Lucrarea nr. 1 fiabilitatea ansamblului cu rulmenţi

Scopul lucrării – a face cunoştinţă cu metoda de calcul a probabilităţii funcţionării fără refuz a ansamblului cu rulmenţi a maşinilor electrice la etapa de proiectare.

Numărul de refuzuri a ME din cauza rulmenţilor ocupă locul 2 după numărul de refuzuri din cauza izolaţiei şi în unele tipuri de ME constituie până la 35% din toate refuzurile. De aceea este important ca la etapa de proiectare a maşinilor electrice să se efectueze analiza durabilităţii (долговечность) rulmenţilor.

Factorii de bază care influenţează asupra durabilităţii rulmenţilor la exploatarea ME este alegerea corectă a substanţei de ungere şi de asemenea schimbarea regulată a acesteia. Eficacitatea substanţei se determină cu indicele peliculei de ungere:

unde: h_min – grosimea minimă a peliculei de ungere;

₁, ₂ – rugozităţile suprafeţelor de contact.

Dacă g > 4, atunci între suprafeţele de frecare nu există contact; dacă g = 1  4 – avem puncte de contact; dacă g < 1, atunci avem contact multipunct.

Ansamblurile cu rulmenţi se află permanent sub sarcină şi de aceea asupra funcţionării lor acţionează diferite procese de natură fizică.

Cauzele principale de uzare a rulmenţilor:

1. deteriorări de oboseală – defecte în structura cristalină, se manifestă prin măcinarea din metal a particulelor mici. Aceasta se explică cu ajutorul teoriei dislocării. Dislocări – sunt defectele liniare a reţelei cristaline a metalului, care aduce la formarea micro-fisurilor. Aceste fisuri treptat se măresc şi aduc la distrugerea rulmenţilor.

2. uzură abrazivă – roaderea intensivă a suprafeţelor din cauza pătrunderii în corpul rulmenţilor a prafului abraziv.

3. uzură prin coroziune – are loc din cauza oxidării metalului (acoperirea metalului cu rugină). Suprafeţele de frecare capătă o rugozitate mai mare, ce contribuie la supraîncălzirea rulmenţilor, scăderea rezistenţei la durabilitate şi mărirea numărului de particule abrazive.

4. brinelarea inelelor rulmenţilor de către corpurile de rulare. În rezultatul necoaxilităţii arborilor cuplaţi a ME, dezechilibrului rotorului, sarcinilor vibratorii ş.a. pe suprafeţele de rulare a rulmenţilor se formează caneluri (adâncituri) cu pasul egal cu distanţa dintre corpurile de rulare.

5. acţiunea curenţilor – apariţia cărora este condiţionată de aflarea rulmenţilor în circuitul electric închis, în care sub acţiunea câmpului magnetic se induce un curent considerabil. Pe inelele rulmenţilor apar dungi şi puncte caracteristice, care sunt identice cu rezultatul sudării prin contact. Ca rezultat rulmenţii pot să stopeze brusc.

6. vibraţia rulmenţilor – este legată de prezenţa abaterilor formelor şi dimensiunilor geometrice de la limitele admisibile. Cele mai esenţiale surse de vibraţii sunt:

• baterea radială a rulmenţilor;

• forma ovală a inelelor;

• forma ovală a corpurilor de rulare;

• dimensiuni diferite ale bilelor.

Este necesar de evidenţiat că scăderea vibraţiilor ansamblului cu rulmenţi şi a ME se poate de atins cu instalarea rulmenţilor de rulare.

Exerciţiu: determinaţi probabilitatea funcţionării fără refuz a ansamblului cu rulmenţi a motorului electric folosind datele tabelului 1 cu condiţia, că asupra arborelui maşinii electrice acţionează forţele prezentate în fig.1 (A – rulment cu bile, B – rulment cu role).

tabelul1

Variantele	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Dimensiunile rotorului, m a b c Forţa de greutate a rotorului, GR, N · 103 Forţa de atracţie magnetică unilaterală, Tu, N · 103 Forţa acţionării electrice, Fa.e., N · 103 Coeficientul de sarcină, ks Frecvenţa de rotaţie a rotorului, n, min-1 · 103 Durata de exploatare a rulmenţilor, t, h · 103	1,4 0,6 0,7 5 6 4,5 1 3 1	1,3 0,5 0,6 4,5 5,5 4 1,1 1,5 1,5	1,2 0,5 0,6 4,5 5,5 3,5 1,2 1 2	1,1 0,4 0,5 4 5 3 1,3 0,5 2,5	1,0 0,4 0,5 4 5 2,5 2 3 3	0,9 0,3 0,4 3,5 4,5 4,5 1,4 1,5 3,5	0,8 0,3 0,4 3,5 4,5 4 1,5 1 4	0,7 0,2 0,3 3 4 3,5 1,7 3 4,5	0,6 0,2 0,3 3 3 3 1,9 1,5 5	0,5 0,2 0,2 2,5 2,5 2,5 2 1 6

Fig. 1. Schiţa arborelui motorului electric