Coixinets per a motors elèctrics: finalitat, aplicació i tipus
Al segle XXI, els motors elèctrics són cada cop més eficients, però els requisits per a ells són més estrictes. Qualsevol que segueixi el codi sap que és important tenir en compte la qualitat i la fiabilitat de tots els components del motor, especialment els coixinets. El disseny del coixinet afecta molt la fiabilitat del funcionament del motor, la rapidesa amb què es desgasta i si el seu rendiment és alt.
El coixinet és una de les unitats principals de qualsevol motor elèctric, perquè és a través d'ell que l'eix del rotor pressiona la carcassa i li transfereix les càrregues. I només gràcies als coixinets hi ha un espai d'aire permanent uniforme i correcte entre l'estator i el rotor quan el motor funciona amb càrrega.
Per aquest motiu, és molt important triar els coixinets adequats: han de ser de la mida, el tipus i el disseny adequats per garantir la màxima eficiència possible minimitzant les pèrdues per fricció.
Per a un treballador sense experiència, pot semblar que si un coixinet falla, no hi ha cap problema greu i no cal reparació ni manteniment, ja que la fallada no és tan crítica. Aleshores, per què gastar diners en reparacions?
En motors de baixa potència aquest pot ser el cas. Però serà cert per a qualsevol motor que és millor instal·lar immediatament bons coixinets del tipus més adequat i si és possible de qualitat suficient per suportar totes les càrregues de treball en condicions normals de funcionament del motor en qüestió.
No cal dir sobre els motors grans i potents, on fins i tot un mal funcionament menor en el coixinet pot tirar com una bola de neu, una sèrie de problemes i mal funcionament de l'equip connectat. Això pot provocar interrupcions de la producció i costosos temps morts de maquinària i equipaments complexos i costosos.
Per tant, és fonamental i necessari que els motors elèctrics d'alta potència utilitzin coixinets fiables i d'alta qualitat que siguin fàcils d'instal·lar i treure, i molt desitjables, amb un seguiment de l'estat i un manteniment fàcil.
Suposem que hi ha un motor elèctric que funciona en una instal·lació d'accionament acoblat directe. La configuració de la transmissió és longitudinal, de manera que la càrrega radial al coixinet i a través del coixinet de la carcassa del motor no és tan gran perquè el sistema d'accionament del motor té el seu propi suport.
Però, què passa si es pren la decisió d'adaptar un motor determinat a un equip de transmissió per corretja on hi ha una politja muntada a l'eix del motor? En aquest cas, les càrregues radials dels coixinets augmentaran significativament i, en aquestes condicions, els coixinets, que no estan dissenyats per a aquesta càrrega, poden fallar fàcilment.El sistema no podrà funcionar de manera normal i estable.
En els darrers anys, el camp del desenvolupament i la producció de coixinets no s'ha estalviat del progrés. El progrés és especialment notable en el processament de precisió dels materials de coixinets i la tecnologia de fabricació de coixinets, així com en la direcció de la lubricació: les pistes d'anelles, corrons i boles tenen avui dia millors superfícies, la qual cosa comporta una reducció de la fricció i, per tant, del soroll i per reduir les pèrdues energètiques.
Els millors lubricants fan que els coixinets siguin realment duradors i els motors siguin més fiables i resistents al desgast prematur. Un exemple sorprenent són els motors de tracció dels últims trens elèctrics d'alta velocitat.
Els trens elèctrics d'última generació exigeixen de manera inherent la qualitat i la fiabilitat dels motors de tracció de CA. I els campaments més nous destaquen aquí.
Condicions de funcionament severes, impacte significatiu i càrregues radials a la velocitat més alta de l'eix. Els trens circulen a gran velocitat i el servei és poc freqüent. El fet de l'alta qualitat dels coixinets moderns és evident.
Els coixinets, especialment en els motors d'alta velocitat, pateixen més l'erosió elèctrica. La raó d'aquest fenomen destructiu és que els corrents vagabunds travessen el coixinet. Com més gran sigui el corrent i més llarga sigui la seva exposició, més gran serà el dany al coixinet.
De vegades, els arcs elèctrics causen erosió, donant lloc a petits cràters a les vies de rodadura i elements rodants, donant lloc a una fallada prematura dels coixinets.
Els elements rodants ceràmics als coixinets, així com un recobriment dielèctric aplicat per polvorització de plasma, ajuden a resoldre el problema de l'erosió. S'aplica una resina acrílica de segellat a la capa ceràmica. Això és important per als motors de tracció dels trens d'alta velocitat. La resina protegeix el coixinet dels efectes nocius del vapor i dels detergents alcalins utilitzats per rentar les composicions.
La relubricació adequada és un factor important per allargar la vida útil de qualsevol coixinet. El lubricant ha de penetrar prou als elements rodants.
La dinàmica de fluids computacional (CFD) i l'anàlisi d'elements finits ajuden a optimitzar la distribució del lubricant i mantenir la resistència del coixinet. Per descomptat, això només ajudarà a allargar la vida útil del conjunt si el coixinet es selecciona correctament per a les condicions de càrrega de funcionament del motor en què està instal·lat.
Normalment, per tal d'optimitzar el cost econòmic del manteniment dels coixinets, el manteniment previst de tots els equips està alineat amb el calendari de manteniment d'altres peces. Per a això, si és possible, amplien els intervals de lubricació directament als coixinets dels motors elèctrics, utilitzant segells efectius i els millors mètodes de lubricació.
Veure també a la web: Funcionament, manteniment i resolució de problemes dels coixinets de motor elèctric