Ρουλεμάν για ηλεκτρικούς κινητήρες: σκοπός, εφαρμογή και τύποι

Στον 21ο αιώνα, οι ηλεκτροκινητήρες γίνονται όλο και πιο αποδοτικοί, αλλά οι απαιτήσεις για αυτούς είναι αντίστοιχα αυστηρότερες. Όποιος ακολουθεί τον κώδικα γνωρίζει ότι είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη η ποιότητα και η αξιοπιστία όλων των εξαρτημάτων του κινητήρα, ειδικά των ρουλεμάν. Η σχεδίαση του ρουλεμάν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το πόσο αξιόπιστα λειτουργεί ο κινητήρας, πόσο γρήγορα φθείρεται και αν η απόδοσή του είναι υψηλή.

Το ρουλεμάν είναι μία από τις κύριες μονάδες οποιουδήποτε ηλεκτροκινητήρα, επειδή μέσω αυτού ο άξονας του ρότορα πιέζει το περίβλημα και μεταφέρει τα φορτία σε αυτό. Και μόνο χάρη στα ρουλεμάν υπάρχει ένα ομοιόμορφο και σωστό μόνιμο διάκενο αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα όταν ο κινητήρας λειτουργεί υπό φορτίο.

Για το λόγο αυτό, είναι πολύ σημαντικό να επιλέξετε τα σωστά ρουλεμάν: πρέπει να έχουν το σωστό μέγεθος, τύπο και σχεδιασμό ώστε να εξασφαλίζεται η υψηλότερη δυνατή απόδοση ελαχιστοποιώντας τις απώλειες τριβής.

Σε έναν άπειρο εργάτη, μπορεί να φαίνεται ότι εάν ένα ρουλεμάν χαλάσει, δεν υπάρχει σοβαρό πρόβλημα και δεν απαιτείται επισκευή ή συντήρηση, καθώς η βλάβη δεν είναι τόσο κρίσιμη. Γιατί λοιπόν να ξοδέψετε χρήματα για επισκευές;

Σε κινητήρες χαμηλής ισχύος μπορεί να συμβαίνει αυτό. Αλλά θα ισχύει για οποιονδήποτε κινητήρα ότι είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε αμέσως καλά ρουλεμάν του καταλληλότερου τύπου και, αν είναι δυνατόν, επαρκούς ποιότητας για να αντέχουν όλα τα φορτία εργασίας υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας για τον εν λόγω κινητήρα.

Περιττό να πούμε για μεγάλους ισχυρούς κινητήρες, όπου ακόμη και μια μικρή δυσλειτουργία στο ρουλεμάν μπορεί να τραβήξει σαν χιονόμπαλα, μια σειρά από προβλήματα και δυσλειτουργίες στη λειτουργία του συνδεδεμένου εξοπλισμού. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διακοπές παραγωγής και δαπανηρή διακοπή λειτουργίας πολύπλοκων και ακριβών μηχανημάτων και εξοπλισμού.

Ως εκ τούτου, είναι κρίσιμο και απαραίτητο για τους ηλεκτροκινητήρες υψηλής ισχύος να χρησιμοποιούν αξιόπιστα, υψηλής ποιότητας ρουλεμάν που τοποθετούνται και αφαιρούνται εύκολα και είναι ιδιαίτερα επιθυμητά — με παρακολούθηση της κατάστασης και εύκολη συντήρηση.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένας ηλεκτροκινητήρας που λειτουργεί σε μια εγκατάσταση άμεσης σύζευξης. Η διαμόρφωση του κιβωτίου ταχυτήτων είναι διαμήκης, επομένως το ακτινικό φορτίο στο ρουλεμάν και μέσω του ρουλεμάν στο περίβλημα του κινητήρα δεν είναι τόσο μεγάλο επειδή το σύστημα κίνησης του κινητήρα έχει τη δική του υποστήριξη.

Τι γίνεται όμως αν ληφθεί η απόφαση να τοποθετηθεί εκ των υστέρων ένας συγκεκριμένος κινητήρας σε εξοπλισμό κίνησης ιμάντα όπου μια τροχαλία είναι τοποθετημένη στον άξονα του κινητήρα; Σε αυτή την περίπτωση, τα ακτινικά φορτία στα ρουλεμάν θα αυξηθούν σημαντικά και υπό τέτοιες συνθήκες, τα ρουλεμάν, τα οποία δεν είναι σχεδιασμένα για τέτοιο φορτίο, μπορούν εύκολα να αποτύχουν.Το σύστημα δεν θα μπορεί να λειτουργήσει κανονικά και σταθερά.

