絕緣軸承的定義及絕緣軸承的使用方法

什么是絕緣軸承？所謂絕緣軸承就是指能夠阻擋電流通過(guò)，軸承自身具有絕緣性能的總稱。其絕緣性能通常是采用特殊工藝在軸承外圈或內(nèi)圈涂覆一層絕緣材料，或者其滾動(dòng)體采用陶瓷制作而成來(lái)保證的。電絕緣軸承的名稱，代號(hào)采用國(guó)際軸承代號(hào)。外圈絕緣軸承代號(hào)VL0241 VA3091 J20A J20B V3031A，內(nèi)圈絕緣軸承代號(hào)VL2071 J20C V3031B等。

絕緣軸承優(yōu)勢(shì)

1、內(nèi)圈或外圈加涂層

絕緣軸承采用特種噴涂工藝，在軸承的外表面噴鍍優(yōu)質(zhì)覆膜，覆膜與基體結(jié)合力強(qiáng)，絕緣性能好，可避免感應(yīng)電流對(duì)軸承的電蝕作用，防止電流對(duì)潤(rùn)滑脂和滾動(dòng)體、滾道造成的損壞，提高軸承的使用壽命。該工藝不斷被改進(jìn)，絕緣軸承中，在外圈或內(nèi)圈表面有一層100μm厚的涂層，可承受最高1000 V DC的電壓。特殊的噴涂工藝可形成一層厚度均勻、粘附力極強(qiáng)均勻的涂層，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理，使其能不受濕氣和濕度的影響。

2、避免造成的損害

絕緣軸承可避免電腐蝕所造成的損害，因此與普通的軸承相比應(yīng)用在電機(jī)中可保障運(yùn)行更可靠。而比起其它絕緣方法，如軸或外殼絕緣等，更加符合成本效益和可靠。絕緣軸承的外形尺寸和基本技術(shù)特點(diǎn)與非絕緣軸承相同，因此可以百分之百互換。適用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)，特別是變頻電機(jī)應(yīng)用更廣泛。

3、陶瓷滾動(dòng)體

該類軸承采用Si3N4材料的陶瓷滾動(dòng)體（球或滾子）；具有優(yōu)良的絕緣性能，其電容容性基本為40pf，絕緣性能優(yōu)于帶涂層的軸承。高溫條件下其直流阻抗也可達(dá)到G歐姆范圍，絕緣性能良好；陶瓷滾動(dòng)體具有優(yōu)良的耐磨性能，對(duì)潤(rùn)滑的要求低，特別適用于高速，低摩擦以及低溫運(yùn)行的場(chǎng)合；干摩擦條件下運(yùn)行狀況良好；對(duì)于小尺寸的滾動(dòng)軸承，采用陶瓷滾動(dòng)體絕緣軸承具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。

絕緣軸承分類

電絕緣軸承產(chǎn)品主要分類有：電絕緣深溝球軸承，電絕緣角接觸球軸承，電絕緣圓柱滾子軸承，帶有氧化物鍍層的內(nèi)圈或外圈絕緣軸承和帶有電絕緣陶瓷滾動(dòng)體的混合軸承。

什么情況下采用電絕緣軸承？因電機(jī)在制造過(guò)程中即使非常嚴(yán)格地控制生產(chǎn)也難以完全避免電樞和轉(zhuǎn)子的磁性不對(duì)稱，對(duì)這種不對(duì)稱會(huì)在定子之間產(chǎn)生電壓，它會(huì)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)軸承的電流，尤其是交流電機(jī)中更為嚴(yán)重，該電流在軸承滾道和滾動(dòng)體表面產(chǎn)生蝕坑，熔痕，電蝕銼紋，變色，磨損等損傷。當(dāng)然使用逆變和變頻技術(shù)的電機(jī)上也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。為了阻斷這種電流流過(guò)軸承，就需切斷其回路，這樣絕緣軸承和絕緣軸承室就應(yīng)運(yùn)而生了。絕緣軸承室是在軸承室內(nèi)孔及端面采用一定硬度的絕緣材料制作而成的。

絕緣軸承絕緣情況的檢查

1、檢查目的和范圍

為了保障絕緣性能，需要對(duì)絕緣軸承的絕緣情況進(jìn)行測(cè)量，其中包含軸承的絕緣電阻、軸電壓和軸電流。其中測(cè)定電機(jī)軸電壓的目的就是了解電機(jī)軸電流的大??；測(cè)定電機(jī)軸電流的目的則是直接得到流過(guò)電機(jī)軸承電流的數(shù)值。

