Подшипники с покрытием INSOCOAT

Изоляционные свойства должны оставаться стабильными независимо от условий окружающей среды, особенно при транспортировке, хранении и эксплуатации во влажном климате.

Трибологические условия в подшипнике определяют электрические свойства контакта качения и возможный результат такого воздействия.

В токопроводящем состоянии подшипник неподвижен и имеет низкое сопротивление. Вследствие относительно хорошего электрического контакта между металлическими компонентами разрушить поверхность дорожки качения способны только очень большие токи, например, при сварке.

Резистивное состояние возникает, когда подшипник находится в режиме смешанного трения с повышенным сопротивлением. При этом опасность могут представлять и слабые электрические токи.

При ёмкостном состоянии в подшипнике образуется полноценная смазочная плёнка и он действует, как электрический конденсатор с определённым напряжением пробоя. Если образующееся электрическое поле смазочной плёнки в зоне контакта достаточно сильное (выше порогового значения), возникают электрические разряды, называемые токами электроискровой обработки (EDM).

В случае повреждения зона контакта дорожки качения оплавляется, что приводит к изменению свойств стали  Это может привести к изменению свойств смазочного материала.. Такие повреждения чаще всего наблюдаются в оборудовании, где используются преобразователи частоты. Одним из способов борьбы с разрушающим воздействием электротоков является использование подшипников с электроизоляционными свойствами.

INSOCOAT – подшипник с термически напыляемым покрытием

Покрытие SKF INSOCOAT на наружных поверхностях наружного или внутреннего кольца придаёт подшипнику электроизоляционные свойства. Материалом покрытия является оксидная керамика, которая наносится на подшипник методом термического напыления. Наиболее широко используется чистый Al₂O₃. Иногда применяются оксидные смеси из-за необходимости придания покрытию различных электрических и механических свойств.

В процессе напыления частицы оксида переносятся в потоке плазмы, в котором они расплавляются. Такой нагретый газовый или плазменный поток переносит расплавленные частицы на предварительно обработанную основу, где они застывают, формируя необходимое покрытие.

На фото: Слева (светло-серый) – покрытие предыдущего поколения; справа (тёмно-серый) – покрытие нового поколения.

После напыления в покрытии образуется определённое количество открытых и соединённых друг с другом пор. Степень и характер пористости в значительной степени зависят от параметров процесса напыления. Очевидно, что закрытие, «герметизация» пор при термическом напылении является крайне важным фактором, который позволяет снизить риск коррозии и улучшить механические свойства. Кроме того, он способствует поддержанию стабильности изолирующих свойств, что очень важно для условий влажного климата.

Для электроизолирующих покрытий с термическим напылением наиболее практичной является герметизация с помощью органических герметиков.

Возможные герметизирующие составы имеют различные свойства – вязкость, температуру отвердевания, усадку, показатели испарения и т. д. Чтобы получить покрытие с нужными свойствами, следует детально изучить весь процесс термического напыления и герметизации.

Подшипники INSOCOAT предыдущего поколения – недостатки и способы их устранения

У подшипников INSOCOAT предыдущего поколения были выявлены низкие значения сопротивления изоляции в ряде областей применения в жарком и влажном климате. Общее сопротивление электроизоляционного материала всегда складывается из поверхностного и объёмного сопротивления .

 Помимо основных свойств материала, обе составляющие сопротивления зависят от влажности и температуры. Поверхностное сопротивление незамедлительно реагирует на изменение климатических условий, при этом объёмное сопротивление меняется в течение более длительного времени. Если электроизоляционные свойства выходят за рамки допустимого диапазона, необходимо усовершенствование всей системы изоляционного покрытия

 Эксперименты, проведённые на подшипниках INSOCOAT предыдущего поколения, подтвердили наличие проблем в этой области благодаря анализу электрического сопротивления INSOCOAT при непосредственном контакте с водой¹.

Выяснилось, что при длительном контакте покрытие впитывает влагу, при этом такой эффект полностью обратим после сушки. В связи с тем, что падение сопротивления развивается на протяжении длительного времени, поверхностные токи, открытая пористость или трещины не рассматривались в качестве основной причины. Следовательно, причина должна быть в материале покрытия, оксиде и/или герметизирующем составе. Такой вывод послужил основой для проведения ряда обширных исследований и испытаний.

Для поиска решения было необходимо проанализировать различные покрытия и технологии герметизации.

Подшипники INSOCOAT нового поколения

INSOCOAT нового поколения в сравнении с предыдущим вариантом в реальных условиях эксплуатации. Подшипники устанавливались точно так же, как это происходит в реальной ситуации, и подвергались воздействию изменяющихся условий в камере для климатических испытаний.

Было установлено, что новый вариант подшипника INSOCOAT гораздо менее чувствителен к влажности, чем подшипники предыдущего поколения.

Подшипники INSOCOAT нового поколения – выводы

Подшипники INSOCOAT нового поколения обладают более высоким сопротивлением и более стабильными электроизоляционными свойствами даже в условиях очень высокой влажности. Испытания подшипников предусматривали в том числе и моделирование экстремальных климатических условий. Помимо данных, приведённых в настоящей статье, испытания предусматривали проверку других параметров, таких как эксплуатационные характеристики в условиях низких и высоких температур (от –40 до +150 °C), механические свойства (адгезия покрытия, нагрузки при монтаже и демонтаже, ударопрочность), способность выдерживать высокое напряжение (до 6 кВ пост. тока) и совместимость с различными средами.

Источник информации-Evolution-деловой и технический журнал фирмы SKF.