Τα τελευταία χρόνια, ο τομέας της ανάπτυξης και παραγωγής ρουλεμάν δεν έχει γλιτώσει από την πρόοδο. Η πρόοδος είναι ιδιαίτερα αισθητή στην επεξεργασία ακριβείας των υλικών ρουλεμάν και στην τεχνολογία κατασκευής ρουλεμάν, καθώς και στην κατεύθυνση της λίπανσης: οι ράγες των δακτυλίων, των κυλίνδρων και των σφαιρών έχουν καλύτερες επιφάνειες σήμερα, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της τριβής και επομένως του θορύβου και για τη μείωση των απωλειών ενέργειας.

Τα καλύτερα λιπαντικά κάνουν τα ρουλεμάν πραγματικά ανθεκτικά και τους κινητήρες πιο αξιόπιστους και ανθεκτικούς στην πρόωρη φθορά. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι οι κινητήρες έλξης των τελευταίων ηλεκτρικών τρένων υψηλής ταχύτητας.

Τα ηλεκτρικά τρένα τελευταίας γενιάς θέτουν εγγενώς υψηλές απαιτήσεις για την ποιότητα και την αξιοπιστία των κινητήρων έλξης AC. Και τα νεότερα στρατόπεδα διαπρέπουν εδώ.

Σοβαρές συνθήκες λειτουργίας, σημαντικές κρούσεις και ακτινικά φορτία στην υψηλότερη ταχύτητα άξονα. Τα τρένα κινούνται με υψηλή ταχύτητα και η εξυπηρέτηση είναι σπάνια. Το γεγονός της υψηλής ποιότητας των σύγχρονων ρουλεμάν είναι προφανές.

Τα ρουλεμάν, ειδικά σε κινητήρες υψηλής ταχύτητας, υποφέρουν περισσότερο από ηλεκτρική διάβρωση. Ο λόγος για αυτό το καταστροφικό φαινόμενο είναι ότι τα αδέσποτα ρεύματα διέρχονται από το ρουλεμάν. Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα και όσο μεγαλύτερη είναι η έκθεσή του, τόσο μεγαλύτερη είναι η ζημιά στο ρουλεμάν.

Μερικές φορές τα ηλεκτρικά τόξα προκαλούν διάβρωση, με αποτέλεσμα μικρούς κρατήρες στις ράγες και τα κυλιόμενα στοιχεία, οδηγώντας σε πρόωρη αστοχία του ρουλεμάν.

Τα κεραμικά στοιχεία κύλισης στα ρουλεμάν, καθώς και η διηλεκτρική επίστρωση που εφαρμόζεται με ψεκασμό πλάσματος, βοηθούν στην επίλυση του προβλήματος της διάβρωσης. Μια ακρυλική ρητίνη σφράγισης εφαρμόζεται στο κεραμικό στρώμα. Αυτό είναι σημαντικό για τους κινητήρες έλξης σε τρένα υψηλής ταχύτητας. Η ρητίνη προστατεύει το ρουλεμάν από τις βλαβερές επιδράσεις του ατμού και των αλκαλικών απορρυπαντικών που χρησιμοποιούνται για το πλύσιμο των συνθέσεων.

Η επαρκής επαναλίπανση είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την παράταση της διάρκειας ζωής οποιουδήποτε ρουλεμάν. Το λιπαντικό πρέπει να διεισδύει επαρκώς στα στοιχεία κύλισης.

Η υπολογιστική ρευστοδυναμική (CFD) και η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων συμβάλλουν στη βελτιστοποίηση της κατανομής του λιπαντικού και στη διατήρηση της αντοχής του ρουλεμάν. Φυσικά, αυτό θα βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής του συγκροτήματος μόνο εάν το ρουλεμάν έχει επιλεγεί σωστά για τις συνθήκες φορτίου λειτουργίας του κινητήρα στον οποίο είναι εγκατεστημένο.

Συνήθως, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί το οικονομικό κόστος της συντήρησης ρουλεμάν, η προγραμματισμένη συντήρηση όλου του εξοπλισμού ευθυγραμμίζεται με το πρόγραμμα συντήρησης άλλων εξαρτημάτων. Για να γίνει αυτό, εάν είναι δυνατόν, επεκτείνουν τα διαστήματα λίπανσης απευθείας στα ρουλεμάν των ηλεκτροκινητήρων, χρησιμοποιώντας αποτελεσματικές στεγανοποιήσεις και τις καλύτερες μεθόδους λίπανσής τους.

Δείτε και στην ιστοσελίδα: Λειτουργία, συντήρηση και αντιμετώπιση προβλημάτων ρουλεμάν ηλεκτροκινητήρων