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Introduction aux roulements isolés électriquement

 

Premièrement, le but deroulements électriquement isolants

 

Les roulements dits électriquement isolés sont également des roulements isolés, et cette catégorie inclut tous les roulements qui empêchent le passage du courant électrique. Les roulements à revêtement céramique, tant sur la bague intérieure que sur la bague extérieure, sont considérés comme isolés. Ce revêtement céramique empêche le passage du courant électrique et assure l'isolation.

 

Les éléments roulants deroulements hybridesIls sont fabriqués en céramique et possèdent donc des propriétés isolantes. Ils sont constitués d'éléments roulants pour empêcher le passage du courant électrique.

 

Deuxièmement, le choix de l'isolation des roulements

 

En général, il est très difficile d'éliminer complètement la différence de potentiel à l'intérieur d'un roulement. Cependant, si l'on parvient à interrompre ou à réduire significativement le courant qui le traverse, on peut prévenir la corrosion galvanique. Une large gamme de roulements isolés est actuellement conçue à cet effet. Le choix du mode d'isolation du roulement dépend du type de tension générée.

 

1. La tension induite générée le long de l'arbre

 

2. La tension entre l'arbre et le siège de palier

 

Si une tension apparaît entre l'arbre et le carter, le courant circule dans chaque palier dans le même sens. Ceci est principalement dû à la tension de mode commun induite par le convertisseur de fréquence. Dans ce cas, les paliers situés aux deux extrémités du moteur doivent être isolés, et le choix de l'isolant dépend des caractéristiques temporelles du courant et de la tension. Pour une tension continue ou une tension alternative basse fréquence, l'efficacité de l'isolation dépend de la résistance intrinsèque de la couche isolante ; pour les tensions alternatives haute fréquence (fréquentes dans les appareils utilisant des convertisseurs de fréquence), elle dépend de la réactance capacitive de l'isolant.

 

3. Situation typique de dommages aux roulements causés par une surintensité

 

1. Traces sur les chemins de roulement et les éléments roulants

 

Que le roulement soit alimenté en courant continu ou en courant alternatif (fréquence inférieure à MHz), on retrouve toujours le même type de défaillance à l'intérieur du roulement.

 

2. Marques de rainures par électroérosion

 

On parle alors de rainure d'électroérosion pour désigner une rainure périodique continue présente sur la surface de la piste de roulement dans le sens de fonctionnement. La plupart de ces phénomènes sont causés par le passage du courant dans le roulement.

 

Quatrièmement, examiner au microscope la structure endommagée du palier de surintensité

 

Ce n’est que par microscopie électronique à balayage (MEB) qu’il devient évident que presque toutes les surfaces endommagées sont densément recouvertes de piqûres et de joints de soudure de l’ordre du micromètre.

 

Cinquièmement, le processus d'endommagement des roulements

 

Ces piqûres et joints de soudure sont causés par des décharges électriques entre de minuscules points de contact à la surface de la piste de roulement et des éléments roulants. En régime de lubrification fluide optimale, le courant électrique traverse le point faible du film d'huile, et l'énergie générée par l'étincelle électrique fait fondre instantanément la surface du métal adjacent.

 

En régime de frottement mixte (contact métal-métal), les surfaces adjacentes fusionnent également, mais se séparent rapidement lorsque le roulement se déplace. Dans les deux cas, le matériau se détache de la surface métallique et se solidifie immédiatement pour former une soudure. Certaines soudures sont mélangées à du lubrifiant, tandis que d'autres se déposent sur la surface de la piste de roulement. Au fur et à mesure que le roulement se déplace, ces soudures et piqûres sont roulées et lissées. Sous l'action d'un courant électrique continu, le processus de fusion et de solidification se répète plusieurs fois sur une très fine couche superficielle de la surface adjacente.

 

6. L'influence du courant sur les lubrifiants

 

Les courants électriques peuvent également avoir un impact négatif sur le lubrifiant. Les huiles de base et les additifs s'oxydent et se fissurent. Cette altération est clairement visible sur le spectrogramme infrarouge. Le vieillissement prématuré et l'accumulation de particules de métal ferreux peuvent entraîner une dégradation des performances du lubrifiant et une surchauffe des roulements.