Roulements pour moteurs électriques : but, application et types

Au 21e siècle, les moteurs électriques deviennent de plus en plus efficaces, mais leurs exigences sont d'autant plus strictes. Quiconque suit le code sait qu'il est important de prendre en compte la qualité et la fiabilité de tous les composants du moteur, en particulier les roulements. La conception du roulement affecte grandement la fiabilité du fonctionnement du moteur, sa rapidité d'usure et ses performances élevées.

Le roulement est l'une des unités principales de tout moteur électrique, car c'est à travers lui que l'arbre du rotor appuie sur le carter et lui transfère les charges. Et ce n'est que grâce aux roulements qu'il existe un entrefer permanent régulier et correct entre le stator et le rotor lorsque le moteur tourne sous charge.

Pour cette raison, il est très important de choisir les bons roulements : ils doivent être de la bonne taille, du bon type et de la bonne conception pour assurer la plus grande efficacité possible en minimisant les pertes par frottement.

Pour un travailleur inexpérimenté, il peut sembler que si un roulement tombe en panne, il n'y a pas de problème sérieux et aucune réparation ou entretien n'est nécessaire, puisque la panne n'est pas si critique. Alors pourquoi dépenser de l'argent en réparations ?

Sur les moteurs de faible puissance, cela peut être le cas. Mais il sera vrai pour tout moteur qu'il est préférable d'installer immédiatement de bons roulements du type le plus adapté et si possible de qualité suffisante pour supporter toutes les charges de travail dans les conditions normales de fonctionnement du moteur en question.

Inutile de dire à propos des gros moteurs puissants, où même un dysfonctionnement mineur du roulement peut tirer comme une boule de neige, un certain nombre de problèmes et de dysfonctionnements dans le fonctionnement de l'équipement connecté. Cela peut entraîner des interruptions de production et des temps d'arrêt coûteux de machines et d'équipements complexes et coûteux.

Par conséquent, il est essentiel et nécessaire pour les moteurs électriques de grande puissance d'utiliser des roulements fiables et de haute qualité, faciles à installer et à retirer, et hautement souhaitables - avec une surveillance de l'état et une maintenance facile.

Supposons qu'il y ait un moteur électrique fonctionnant dans une installation à entraînement couplé direct. La configuration de transmission est longitudinale, de sorte que la charge radiale sur le palier et à travers le palier sur le carter du moteur n'est pas si importante car le système d'entraînement du moteur a son propre support.

Mais que se passe-t-il si la décision est prise de moderniser un moteur donné sur un équipement à entraînement par courroie où une poulie est montée sur l'arbre du moteur ? Dans ce cas, les charges radiales sur les roulements augmenteront considérablement et, dans de telles conditions, les roulements, qui ne sont pas conçus pour une telle charge, peuvent facilement tomber en panne.Le système ne pourra pas fonctionner normalement et de manière stable.

Ces dernières années, le domaine du développement et de la production de roulements n'a pas été épargné par les progrès. Les progrès sont particulièrement notables dans le traitement de précision des matériaux de roulement et la technologie de fabrication des roulements, ainsi que dans le sens de la lubrification : les chemins de roulement des bagues, des rouleaux et des billes ont aujourd'hui de meilleures surfaces, ce qui entraîne une réduction des frottements et donc du bruit et à réduire les pertes d'énergie.

Les meilleurs lubrifiants rendent les roulements vraiment durables et les moteurs plus fiables et résistants à l'usure prématurée. Un exemple frappant est celui des moteurs de traction des derniers trains électriques à grande vitesse.

Les trains électriques de la dernière génération imposent par nature des exigences élevées en matière de qualité et de fiabilité des moteurs de traction à courant alternatif. Et les camps les plus récents excellent ici.

Conditions de fonctionnement difficiles, chocs importants et charges radiales à la vitesse d'arbre la plus élevée. Les trains circulent à grande vitesse et le service est peu fréquent. Le fait de la haute qualité des roulements modernes est évident.

Les roulements, en particulier dans les moteurs à grande vitesse, souffrent le plus de l'érosion électrique. La raison de ce phénomène destructeur est que des courants vagabonds traversent le roulement. Plus le courant est important et plus son exposition est longue, plus les dommages au roulement sont importants.

Parfois, les arcs électriques provoquent une érosion, entraînant de petits cratères sur les chemins de roulement et les éléments roulants, entraînant une défaillance prématurée des roulements.

Des éléments roulants en céramique dans les roulements, ainsi qu'un revêtement diélectrique appliqué par projection plasma, aident à résoudre le problème de l'érosion. Une résine acrylique de scellement est appliquée sur la couche de céramique. Ceci est important pour les moteurs de traction des trains à grande vitesse. La résine protège le roulement des effets nocifs de la vapeur et des détergents alcalins utilisés pour laver les compositions.

Une relubrification adéquate est un facteur important pour prolonger la durée de vie de tout roulement. Le lubrifiant doit pénétrer suffisamment jusqu'aux éléments roulants.

La dynamique des fluides computationnelle (CFD) et l'analyse par éléments finis aident à optimiser la distribution du lubrifiant et à maintenir la résistance des roulements. Bien entendu, cela ne contribuera à prolonger la durée de vie de l'ensemble que si le roulement est correctement sélectionné pour les conditions de charge de fonctionnement du moteur dans lequel il est installé.

Habituellement, afin d'optimiser le coût économique de la maintenance des roulements, la maintenance planifiée de tous les équipements est alignée sur le calendrier de maintenance des autres pièces. Pour ce faire, si possible, ils étendent les intervalles de lubrification directement aux roulements des moteurs électriques, en utilisant des joints efficaces et les meilleures méthodes de leur lubrification.

Voir aussi sur le site : Fonctionnement, entretien et dépannage des roulements des moteurs électriques