Ležajevi za elektromotore: namjena, primjena i vrste

U 21. stoljeću elektromotori postaju sve učinkovitiji, ali su i zahtjevi za njih sve stroži. Svatko tko slijedi kodeks zna da je važno uzeti u obzir kvalitetu i pouzdanost svih komponenti motora, posebice ležajeva. Dizajn ležaja uvelike utječe na to koliko pouzdano motor radi, koliko se brzo troši i jesu li njegove performanse visoke.

Ležaj je jedna od glavnih jedinica svakog elektromotora, jer kroz njega osovina rotora pritišće kućište i prenosi opterećenja na njega. I samo zahvaljujući ležajevima postoji ravnomjeran i točan stalni zračni raspor između statora i rotora kada motor radi pod opterećenjem.

Iz tog je razloga vrlo važno odabrati prave ležajeve: oni moraju biti odgovarajuće veličine, vrste i dizajna kako bi se osigurala najveća moguća učinkovitost minimiziranjem gubitaka uslijed trenja.

Neiskusnom radniku može se činiti da ako ležaj pokvari, nema ozbiljnog problema i da nisu potrebni popravak ili održavanje, budući da kvar nije toliko kritičan. Pa zašto trošiti novac na popravke?

Na motorima male snage to može biti slučaj. Ali za svaki motor vrijedi da je bolje odmah ugraditi dobre ležajeve najprikladnijeg tipa i, ako je moguće, dovoljno kvalitetne da izdrže sva radna opterećenja u normalnim radnim uvjetima dotičnog motora.

O velikim snažnim motorima, kod kojih čak i manji kvar u ležaju može povući poput grudve snijega, nepotrebno je govoriti o nizu problema i kvarova u radu priključene opreme. To može dovesti do prekida proizvodnje i skupih zastoja složenih i skupih strojeva i opreme.

Stoga je ključno i nužno za elektromotore velike snage da koriste pouzdane, visokokvalitetne ležajeve koji se lako postavljaju i uklanjaju, i vrlo je poželjno — s nadzorom stanja i lakim održavanjem.

Pretpostavimo da postoji električni motor koji radi u izravno spojenoj pogonskoj instalaciji. Konfiguracija prijenosa je uzdužna, tako da radijalno opterećenje na ležaju i kroz ležaj na kućištu motora nije tako veliko jer motorni pogonski sustav ima vlastiti nosač.

Ali što ako se donese odluka da se određeni motor naknadno ugradi na opremu s remenskim pogonom gdje je remenica montirana na osovinu motora? U tom će se slučaju radijalna opterećenja na ležajevima značajno povećati, au takvim uvjetima ležajevi, koji nisu predviđeni za takvo opterećenje, mogu lako pokvariti.Sustav neće moći normalno i stabilno raditi.

Posljednjih godina, područje razvoja i proizvodnje ležajeva nije pošteđeno napretka. Napredak je osobito vidljiv u preciznoj obradi materijala ležaja i tehnologiji izrade ležaja, kao iu smjeru podmazivanja: klizne staze karika, valjaka i kuglica danas imaju bolje površine, što dovodi do smanjenja trenja, a time i buke i za smanjenje gubitaka energije.

Najbolja maziva čine ležajeve stvarno izdržljivima, a motore pouzdanijima i otpornijima na prerano trošenje. Upečatljiv primjer su vučni motori najnovijih električnih vlakova velikih brzina.

Električni vlakovi najnovije generacije sami po sebi postavljaju visoke zahtjeve na kvalitetu i pouzdanost AC vučnih motora. I ovdje briljiraju najnoviji kampovi.

Teški radni uvjeti, značajna udarna i radijalna opterećenja pri najvećoj brzini osovine. Vlakovi voze velikom brzinom i promet je rijedak. Činjenica visoke kvalitete modernih ležajeva je očita.

Ležajevi, posebno kod brzohodnih motora, najviše pate od električne erozije. Razlog za ovu destruktivnu pojavu je to što lutajuće struje prolaze kroz ležaj. Što je struja veća i što je duža izloženost, to je veća šteta na ležaju.

Ponekad električni lukovi uzrokuju eroziju, što rezultira malim kraterima na stazama i kotrljajućim elementima, što dovodi do preranog kvara ležaja.

Keramički kotrljajući elementi u ležajevima, kao i dielektrični premaz nanesen plazma raspršivanjem, pomažu u rješavanju problema erozije. Na keramički sloj nanosi se brtvena akrilna smola. Ovo je važno za vučne motore na brzim vlakovima. Smola štiti ležaj od štetnih učinaka pare i alkalnih deterdženata koji se koriste za pranje sastava.

Odgovarajuće ponovno podmazivanje važan je čimbenik u produljenju vijeka trajanja bilo kojeg ležaja. Mazivo mora dovoljno prodrijeti do kotrljajućih tijela.

Računalna dinamika fluida (CFD) i analiza konačnih elemenata pomažu optimizirati distribuciju maziva i održati čvrstoću ležaja. Naravno, ovo će samo pomoći u produljenju vijeka trajanja sklopa ako je ležaj pravilno odabran za uvjete radnog opterećenja motora u koji je ugrađen.

Obično, kako bi se optimizirali ekonomski troškovi održavanja ležaja, planirano održavanje sve opreme usklađeno je s rasporedom održavanja ostalih dijelova. Da bi to učinili, ako je moguće, produžuju intervale podmazivanja izravno na ležajeve elektromotora, koristeći učinkovite brtve i najbolje metode njihovog podmazivanja.

Pogledajte i na web stranici: Rad, održavanje i otklanjanje kvarova na ležajevima elektromotora