Подшипниковый узел асинхронного электродвигателя

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкциям подшипниковых узлов асинхронных электродвигателей ДАЭ 600-1/1-УХЛ1 и может быть использована в электроприводах исполнительного механизма подъема карьерных экскаваторов, а именно к частотно-управляемым электроприводам на основе асинхронных электродвигателей.
Известны асинхронные электродвигатели переменного тока АДРЭ-С 600-8 УХЛ2 (см., например, каталог ПАО «Силовые машины» http://www.power-m.ru/upload/iblock/7bb/SM_all_2018.pdf). В частности, двигатель АДРЭ-С 600-8 УХЛ2 содержит статор, состоящий из корпуса, полого стального шихтованного цилиндрического сердечника с пазами на внутренней поверхности, прикрепленного изнутри к корпусу, несущего в пазах фазную обмотку. Ротор, установленный внутри стального сердечника статора с равномерным воздушным зазором, выполненный в виде стального полого цилиндрического сердечника, насаженного на вал и несущего на наружной поверхности пазы с короткозамкнутой обмоткой, два подшипниковых щита, закрепленных на торцах статора, в которых установлен вал ротора с напрессованными на вал подшипниками, датчик оборотов.
В известном асинхронном электродвигателе переменного тока не описаны особенности используемых подшипниковых узлов. Между тем, частой проблемой электроприводов с полупроводниковыми преобразователями является ускоренный износ подшипниковых узлов приводного электродвигателя. Такие повреждения вызваны образованием в приводном электродвигателе подшипниковых токов, которые оказывают непрерывное воздействие на подшипниковые узлы.
Известен подшипниковый узел электрической машины, содержащий подшипник, щит, капсюль, крышку, узел предварительного натяга с упругими элементами и толкателями, помещенными в радиальных отверстиях, при этом упругие элементы и толкатели размещены в корпусе, выполненном в виде цилиндрического кольца, жестко прикрепленного к щиту, а наружное кольцо подшипника жестко зафиксировано крышкой в капсюле (патент на изобретение RU № 2024160, опубл. 30.11.1994г.).
Наиболее близким техническим решением, по общей совокупности признаков, является подшипниковый узел электродвигателя, содержащий вал электродвигателя, на который установлен подшипник качения, внешнее кольцо, которого взаимодействует с подшипниковой опорой, причем между внешним кольцом подшипника и подшипниковой опорой установлена изоляционная втулка (патент на полезную модель RU № 10954, опубл. 16.08.1999г.).
В процессе работы на валу электродвигателя наводится ЭДС, а в цепи вал-подшипники - фундаментная плита циркулирует блуждающий ток, от действия которого возникает точечная эрозия на телах качения, на рабочих поверхностях обойм подшипников качения, что приводит к выходу из строя электродвигателя.
Для решения этой задачи в прототипе применена изоляционная втулка, которая установлена между внешним кольцом подшипника и подшипниковой опорой. Недостатком данной конструкции является то, что изоляционная втулка выполнена из резины, и в процессе длительной эксплуатации, особенно при низких температурах, происходит ее деформация и снижение изоляционных свойств.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение срока эксплуатации подшипникового узла в условиях наличия блуждающих токов в двигателе.
Техническая задача достигается тем, что подшипниковый узел асинхронного электродвигателя включает вал электродвигателя, на который установлен подшипник качения, внешнее кольцо которого взаимодействует с подшипниковой опорой, причем между внешним кольцом подшипника и подшипниковой опорой установлена изоляционная втулка, отличающийся тем, что изоляционная втулка выполнена из наружного и внутреннего кольца, на внутреннее кольцо изоляционной втулки нанесен стекловолоконный материал, пропитанный кремнийорганическим лаком, образующий изоляционный слой между внутренним и наружным кольцами, при этом изоляционная втулка выполнена за одно целое.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- изоляционная втулка выполнена из наружного и внутреннего колец;
- на внутреннее кольцо изоляционной втулки нанесен стекловолоконный материал, пропитанный кремнийорганическим компаундом, образующий изоляционный слой между внутренним и наружным кольцами;
- изоляционная втулка выполнена за одно целое.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения, но не ограничивается им.
На Фиг. 1 показан узел подшипника асинхронного двигателя, на Фиг. 2 показана изоляционная втулка, на Фиг. 3 показана изоляционная втулка в разрезе.
Устройство содержит вал электродвигателя 1, на котором установлен подшипник качения, например шариковый подшипник 2, зафиксированный на валу 1 стопорной шайбой 3. Внешнее кольцо шарикового подшипника 2 взаимодействует с подшипниковой опорой 4. Шариковый подшипник 2 с двух сторон закрыт крышками 5 и 6 и снабжен манжетой 10. Между внешним кольцом шарикового подшипника 2 и подшипниковой опорой 4 установлена изоляционная втулка 7, которая выполнена из наружного кольца 8 (Фиг. 2) и внутреннего кольца 9. На внутреннее кольцо 9 нанесен стекловолоконный материал, пропитанный кремнийорганическим лаком КО-916К марки "А", образуя изоляционный слой 11, имеющий при температуре 20°С сопротивление не менее 1мОм.
Для того чтобы втулка представляла собой единое целое она изготавливается следующим образом. На внутренне кольцо 9 наматывается стекловолоконный материал, лента ЛСБЭ-180 0,2х20 толщиной 5-6 мм, который пропитан кремнийорганическим лаком, образуя изоляционный слой 11. Затем внутреннее кольцо 9 в соответствии с технологическим процессом запекается в электропечи. После запекания внутреннее кольцо 9 обрабатывается в размер токарном станке. После этого наружное кольцо 8 разогревается до температуры не менее 180°С и напрессовывается на внутреннее кольцо 9. После остывания изоляционная втулка 7 обрабатывается до необходимых размеров. Подшипниковая опора 4 предварительно разогревается и в нее запрессовывается изоляционная втулка 7.
Испытания заявляемой полезной модели показали, что она обеспечивает более длительную эксплуатацию асинхронного электродвигателя ДАЭ 600-1/1-УХЛ1 без разрушения изоляционной втулки, повышается ресурс работы подшипников и двигателя в целом, увеличивается ресурс смазки в подшипниковых узлах, так как не происходит старение смазки от паразитных токов. Заявляемая полезная модель обеспечивает надежное использование асинхронных электродвигателей в электроприводах исполнительного механизма подъема карьерных экскаваторов.