的混合轴承。

  对于两端利用独立轴承座的大型电机,可在轴承座与金属底座之间放置绝缘材料做成的隔离垫片。对于普通的轴承与机壳组装成一体的电机,则一般是在其一端(常安排在非主轴伸端)使用绝缘轴承,对于要求比较高的场合,两端均安装绝缘轴承。所使用的绝缘轴承一般为外圈附加(一般为涂覆)绝缘层的办法,个别场合也会使用内、外圈均附加绝缘层的。

  为了保障绝缘性能,需要对绝缘轴承的绝缘情况做测量,其中包含轴承的绝缘电阻、轴电压和轴电流。其中测定电机轴电压的目的是了解电机轴电流的大小;测定电机轴电流的目的则是直接得到流过电机轴承电流的数值。因为轴电流的损害主要发生在机座号为280及以上的变频电源供电的电动机及普通大中型高压电机中。

  测量时,可单独对轴承进行,建议将轴承安装在转轴上之后进行。一般都会采用250V规格的绝缘电阻表。将仪表的E端与转轴连接;轴承的绝缘部分(如外圈)用铝箔覆盖后,用裸铜线绑扎将铝箔固定,然后与仪表L端连接;或者将绝缘轴承装入轴承座或电机端盖轴承室中,在轴承座或电机端盖与安装绝缘轴承的转轴没有电的通路的状态下,测量转轴与轴承座或电机端盖之间的绝缘电阻。测量操作与测量电机和绕组对地绝缘电阻相同。

  将电流表串联到与轴承绝缘层两面接触的金属件上,在标称电压、额定频率下空载运行,测量电流值,即轴电流。

  对使用滑动轴承和滚动轴承的电动机,如不能按上述方法测量,可采用轴上放置电流互感器的方法测量轴电流。

  不同点:电机中常用的绝缘涂层分为外圈绝缘和内圈绝缘。在潮湿的环境下,只有电绝缘轴承能够非常好地阻止电流的通过。

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