Bästa praxis för lagerskydd

Tills alla motorer är konstruerade med inbyggt lagerskydd kommer anläggningsunderhållspersonal och motorverkstäder att fortsätta att byta ut skadade lager. Men om en motor's lagerproblem åtgärdas korrekt och korrekt begränsning installerad, behöver det bara göras en gång.

Ännu bättre, informerade tekniker kan använda sig av de senaste diagnostiska teknikerna (vibrationsanalys, termografi, test av axelspänning, etc.) för att avvärja skador på elektriska lager från början. För en ny motor eller en som redan är i drift, är detta vad som menas med"bästa praxis."

Orsakerna

Lagerfelpriserna varierar mycket, men bevis tyder på att en betydande del av dessa fel inträffar bara tre till 12 månader efter systemstart. Eftersom många av dagens's motorer har tätade lager för att hålla borta smuts och andra föroreningar, har elektriska skador blivit den vanligaste orsaken till lagerfel i AC-motorer med VFD.

De höga kopplingsfrekvenserna för dagens's VFD:er producerar parasitisk kapacitans mellan en motor's stator och rotor. Vid det här laget är det allmänt förstått att när de resulterande axelspänningarna övervinner de dielektriska egenskaperna hos lagerfett, urladdas de längs vägen med minsta motstånd - vanligtvis genom lagren (Figur 1).

Figur 1.Spänningar som bågar genom lagren i VFD-drivna motorer skapar tusentals gropar, vilket orsakar ökad friktion och buller och risken för kostsamma oplanerade stillestånd när lagerfettet försämras.

Dessa utsläpp är så frekventa att de skapar miljontals små fusionskratrar. Snart kan hela lagerbanans vägg bli markerad med otaliga gropar som kallas frosting. Ett fenomen som kallas fluting kan också förekomma, vilket formar frostingen till tvättbrädeliknande åsar tvärs över lagerbanan (Figur 2). Detta orsakar buller, vibrationer, ökad friktion och katastrofala lagerfel.

Variationer

I miljöer där motorn kommer att utsättas för stora mängder smuts, damm eller annat skräp kan det vara nödvändigt att skydda ringens's fibrer med en O-ring eller V-slinga. Lagerisolatorer med inbyggda periferiska jordningsringar finns också. För tuffa miljöer som många gruvtillämpningar ger dock montering av axelns jordningsring inuti motorn det bästa skyddet mot kontaminering (Figur 5).

Med hjälp av ledande epoxi eller skruvar kan ringen monteras direkt på en lagerhållare. En extra maskinbearbetad distans kommer att hålla ringen borta från lagerfettets hålighet. Metall-till-metall-kontakt är fortfarande viktig, så lagerhållaren måste vara fri från beläggningar eller annat icke-ledande material där den kommer att vidröra ringen.

För horisontellt eller vertikalt monterade motorer med hästkrafter på 100 eller mindre och enradiga radiella kullager i båda ändar, kan en axeljordningsring installeras i båda ändar. För horisontellt monterade motorer med hästkrafter större än 100 och enradiga radiella kullager i båda ändar, måste lagerhuset i den icke-drivna änden vara elektriskt isolerat för att störa cirkulerande strömmar. Alternativ för att uppnå sådan isolering inkluderar isolerade hylsor, icke-ledande beläggningar, keramiska lager eller hybridlager. Jordningsringen ska installeras vid drivändan.

För alla motorer där lagren i båda ändarna redan är isolerade, är drivänden att föredra för installation av en jordningsring för att skydda lager i ansluten utrustning såsom en växellåda, pump, fläkt eller pulsgivare.

För alla motorer med cylindriska rullar, Babbitt eller hylslager bör änden med sådana lager vara elektriskt isolerad och jordningsringen ska installeras i motsatt ände.