因?yàn)檩S電流的損害主要發(fā)生在機(jī)座號(hào)為280及以上的變頻電源供電的電動(dòng)機(jī)及普通大中型高壓電機(jī)中。所以本項(xiàng)檢查一般只對(duì)這些類型的電機(jī)在初次試制時(shí)或?qū)€(gè)別因使用時(shí)發(fā)現(xiàn)軸電流對(duì)軸承產(chǎn)生嚴(yán)重影響的電機(jī)在改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行。

2、絕緣軸承的絕緣電阻的測(cè)量

測(cè)量時(shí)，可單獨(dú)對(duì)軸承進(jìn)行，但最好是將軸承安裝在轉(zhuǎn)軸上之后進(jìn)行。一般選用250V規(guī)格的絕緣電阻表。將儀表的E端與轉(zhuǎn)軸連接；軸承的絕緣部分（如外圈）用鋁箔覆蓋后，用裸銅線綁扎將鋁箔固定，然后與儀表L端連接；或者將絕緣軸承裝入軸承座或電機(jī)端蓋軸承室中，在軸承座或電機(jī)端蓋與安裝絕緣軸承的轉(zhuǎn)軸沒(méi)有電的通路的狀態(tài)下，測(cè)量轉(zhuǎn)軸與軸承座或電機(jī)端蓋之間的絕緣電阻。測(cè)量操作與測(cè)量電機(jī)和繞組對(duì)地絕緣電阻完全相同。

3、軸承電流的測(cè)定方法

對(duì)使用滾動(dòng)軸承的電動(dòng)機(jī)，軸電流按下圖進(jìn)行測(cè)量。在電動(dòng)機(jī)非軸伸端的軸承與機(jī)殼之間加裝絕緣環(huán)（軸承和轉(zhuǎn)軸之間墊入干燥的絕緣片）或者使用絕緣軸承，確保電動(dòng)機(jī)軸承絕緣良好。

軸承電流的測(cè)定方法，將電流表串聯(lián)到與軸承絕緣層兩面接觸的金屬件上，在額定電壓、額定頻率下空載運(yùn)行，測(cè)量電流值，即軸電流。對(duì)使用滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的電動(dòng)機(jī)，如不能按上述方法測(cè)量，可采用軸上放置電流互感器的方法測(cè)量軸電流。

絕緣軸承在電機(jī)中的應(yīng)用

1、電機(jī)軸電壓和軸承電流的形成的原因和危害

在電機(jī)運(yùn)行中，定、轉(zhuǎn)子磁路中或圍繞軸的相電流中的任何不平衡都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)磁鏈。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些磁鏈能在軸兩端產(chǎn)生電位差，這一電位差稱為軸電壓。軸電壓能通過(guò)兩端軸承在軸和機(jī)殼所形成的環(huán)路（閉合電路）中激勵(lì)出循環(huán)電流，該電流稱為軸電流。

另外，轉(zhuǎn)子鐵心的剩磁較多，對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)，若發(fā)生繞組兩點(diǎn)及以上對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心或轉(zhuǎn)軸短路等，也會(huì)產(chǎn)生軸電壓和軸電流。軸承電流的大小與電機(jī)的結(jié)構(gòu)、電機(jī)的功率、驅(qū)動(dòng)電壓的幅度、脈沖上升時(shí)間、電纜長(zhǎng)度等因素有關(guān)。電機(jī)的功率越大、驅(qū)動(dòng)電壓越高、驅(qū)動(dòng)電壓的上升沿越陡、電纜越短，則軸承電流越大。

2、阻斷軸電流的措施—使用絕緣軸承

為了避免軸電流對(duì)軸承的灼傷損害，應(yīng)采取有效措施隔絕軸電流。對(duì)于兩端利用獨(dú)立軸承座的大型電機(jī)，可在軸承座與金屬底座之間放置絕緣材料做成的隔離墊片。對(duì)于普通的軸承與機(jī)殼組裝成一體的電機(jī)，則一般是在其一端（常安排在非主軸伸端）使用絕緣軸承，對(duì)于要求較高的場(chǎng)合，兩端均安裝絕緣軸承。所使用的絕緣軸承一般為外圈附加（一般為涂覆）絕緣層的辦法，個(gè)別場(chǎng)合也會(huì)使用內(nèi)、外圈均附加絕緣層的。

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