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Introduzione ai cuscinetti elettricamente isolati

 

In primo luogo, lo scopo dicuscinetti elettricamente isolanti

 

I cosiddetti cuscinetti elettricamente isolati sono anche cuscinetti isolati, e tra questi rientrano tutti i cuscinetti volventi in grado di impedire il passaggio di corrente elettrica. I cuscinetti con rivestimento ceramico, sia per l'anello interno che per quello esterno, sono detti cuscinetti isolati. Il rivestimento ceramico impedisce il passaggio di corrente elettrica e ha proprietà isolanti.

 

Gli elementi rotolanti dicuscinetti ibridisono realizzati in ceramica e quindi hanno anche proprietà isolanti. È costituito da elementi rotanti per impedire il passaggio della corrente elettrica.

 

In secondo luogo, la selezione dell'isolamento dei cuscinetti

 

In generale, è molto difficile eliminare completamente la differenza di potenziale all'interno del cuscinetto. Tuttavia, se riusciamo a interrompere o ridurre significativamente il flusso di corrente attraverso il cuscinetto, possiamo prevenire la corrosione galvanica. A tale scopo è attualmente disponibile un'ampia gamma di cuscinetti isolati. A seconda del tipo di tensione generata, viene scelto il metodo di isolamento del cuscinetto.

 

1. La tensione indotta generata lungo l'albero

 

2. La tensione tra l'albero e la sede del cuscinetto

 

Se la tensione si manifesta tra l'albero e l'alloggiamento, la corrente fluisce attraverso ciascun cuscinetto nella stessa direzione. Ciò è dovuto principalmente alla tensione di modo comune fornita dal convertitore di frequenza. In questo caso, i cuscinetti a entrambe le estremità del motore devono essere isolati e il fattore determinante nella scelta dell'isolamento è rappresentato dalle caratteristiche temporali della corrente e della tensione. Nel caso di tensione continua o di tensione alternata a bassa frequenza, l'effetto isolante dipende dal valore della resistenza pura dello strato isolante; nel caso di tensioni alternate ad alta frequenza (comunemente presenti nei dispositivi che utilizzano convertitori di frequenza), dipende dalla reattanza capacitiva dell'isolamento.

 

3. Situazione tipica di danneggiamento dei cuscinetti causato da sovracorrente

 

1. Tracce su piste di rotolamento ed elementi volventi

 

Indipendentemente dal fatto che il cuscinetto sia alimentato da corrente continua o alternata (frequenza inferiore a MHz), al suo interno si riscontra sempre la stessa tipologia di guasto.

 

2. Segni di solchi da elettroerosione

 

La cosiddetta scanalatura da elettroerosione si riferisce alla scanalatura periodica continua presente sulla superficie della pista di rotolamento nella direzione di funzionamento. La maggior parte di questi fenomeni è causata dalla corrente che attraversa il cuscinetto.

 

In quarto luogo, al microscopio per verificare la struttura danneggiata del cuscinetto di sovracorrente

 

Solo tramite microscopia elettronica a scansione (SEM) è possibile evidenziare che quasi tutte le superfici danneggiate sono densamente ricoperte di cavità e giunzioni di saldatura di dimensioni micrometriche.

 

Quinto, il processo di danneggiamento dei cuscinetti

 

Queste cavità e giunzioni di saldatura sono causate da scariche di corrente tra minuscoli punti di contatto sulla superficie della pista di rotolamento e degli elementi volventi. Nello stato di lubrificazione completa, la corrente elettrica penetra nel punto debole del film d'olio e l'energia generata dalla scintilla elettrica fonde istantaneamente la superficie del metallo adiacente.

 

Nello stato di attrito misto (contatto metallo-metallo), anche le superfici adiacenti si fondono, ma si separano rapidamente al movimento del cuscinetto. In entrambi i casi, il materiale si distacca dalla superficie metallica e si solidifica immediatamente formando una saldatura. Alcune saldature sono immerse nel lubrificante, mentre altre si depositano sulla superficie della pista di rotolamento. Man mano che il cuscinetto continua a muoversi, anche queste saldature e cavità vengono levigate e rimodellate. Sotto l'azione di una corrente elettrica continua, il processo di fusione e solidificazione si ripete più volte su un sottilissimo strato superficiale della superficie adiacente.

 

6. L'influenza della corrente sui lubrificanti

 

Anche le correnti elettriche possono avere un impatto negativo sul lubrificante. Gli oli base e gli additivi si ossidano e si degradano. Questa alterazione è chiaramente visibile nello spettrogramma infrarosso. L'invecchiamento precoce e l'accumulo di particelle di metallo ferroso possono portare al deterioramento delle prestazioni del lubrificante e al surriscaldamento dei cuscinetti.