СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
ELECTRIC MACHINES BEARINGS PROTECTION METHOD AGAINST ELECTRIC SHOCK

Изобретение относится к изоляции, а именно к изоляционным слоям, пленкам на металлических поверхностях, например, на поверхностях подшипников качения.
Известен способ изоляции подшипников электрических машин (Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. М.-Л.: Энергия, 1975, 296 с.), заключающийся в создании разрывного контура «вал - подшипник - фундамент», посредством установки изоляционных прокладок изоляции между подшипниковым стояком и фундаментной плитой. Кроме главных изоляционных прокладок между стояками и фундаментной плитой, изолируют также болты, крепящие стояки к плите, и конические контрольные штифты.
Недостатком этого способа является то, что он не гарантирует защиты подшипника от других видов тока.
В качестве прототипа выбран известный способ защиты подшипников электрических машин от повреждения электрическим током (RU 2570979 С2, F16C 19/00, опубл. 20.12.2015 - Устройство зашиты опорного подшипника качения), включающий нанесение защитного покрытия на поверхность внутреннего и наружного колец подшипника путем напыления порошкового материала, обладающего диэлектрическими свойствами и состоящего из оксида алюминия и диоксида титана.
Недостатком данного способа является большая трудоемкость и многостадийность операций, а также покрытие не обладает необходимой прочностью соединения с основой.
Цель изобретения - защита металлических поверхностей, в частности - подшипников качения, от повреждения электрическим током.
Указанная цель достигается тем, что на сопрягаемые поверхности подшипников качения наносят защитное покрытие.
-6
Сущность изобретения заключается в том, что обезжиривают сопрягаемые поверхности внутреннего и наружного колец подшипника, наносят на обезжиренные сопрягаемые поверхности наружного и внутреннего колец подшипника качения защитное покрытие, обладающего диэлектрическими свойствами, путем газоплазменного напыления порошкового материала, состоящего из 97,5% оксида алюминия и 2,5% диоксида титана, причем размер частиц каждого компонента одинаков и составляет в среднем 15*10 м, определяют толщину защитного покрытия S путем сравнения диаметров колец после напыления d2 и до напыления d1, причем измерения диаметров производят при нормальных климатических условиях.
-6
-6
Процентное соотношение компонентов порошка состоящего из 97,5% оксида алюминия и 2,5% диоксида титана позволяет обеспечивать требуемые диэлектрические свойства, так при увеличение процентного содержания диоксида титана больше 2,5% увеличивается эластичность покрытия, но при этом уменьшается величина пробивного напряжения и покрытие не выдерживает величину тока 2000-3000 А. Порошок с размером частиц менее 15*10 м будет приводить к испарению частиц при напылении, а более 15*10 м будет приводить к частичному оплавлению, что не позволит получить качественное покрытие.
На фиг. 1 представлена схема подшипника качения с защитным покрытием, включающая наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, сепаратор 3, тела качения 4, защитное покрытие 5 нанесенного на сопрягаемую поверхность 6 наружного кольца 1 и на сопрягаемую поверхность 7 внутреннего кольца 2. На фиг. 2 представлена схема наружного кольца 1 с защитным покрытием 5, на фиг. 3 - схема внутреннего кольца 2 с защитным покрытием 5.
Предлагаемый способ защиты подшипников электрических машин от повреждения электрическим током осуществляется следующим образом.
Причинами повреждения подшипников электрических машин электрическим током являются: несимметрия магнитного поля машины, явления униполярной индукции, короткое замыкание в обмотке якоря через подшипники, круговой огонь по коллектору.
При протекании тока через подшипник происходит пробой смазочной пленки в двух местах между роликом и наружным кольцом, и между роликом и внутренним кольцом. Ролик подшипника попеременно является или катодом, или анодом. При дуговом разряде происходит вырывание металла с поверхности катода, а при искровом - с поверхности анода, иначе говоря, в подшипнике происходит процесс микросварки роликов, внутреннего и наружного колец. Частицы вырванного и закаленного металла перемещаются в смазочном материале, и при определенных условиях попадает в контакт между роликом и дорожкой качения подшипника, вызывая радиальное перемещение роликов, и следовательно, неравномерное распределение нагрузки. В результате на роликах и кольцах образуются кратеры, раковины и бороздки, что приводит к преждевременному выходу из строя подшипника и всей электрической машины. Также негативному воздействию подвергается и смазочный материал, так как под действием тока основное масло и присадки окисляются и расщепляются, что вызывает преждевременное «старение» смазки. В связи с этим возникает необходимость защиты подшипников от повреждения электрическом током.
-6
Преимущественно защитное покрытие наносится на новые подшипники. Предварительно кольца подшипника обезжиривают, например, растворителем или щелочными растворами. Перед началом нанесения защитного слоя наружное 1 и внутренне 2 кольца фиксируют в зажимах специального приспособления способного вращаться с заданной скоростью, например, в патроне токарного станка. При нанесении защитного покрытия на сопрягаемую поверхность внутреннего кольца 2 дорожку качения располагают под углом не менее 45 градусов по отношении к газоплазменной струе. При нанесении защитного покрытия на сопрягаемую поверхность наружного кольца 1 газоплазменную струю располагают горизонтально по отношению к сопрягаемой поврехности. В бункер накопитель газоплазменной горелки помещают порошковый материал состоящий из 97,5%оксида алюминия и 2,5% диоксида титана с размером частиц в среднем 15*10 м. Устанавливают газоплазменную горелку таким образом, чтобы расстояние от среза сопла горелки до напыляемой поверхности должно составлять от 90 до 100 мм. Время напыления зависит о напыляемой площади и требуемой толщины защитного покрытия.
Таким образом, предлагаемый способ защиты позволяет получить защитное покрытие с диэлектрическими свойствами сопрягаемых поверхностей как внутреннего так и наружного колец подшипника качения.