Giới thiệu
Trong sự phát triển công nghiệp hiện đại và thiết kế động cơ hiệu suất cao, vật liệu cách nhiệt vòng bi không chỉ nâng cao hiệu suất của động cơ mà còn tăng đáng kể độ tin cậy của chúng. Vòng bi cách điện bảo vệ tính toàn vẹn của vòng bi và động cơ bằng cách ngăn chặn sự ăn mòn điện và các hư hỏng về điện khác thông qua thiết kế độc đáo của chúng, giúp bảo vệ động cơ khỏi dòng điện có hại có thể được tạo ra trong quá trình vận hành một cách hiệu quả. Bài viết này sẽ đi sâu vào các khái niệm cơ bản, loại và lợi thế của việc sử dụng vòng bi cách điện và phân tích lý do tại sao việc sử dụng chúng trong động cơ điện lại quan trọng.
Định nghĩa và chức năng của vòng bi cách điện
Vòng bi cách điện là những vòng bi có thể chặn dòng điện đi qua và có đặc tính cách điện của chính ổ trục. Đặc tính cách điện của nó thường được đảm bảo bằng cách sử dụng một quy trình đặc biệt để phủ một lớp vật liệu cách điện ở vòng ngoài hoặc vòng trong của ổ trục hoặc bằng cách sử dụng gốm sứ cho thân lăn của nó.
Chức năng chính của nó là ngăn dòng điện đi qua ổ trục, do đó bảo vệ hiệu quả động cơ khỏi hư hỏng do dòng điện đi lạc hoặc hồ quang điện.
Động cơ, máy phát điện và các thiêt bi liên kết thường có nguy cơ hư hỏng khi có dòng điện rò chạy qua ổ lăn. Dòng điện rò này làm hỏng bề mặt tiếp xúc giữa con lăn và rãnh lăn (ăn mòn do điện) và làm mỡ bôi trơn bị hỏng nhanh chóng. Một nguy cơ khác trong động cơ và máy phát điện gây nên bởi dòng điện tần số cao do hiện tượng tích điện. Nguy cơ gây hư hỏng tăng lên trong trường hợp sử dụng bộ biến tần.
Ổ lăn INSOCOAT được thiết kế để ngăn ngừa dòng điện đi qua ổ lăn.
Đây là một giải pháp có tính kinh tế cao nếu so sánh với các phương pháp cách điện khác. Bằng cách tích hợp tính năng cách điện vào ổ lăn, ổ lăn INSOCOAT giúp tăng độ tin cậy và thời gian hoạt động của thiết bị bằng cach loại bỏ gần như hoàn toàn hiện tượng ăn mòn do điện gây ra.
Nguyên tắc cơ bản của vòng bi cách nhiệt
- Giới thiệu vật liệu cách điện
Vòng bi cách điện giới thiệu các vật liệu cách điện, chẳng hạn như vật liệu tổng hợp bằng gốm hoặc nhựa, được sử dụng để cách ly các bộ phận dẫn điện bên trong và bên ngoài ổ trục. Vật liệu cách điện này ngăn chặn hiệu quả sự dẫn điện và giải quyết vấn đề dẫn điện. - Thiết kế cách ly vòng trong và vòng ngoài
Vòng bi cách điện được thiết kế để đảm bảo cách ly tốt giữa vòng trong và vòng ngoài nhằm ngăn chặn sự dẫn dòng điện bên trong vòng bi. Thiết kế cách ly này là một bước quan trọng trong việc thực hiện cách điện. - Sử dụng chất bôi trơn cách điện
Việc lựa chọn một dầu với đặc tính cách điện tốt là một nguyên tắc quan trọng khác đối với vòng bi cách điện. Chất bôi trơn cách điện tốt giúp giảm nguy cơ hỏng hóc về điện và đảm bảo phù hợp bôi trơn của ổ trục. - Tối ưu hóa tản nhiệt
Để đảm bảo hoạt động ổn định của vòng bi cách điện dưới tải trọng cao và tốc độ cao, thiết kế cũng xem xét việc tối ưu hóa hiệu suất tản nhiệt. Thông qua cấu trúc tản nhiệt tốt và hệ thống bôi trơn hiệu quả, vòng bi có thể tản nhiệt sinh ra một cách hiệu quả và ngăn ngừa quá nhiệt.
Các loại vòng bi cách điện
Vòng bi cách điện, là một thiết bị được thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa hư hỏng do dòng điện chạy qua ổ trục, có hai loại chính: vòng bi cách điện được phủ và vòng bi cách điện bằng gốm.
1. Vòng bi cách điện có lớp phủ
- Vòng bi cách điện có lớp phủ đạt được hiệu quả cách điện bằng cách phủ một lớp cách điện lên bề mặt bên ngoài hoặc các bộ phận bên trong của ổ trục. Lớp phủ này thường được làm bằng vật liệu có điện trở suất cao, chẳng hạn như nhựa epoxy hoặc polyimide, có tác dụng ngăn chặn dòng điện đi qua một cách hiệu quả. Vòng bi làm bằng vật liệu này thường ít tốn kém hơn.
2. Vòng bi cách điện bằng gốm
- Vòng bi cách điện bằng gốm sử dụng vật liệu gốm (như alumina hoặc silicon nitride) thay vì các con lăn hoặc vòng bi bằng kim loại thông thường. Vì gốm sứ vốn không dẫn điện nên loại ổ trục này mang lại mức độ cách điện cao hơn. Vòng bi làm bằng vật liệu này có khả năng chống mài mòn và ăn mòn cao hơn.
