بیرینگهای با پوشش عایق الکتریکی
هنگامی که جریان های الکتریکی از تماس غلتشی به عنوان یک مسیر رسانا استفاده می کنند، آسیب یاتاقان ممکن است رخ دهد. امروزه تعدادی از نشریات در دسترس هستند که به این موضوع می پردازند، از جمله بحث در مورد علت اصلی و اقدامات متقابل. رژیم تریبولوژیکی یک یاتاقان، رفتار الکتریکی تماس غلتشی و نتیجه احتمالی را تعیین می کند.
در حالت رسانا، یاتاقان در حالت سکون است و مقاومت اهمی پایینی از خود نشان می دهد. به دلیل تماس الکتریکی نسبتاً خوب فلز با فلز، تنها جریان‌های آمپراژ بسیار بالا مانند جریان‌های جوشکاری می‌توانند سطح راهرو را از بین ببرند. اگر بلبرینگ در رژیم روغنکاری مخلوط با مقاومت اهمی افزایش یافته باشد، حالت مقاومتی وجود دارد. در این رژیم جریان های الکتریکی کم در محدوده چند آمپر پتانسیل خطرناک بودن را دارند.
در حالت خازنی، یاتاقان در رژیم روانکاری فیلم کامل قرار دارد و مانند یک خازن الکتریکی با ولتاژ شکست خاص عمل می کند. اگر شدت میدان الکتریکی اعمال شده موجود در فیلم روانکاری منطقه تماس به اندازه کافی زیاد باشد (بیش از مقدار آستانه)، جریان های تخلیه الکتریکی به نام EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی) رخ می دهد.
همه موارد آسیب یک چیز مشترک دارند: ناحیه تماس راه آهن به صورت موضعی مذاب می شود و خواص مواد فولاد در آن ناحیه تغییر می کند. علاوه بر این، خواص روان کننده ممکن است تغییر کند. این امر بر عملکرد بلبرینگ به صورت آسیب روانکاری و روانکاری تأثیر منفی می‌گذارد و در نتیجه منجر به افزایش سطح سایش و ارتعاش یاتاقان می‌شود. اثر جریان های EDM که به صورت میکروکراتر قابل مشاهده است، در انجیر نشان داده شده است. میکروکراترها پیامد جریان های باربری با فرکانس بالا هستند. امروزه این نوع آسیب بیشتر در برنامه های کاربردی با استفاده از مبدل های فرکانس مشاهده می شود. یک راه حل برای مقابله با اثرات مخرب احتمالی جریان های الکتریکی آسیب رسان، استفاده از عایق الکتریکی یکپارچه در بلبرینگ است.
یاتاقان ها با پوشش یکپارچه اسپری حرارتی
بلبرینگ های ارائه شده توسط SKF یاتاقان هایی مجهز به یک پوشش عایق الکتریکی هستند که بر روی سطوح خارجی حلقه بیرونی یا داخلی یاتاقان اعمال می شود تا عملکرد عایق را در یاتاقان ادغام کند. ماده پوشش از نوع سرامیکی اکسیدی است و با استفاده از پاشش حرارتی بر روی بلبرینگ اعمال می شود. معمولاً از Al2O3 خالص استفاده می شود. گاهی اوقات مخلوط های اکسیدی به دلیل خواص الکتریکی و مکانیکی متفاوت مورد نظر پوشش های حاصل اعمال می شوند [5، 6]. در حین پاشش، ذرات اکسید از طریق جریان پلاسمای داغ منتقل می شوند و در آنجا مذاب می شوند. این جریان گاز یا پلاسمای داغ بیشتر ذرات مذاب را به زیرلایه از پیش تصفیه شده منتقل می کند، جایی که سرد می شوند و پوشش مورد نظر را تشکیل می دهند.
ریزساختار پوشش حاصل را بر روی یک حلقه بیرونی یاتاقان نشان می دهد.
