Jusqu'à ce que tous les moteurs soient conçus avec une protection de roulement intégrée, le personnel de maintenance de l'usine et les ateliers de réparation de moteurs continueront de remplacer les roulements endommagés. Mais si le problème de roulement d'un moteur's est corrigé correctement et qu'une atténuation appropriée est installée, cela ne doit être fait qu'une seule fois.
Mieux encore, les techniciens avertis peuvent utiliser les dernières techniques de diagnostic (analyse des vibrations, thermographie, test de tension d'arbre, etc.) pour éviter d'endommager les roulements électriques dès le départ. Pour un moteur neuf ou déjà en service, c'est ce que l'on entend par"bonnes pratiques."
Les causes
Défaillance de roulementles taux varient considérablement, mais les preuves suggèrent qu'une partie importante de ces défaillances se produisent seulement trois à 12 mois après le démarrage du système. Étant donné que de nombreux moteurs' d'aujourd'hui ont des roulements scellés pour empêcher la saleté et d'autres contaminants d'entrer, les dommages électriques sont devenus la cause la plus courante de défaillance des roulements dans les moteurs à courant alternatif avec variateurs de fréquence.
Les fréquences de commutation élevées des VFD actuels's produisent une capacité parasite entre le stator et le rotor d'un moteur's. À présent, il est largement admis qu'une fois que les tensions d'arbre résultantes surmontent les propriétés diélectriques de la graisse pour roulements, elles se déchargent le long du chemin de moindre résistance, généralement à travers les roulements (Figure 1).
Figure 1.Les tensions d'arc à travers les roulements des moteurs entraînés par VFD créent des milliers de creux, ce qui entraîne une augmentation du frottement et du bruit et le potentiel de temps d'arrêt imprévus coûteux à mesure que la graisse des roulements se détériore.
Ces décharges sont si fréquentes qu'elles créent des millions de minuscules cratères de fusion. En peu de temps, l'ensemble de la paroi de la piste de roulement peut être marqué d'innombrables piqûres connues sous le nom de givrage. Un phénomène connu sous le nom de cannelure peut également se produire, façonnant le glaçage en arêtes semblables à des planches à laver à travers la bague de roulement (Figure 2). Cela provoque du bruit, des vibrations, une friction accrue et une défaillance catastrophique des roulements.
Variantes
Pour les environnements où le moteur sera exposé à des quantités excessives de saleté, de poussière ou d'autres débris, il peut être nécessaire de protéger les fibres de la bague's avec un joint torique ou un V-slinger. Des isolateurs de roulement avec bagues de mise à la terre circonférentielles intégrées sont également disponibles. Cependant, pour les environnements difficiles tels que de nombreuses applications minières, le montage de la bague de mise à la terre de l'arbre à l'intérieur du moteur offre la meilleure protection contre la contamination (Figure 5).
Figure 5.L'installation interne de l'anneau de mise à la terre fournit
protection supplémentaire contre la poussière, la saletéet d'autres contaminants en service sévère
applications.
À l'aide d'époxy conducteur ou de vis, la bague peut être montée directement sur un support de roulement. Une entretoise usinée supplémentaire maintiendra la bague à l'écart de la cavité de graisse du roulement. Le contact métal sur métal est toujours essentiel, de sorte que la retenue de roulement doit être exempte de tout revêtement ou autre matériau non conducteur où elle touchera la bague.
Pour les moteurs montés horizontalement ou verticalement d'une puissance de 100 chevaux ou moins et des roulements à billes radiaux à une rangée aux deux extrémités, une bague de mise à la terre de l'arbre peut être installée à chaque extrémité. Pour les moteurs montés horizontalement d'une puissance supérieure à 100 chevaux et les roulements à billes radiaux à une rangée aux deux extrémités, le boîtier de roulement à l'extrémité non motrice doit être isolé électriquement pour perturber les courants de circulation. Les options permettant d'obtenir une telle isolation comprennent des manchons isolés, des revêtements non conducteurs, des paliers en céramique ou des paliers hybrides. L'anneau de mise à la terre doit être installé à l'extrémité de l'entraînement.
Pour tout moteur dans lequel les roulements aux deux extrémités sont déjà isolés, l'extrémité d'entraînement est préférable pour l'installation d'un anneau de mise à la terre pour protéger les roulements des équipements attachés tels qu'une boîte de vitesses, une pompe, un ventilateur ou un encodeur.
Pour tout moteur avec roulements à rouleaux cylindriques, Babbitt ou manchons, l'extrémité avec de tels roulements doit être isolée électriquement et la bague de mise à la terre doit être installée à l'extrémité opposée.