Proč může průchod proudu poškodit kuličková ložiska

04.08.2017

Pokud se kuličková ložiska používají v elektrických strojích, může docházet k elektrickým průrazům a následnému poškození ložiska. Co přesně se děje a jaké dopady to má na ložisko, to nyní poprvé zkoumali vědci.

Najdeme je v autech i v letadlech, ale také v jízdních kolech či ve vrtačkách: kuličková ložiska. Tato jsou elementárními součástmi konstrukcí a používají se také často v elektrických strojích – přitom však může docházet k elektrickým průrazům v ložisku. Proč tomu tak je a jaké dopady to má na kuličkové ložisko, zkoumal doktorand na Technické univerzitě (TU) Kaiserslautern v rámci své promoční práce.

ELEKTRICKÉ PRŮRAZY V LOŽISKU POŠKOZUJÍ POUZDRO A MAZIVO

Kuličková ložiska sestávají z vnitřního a vnějšího kroužku. Mezi tím se pak nacházejí kuličky coby valivá tělíska. Tato zajišťují snížení třecího odporu mezi dvěma konstrukčními prvky. „Při vysokých otáčkách mazací film oddělí kuličky od oběžných drah. Přitom může docházet k elektrickým průrazům v ložisku", říká Bernd Sauer, profesor na TU Kaiserslautern, který vedl tuto promoční práci. Průchod proudu může zničit kovové povrchy jiskrami, může však dojít také ke „spálení" mazacího filmu.

Co přesně se v kuličkovém ložisku děje, pokud je vystaveno elektrickému napětí, zkoumal Benjámin Radnai poprvé v rámci své doktorandské práce. Přeskokem těchto jisker se může roztavit povrch kuličkových ložisek, který je většinou zhotoven zkovu. „Poškodí se struktura. „Pod mikroskopem lze však jednoznačně rozeznat kráterovité deformace." Jednak se tím poškodí ložisko, jednak se musí vyměnit spálené mazivo.

ELEKTRICKÉ PRŮRAZY V LOŽISKU POŠKOZUJÍ POUZDRO A MAZIVO

Radnai vyvinul speciálně pro svou práci zkušební stanici, na které mohl pozorovat chování elektricky izolovaných kuličkových ložisek. „Díky tomu bylo možné navzájem rozlišovat elektrické a mechanické namáhání", říká Radnai. Tyto poznatky chtějí nyní využít výzkumníci k vyvinutí metod vedoucích ke snížení poškození kuličkových ložisek. „Uvažovat lze například nové druhy maziv, které dokáží vést proud a sníží tak přeskok jisker", dodává Sauer.

Radnai získal za svou promoční práci druhé místo v soutěži Innovation Award 2016 nadace Schaeffler FAG pro vědu, výzkum a nauku. Touto cenou jsou oceňovány vynikající závěrečné práce na téma ložiskové techniky.

zdroj: konstruktionspraxis.vogel.de