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Einführung in elektrisch isolierte Lager

 

Erstens, der Zweck vonelektrisch isolierende Lager

 

Sogenannte elektrisch isolierte Lager sind auch isolierte Lager. Zu den elektrisch isolierten Lagern zählen alle Wälzlager, die den Durchtritt von elektrischem Strom verhindern. Lager mit Keramikbeschichtung an Innen- und Außenring werden als isolierte Lager bezeichnet. Die Keramikbeschichtung verhindert den Durchtritt von elektrischem Strom und besitzt isolierende Eigenschaften.

 

Die rollenden Elemente vonHybridlagerSie bestehen aus Keramik und besitzen daher auch isolierende Eigenschaften. Sie sind mit Wälzkörpern ausgestattet, um den Durchtritt von elektrischem Strom zu verhindern.

 

Zweitens, die Auswahl der Lagerisolierung

 

Generell ist es sehr schwierig, die Potenzialdifferenz im Lager vollständig zu eliminieren. Lässt sich jedoch der Stromfluss durch das Lager unterbrechen oder deutlich reduzieren, kann galvanische Korrosion verhindert werden. Für diesen Zweck wird heutzutage eine breite Palette isolierter Lager entwickelt. Die Wahl des Isolationsverfahrens hängt von der Art der erzeugten Spannung ab.

 

1. Die entlang der Welle induzierte Spannung.

 

2. Die Spannung zwischen Welle und Lagersitz

 

Liegt zwischen Welle und Gehäuse eine Spannung an, fließt der Strom durch jedes Lager in die gleiche Richtung. Dies ist hauptsächlich auf die Gleichtaktspannung des Frequenzumrichters zurückzuführen. In diesem Fall müssen die Lager an beiden Enden des Motors isoliert sein. Entscheidend für die Wahl der Isolierung ist das zeitliche Verhalten von Strom und Spannung. Bei Gleichspannung oder niederfrequenter Wechselspannung hängt die Isolationswirkung vom reinen Widerstand der Isolierschicht ab; bei hochfrequenter Wechselspannung (wie sie häufig in Geräten mit Frequenzumrichtern auftritt) hängt sie von der kapazitiven Reaktanz der Isolierung ab.

 

3. Typische Situation einer durch Überstrom verursachten Lagerschädigung

 

1. Spuren auf Laufbahnen und Wälzkörpern

 

Unabhängig davon, ob das Lager mit Gleichstrom oder Wechselstrom (Frequenz unter MHz) betrieben wird, lässt sich im Inneren des Lagers immer die gleiche Art von Ausfall feststellen.

 

2. Spuren von Elektroerosionsrillen

 

Die sogenannte Elektroerosionsrille bezeichnet die kontinuierliche, periodische Rille auf der Laufbahnoberfläche in Betriebsrichtung. Die meisten dieser Erscheinungen werden durch den durch das Lager fließenden Strom verursacht.

 

Viertens, unter dem Mikroskop, um die beschädigte Struktur des Überstromlagers zu überprüfen.

 

Erst mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie (REM) wird deutlich, dass fast alle beschädigten Oberflächen dicht mit Vertiefungen und μm-Lötstellen bedeckt sind.

 

Fünftens, der Prozess der Lagerschädigung

 

Diese Poren und Lötstellen entstehen durch Stromentladungen zwischen winzigen Kontaktpunkten auf der Oberfläche der Laufbahn und der Wälzkörper. Im vollständig flüssigkeitsgeschmierten Zustand durchbricht der elektrische Strom die Schwachstelle des Ölfilms, und die durch den elektrischen Funken erzeugte Energie schmilzt die Oberfläche des angrenzenden Metalls augenblicklich.

 

Im Mischreibungszustand (Metall-Metall-Kontakt) verschmelzen benachbarte Oberflächen ebenfalls, trennen sich aber bei der Bewegung des Lagers schnell wieder. In beiden Fällen löst sich das Material von der Metalloberfläche und erstarrt sofort zu einer Lötstelle. Einige Lötstellen vermischen sich mit Schmierstoff, andere lagern sich auf der Laufbahnoberfläche ab. Durch die weitere Bewegung des Lagers werden diese Lötstellen und Vertiefungen abgerollt und geglättet. Unter Einwirkung eines kontinuierlichen elektrischen Stroms wiederholt sich der Schmelz- und Erstarrungsprozess mehrfach auf einer sehr dünnen Oberflächenschicht der angrenzenden Oberfläche.

 

6. Der Einfluss von Strom auf Schmierstoffe

 

Elektrische Ströme können sich auch negativ auf das Schmiermittel auswirken. Die Basisöle und Additive oxidieren und spalten sich auf. Diese Veränderung ist im Infrarotspektrum deutlich erkennbar. Vorzeitige Alterung und die Ansammlung von Eisenpartikeln können die Schmierleistung beeinträchtigen und zu einer Überhitzung der Lager führen.