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，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，或者其滾動體采用陶瓷制作而成來保證的。電絕緣軸承的名稱，代號采用國際軸承代號。外圈絕緣軸承代號VL0241 VA3091 J20A J20B V3031A，內(nèi)圈絕緣軸承代號VL2071 J20C V3031B等。

絕緣軸承優(yōu)勢

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，絕緣性能好，可避免感應(yīng)電流對軸承的電蝕作用，防止電流對潤滑脂和滾動體、滾道造成的損壞，提高軸承的使用壽命。該工藝不斷被改進，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、粘附力極強均勻的涂層，再經(jīng)過進一步處理，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)用在電機中可保障運行更可靠。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)特點與非絕緣軸承相同，因此可以百分之百互換。適用于電機、發(fā)電機，特別是變頻電機應(yīng)用更廣泛。

3、陶瓷滾動體

該類軸承采用Si3N4材料的陶瓷滾動體（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到G歐姆范圍，絕緣性能良好；陶瓷滾動體具有優(yōu)良的耐磨性能，對潤滑的要求低，特別適用于高速，低摩擦以及低溫運行的場合；干摩擦條件下運行狀況良好；對于小尺寸的滾動軸承，采用陶瓷滾動體絕緣軸承具有良好的經(jīng)濟性能。

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體的混合軸承。

什么情況下采用電絕緣軸承？因電機在制造過程中即使非常嚴格地控制生產(chǎn)也難以完全避免電樞和轉(zhuǎn)子的磁性不對稱，對這種不對稱會在定子之間產(chǎn)生電壓，它會產(chǎn)生經(jīng)過軸承的電流，尤其是交流電機中更為嚴重，該電流在軸承滾道和滾動體表面產(chǎn)生蝕坑，熔痕，電蝕銼紋，變色，磨損等損傷。當然使用逆變和變頻技術(shù)的電機上也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。為了阻斷這種電流流過軸承，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，需要對絕緣軸承的絕緣情況進行測量，其中包含軸承的絕緣電阻、軸電壓和軸電流。其中測定電機軸電壓的目的就是了解電機軸電流的大小；測定電機軸電流的目的則是直接得到流過電機軸承電流的數(shù)值。

因為軸電流的損害主要發(fā)生在機座號為280及以上的變頻電源供電的電動機及普通大中型高壓電機中。所以本項檢查一般只對這些類型的電機在初次試制時或?qū)€別因使用時發(fā)現(xiàn)軸電流對軸承產(chǎn)生嚴重影響的電機在改進設(shè)計時進行。

2、絕緣軸承的絕緣電阻的測量

測量時，可單獨對軸承進行，但最好是將軸承安裝在轉(zhuǎn)軸上之后進行。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端蓋軸承室中，在軸承座或電機端蓋與安裝絕緣軸承的轉(zhuǎn)軸沒有電的通路的狀態(tài)下，測量轉(zhuǎn)軸與軸承座或電機端蓋之間的絕緣電阻。測量操作與測量電機和繞組對地絕緣電阻完全相同。

3、軸承電流的測定方法

對使用滾動軸承的電動機，軸電流按下圖進行測量。在電動機非軸伸端的軸承與機殼之間加裝絕緣環(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，確保電動機軸承絕緣良好。

軸承電流的測定方法，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、額定頻率下空載運行，測量電流值，即軸電流。對使用滑動軸承和滾動軸承的電動機，如不能按上述方法測量，可采用軸上放置電流互感器的方法測量軸電流。

絕緣軸承在電機中的應(yīng)用

1、電機軸電壓和軸承電流的形成的原因和危害

在電機運行中，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。當軸旋轉(zhuǎn)時，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。軸電壓能通過兩端軸承在軸和機殼所形成的環(huán)路（閉合電路）中激勵出循環(huán)電流，該電流稱為軸電流。

另外，轉(zhuǎn)子鐵心的剩磁較多，對于繞線轉(zhuǎn)子電機，若發(fā)生繞組兩點及以上對轉(zhuǎn)子鐵心或轉(zhuǎn)軸短路等，也會產(chǎn)生軸電壓和軸電流。軸承電流的大小與電機的結(jié)構(gòu)、電機的功率、驅(qū)動電壓的幅度、脈沖上升時間、電纜長度等因素有關(guān)。電機的功率越大、驅(qū)動電壓越高、驅(qū)動電壓的上升沿越陡、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

為了避免軸電流對軸承的灼傷損害，應(yīng)采取有效措施隔絕軸電流。對于兩端利用獨立軸承座的大型電機，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。對于普通的軸承與機殼組裝成一體的電機，則一般是在其一端（常安排在非主軸伸端）使用絕緣軸承，對于要求較高的場合，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，個別場合也會使用內(nèi)、外圈均附加絕緣層的。

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