Ưu điểm của việc sử dụng vòng bi cách nhiệt
- Giảm thiểu thiệt hại về điện cho các bộ phận của động cơ
Vòng bi cách điện giảm thiểu tác động của hư hỏng điện đối với các bộ phận của động cơ bằng cách ngăn chặn hiệu quả đường dẫn dòng điện trong vòng bi. Bằng cách ngăn chặn dòng điện chạy đến các bộ phận ổ trục nhạy cảm, ổ trục cách điện giảm nguy cơ hư hỏng động cơ trong trường hợp nhiễu điện hoặc dòng điện vô tình chạy qua và bảo vệ hệ thống động cơ hoạt động ổn định lâu dài.
- Ngăn chặn dòng điện gây ra hỏng ổ trục
Vòng bi thông thường có xu hướng hỏng vòng bi khi bị nhiễu bởi dòng điện bên ngoài. Việc sử dụng vòng bi cách điện có thể ngăn chặn điều này xảy ra một cách hiệu quả vì thiết kế của vòng bi cách điện có thể chặn dòng điện đến vòng bi và bảo vệ chúng khỏi tác động của dòng điện bên ngoài, do đó làm giảm nguy cơ hỏng vòng bi do dòng điện gây ra.
- Tuổi thọ dịch vụ kéo dài và giảm chi phí bảo trì
Vòng bi cách điện kéo dài tuổi thọ tổng thể của hệ thống động cơ vì chúng giảm thiểu hư hỏng về điện cho các bộ phận của động cơ và ngăn ngừa hỏng hóc vòng bi. Bằng cách giảm số lần sửa chữa và khối lượng công việc bảo trì, việc sử dụng vòng bi cách điện cũng giúp giảm chi phí bảo trì và cải thiện độ tin cậy cũng như hiệu quả vận hành của thiết bị.
Ổ lăn INSOCOAT là ổ lăn tiêu chuẩn được phủ một lớp oxit nhôm bằng công nghệ phun plasma lên mặt ngoài của vòng trong hay vòng ngoài ổ lăn. Lớp phủ này được che bằng một lớp nhựa resin để bảo vệ chống ẩm và nước.
Lớp phủ cơ bản chịu được điện thế lên đến 1 000 V DC. Tuy nhiên, các lớp phủ có khả năng chịu điện thế lên đến 2 000, hoặc ngay cả đến 3 000 V DC, cũng có thể được cung cấp theo yêu cầu.
Dải sản phẩm tiêu chuẩn của ổ lăn INSOCOAT cho trong tài liệu này bao gồm các cỡ và các kiểu thiết kế phổ thông nhất của:
• ổ bi đỡ một dãy
• ổ đũa một dãy
| Ổ lăn INSOCOAT với lớp phủ trên vòng ngoài | Ổ lăn INSOCOAT với lớp phủ trên vòng trong |
|
Ổ lăn INSOCOAT thông thường có mặt ngoài của vòng ngoài ổ lăn được phủ một lớp oxit nhôm. Các ổ lăn này có ký hiệu tiếp vĩ ngữ VL0241. |
Ổ lăn INSOCOAT có mặt ngoài của vòng trong ổ lăn được phủ lớp oxit nhôm có ký hiệu tiếp vĩ ngữ VL2071. Các ổ lăn này có khả năng bảo vệ chống dòng điện cao tần tốt hơn nhờ có diện tích phủ nhỏ hơn so với bề mặt vòng ngoài. |
 |
 |
Phân loại vòng bi cách điện theo kích thước đường kính trong và ký hiệu
Phân loại vòng cách Ổ lăn INSOCOAT
Vòng cách
Ổ lăn INSOCOAT được lắp với một trong các
kiểu vòng cách sau:
• Đối với ổ bi đỡ
– Vòng cách bằng thép dập, tán rivê, định tâm theo viên bi (không có ký hiệu phụ)
• Đối với ổ đũa
– Vòng cách polyamid PA6 gia cố sợi thủy tinh loại ô kín, định tâm theo con lăn (ký hiệu tiếp vĩ ngữ P)
– Vòng cách bằng đồng thau, tán rivê, định tâm theo con lăn (ký hiệu tiếp vĩ ngữ M)
– Vòng cách bằng đồng thau kiểu ô kín, định tâm theo vòng trong hay vòng ngoài tùy theo thiết kế ổ lăn (ký hiệu tiếp vĩ ngữ ML)
| 6314 M/C3VL0241 | 6318/C3VL0241 | 6322 M/C3VL0241 |
| 6314/C3VL0241 | 6318 M/C3VL0241 | 6224/C3VL0241 |
| 6215/C3VL0241 | 6219/C3VL0241 | 6324/C3VL2071 |
| 6315/C3VL0241 | 6219 M/C3VL0241 | 6324 M/C3VL2071 |
| 6315 M/C3VL0241 | 6319/C3VL0241 | 6226/C3VL2071 |
| 6216/C3VL0241 | 6319 M/C3VL0241 | 6326/C3VL2071 |
| 6316/C3VL0241 | 6220/C3VL0241 | 6326 M/C3VL2071 |
| 6316 M/C3VL0241 | 6320/C3VL0241 | 6228/C3VL2071 |
| 6217/C3VL0241 | 6320 M/C3VL0241 | 6328/C3VL2071 |
| 6317/C3VL0241 | 6222/C3VL0241 | 6328 M/C3VL2071 |
| 6317 M/C3VL0241 | 6222 M/C3VL0241 | 6230/C3VL2071 |
| 6218/C3VL0241 | 6322/C3VL0241 | 6330/C3VL2071 |
Hi vọng với những thông tin được chia sẻ qua bài viết trên đây, có thể giúp bạn có thêm nhiều kiến thức để lựa chọn vòng bi 1 cách hiệu quả, góp phần nâng cao tuổi thọ thiết bị.