پس از پاشش، پوشش مقدار معینی منافذ باز و به هم پیوسته را نشان می دهد که خاصیت رایج پوشش های اسپری حرارتی است. مقدار و ظاهر تخلخل به شدت به پارامترهای فرآیند پوشش بستگی دارد. به راحتی می توان فهمید که بسته شدن تخلخل، “آب بندی” در پردازش اسپری حرارتی بسیار مهم است. این امر خطر خوردگی را کاهش می دهد، خواص مکانیکی را بهبود می بخشد و خواص عایق را ثابت نگه می دارد که در آب و هوای مرطوب بسیار مهم است.
سطح مقطع پوشش روی حلقه بیرونی یاتاقان
شکل 4: سطح مقطع پوشش روی یک حلقه بیرونی یاتاقان: (1) فولاد یاتاقان، (2) پوشش اسپری حرارتی، (3) رابط پوشش.
شکل 5 نمونه ای از تخلخل بسته را نشان می دهد، یک منفذ معمولی که با منافذ کوچکتر در یک پوشش اسپری حرارتی به هم مرتبط است. بسیاری از استراتژی های آب بندی مختلف قبلاً در ادبیات مورد بحث قرار گرفته اند. برای پوشش های اسپری حرارتی عایق الکتریکی، عملی ترین مرحله آب بندی با درزگیرهای آلی است. سیلانت های احتمالی از نظر ویسکوزیته، دمای پخت، ویژگی های تبخیر، انقباض و غیره دارای خواص متفاوتی هستند. کل فرآیند، پاشش حرارتی و آب بندی، برای رسیدن به خواص پوشش مورد نظر نیاز به ارزیابی کامل دارد.
در تعدادی از کاربردها در آب و هوای بسیار گرم و مرطوب، مقادیر مقاومت عایق پایین نسل قبلی بلبرینگ شناسایی شد. مقاومت عایق های الکتریکی همیشه ترکیبی از مقاومت سطحی و حجمی آن است. علاوه بر خواص اساسی مواد، هر دو قسمت تابعی از رطوبت و دما هستند. در حالی که قسمت مقاومت سطحی بلافاصله به تغییر آب و هوا واکنش نشان می دهد، قسمت مقاومت حجمی در مدت زمان طولانی تری تغییر می کند. اگر خواص عایق خارج از محدوده مورد نظر باشد، کل سیستم پوشش عایق باید بهبود یابد.
بلبرینگ های نسل جدید
شکل 7 عملکرد الکتریکی بلبرینگ های نسل جدید را در مقایسه با نوع قبلی در شرایط واقعی نشان می دهد. این بدان معنی است که یاتاقان ها همانطور که در مزرعه هستند نصب می شوند و در معرض شرایط آب و هوایی متفاوت در یک اتاقک آب و هوا قرار می گیرند. تنظیمات اندازه گیری در شکل نشان داده شده است. 8. نتایج آزمایش نشان می دهد که نوع جدید INSOCOAT نسبت به نسل قبلی یاتاقان حساسیت کمتری به رطوبت دارد.
جلوگیری از فرسایش الکتریکی و افزایش قابلیت اطمینان یاتاقان های راه آهن
NU-215-ECM_VL0271-cut.pngدر صنعت راه‌آهن، جریان‌های الکتریکی سرگردان مضر با فرکانس بالا در بیشتر کاربردها اجتناب‌ناپذیر است. هنگامی که جریان الکتریکی از یاتاقان های غلتشی عبور می کند، این امر قابلیت اطمینان ماشین های شما را تهدید می کند. فرسایش الکتریکی می تواند منجر به آسیب و تخریب یاتاقان ها در موتورهای کششی، موتورهای الکتریکی و ژنراتورها شود که منجر به توقف پرهزینه و تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده می شود.
بلبرینگ های SKF INSOCOAT با پوشش عایق الکتریکی یک راه حل مقرون به صرفه است که برای ارائه سطوح بالایی از قابلیت اطمینان و زمان کار در کاربردهای الکتریکی طراحی شده است. پوشش های محافظتی مهر و موم شده روی حلقه های بیرونی یا داخلی، خواص عایق را در یاتاقان ادغام می کند و از آن در برابر شرایط چالش برانگیز و حتی مرطوب محافظت می کند.
