CN107359723A - 一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构及其制造方法，涉及轴承装配领域。目前基本上采用外圈喷涂陶瓷或铁氟龙的绝缘轴承，但绝缘轴承价格高，货量少，交货期长。本发明包括转轴、设于转轴上的轴承、设于轴承外的轴承套、分别设于轴承和轴承套左右两端的轴承内盖和轴承外盖，轴承包括轴承外圈、轴承内圈和位于内外圈之间的滚动件，轴承套的内圆周面设有绝缘层，轴承外圈的外圆周面与绝缘层相贴；轴承外圈的左端面与轴承内盖之间、右端面与轴承外盖之间均设有绝缘垫。本技术方案通过在轴承套的内圆周面设置绝缘层，并在轴承外圈的左右端面与轴承内外盖之间分别设置绝缘垫，可达到与绝缘轴承相同的绝缘效果，采购和制造周期大大缩短，产品成本低。

Description

一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及轴承装配领域，尤其是一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构及其制造方法。

背景技术

由于电机制造误差产生磁路的不平衡、变频电源产生的高次谐波、转子构件被磁场感应等综合原因，导致正常运行的电机转子都会产生轴对地电压、轴对轴电压；变频电机、电机运行场所有变频电源使用的情况下，使电机周围电磁场异常复杂，都会产生很高的轴电压，产生轴电流的风险级别相当高，必需对电机的轴承进行可靠的绝缘处理，防止轴电流对电机轴承的电腐蚀。

如果不对轴承进行绝缘处理，超过安全基准（轴对轴电压安全电压0.2V,轴对地安全电压10V）的轴电压使轴承与电机的轴承套、机座、大地形成电流回路，产生轴电流，轴电流将严重腐蚀轴承，导致轴承损坏、电机振动、报警停机停产。所以目前基本上都采用外圈喷涂陶瓷或铁氟龙的绝缘轴承，但绝缘轴承相比同样规格型号的普通轴承价格上升至3~5倍，同时因为轴承厂家备货量少，交货期延长至3~6倍。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，以降低绝缘轴承装配体的制造周期和采购成本为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，包括转轴、设于转轴上的轴承、设于轴承外的轴承套、分别设于轴承和轴承套左右两端的轴承内盖和轴承外盖，所述的轴承包括轴承外圈、轴承内圈和位于内外圈之间的滚动件，所述的轴承套的内圆周面设有绝缘层，所述的轴承外圈的外圆周面与绝缘层相贴；所述的轴承外圈的左端面与轴承内盖之间、右端面与轴承外盖之间均设有绝缘垫。通过在轴承套的内圆周面设置绝缘层，并在轴承外圈的左右端面与轴承内外盖之间分别设置绝缘垫，该绝缘结构可达到与绝缘轴承相同的绝缘效果，而只需使用普通轴承，采购和制造周期大大缩短，产品成本大大降低。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的轴承套内圆周面的绝缘层厚度为1.2~2.5mm之间；所述的绝缘层左端位于轴承外圈左端面的左侧，所述的绝缘层右端位于轴承外圈右端面的右侧，绝缘层左端与轴承外圈左端面、绝缘层右端与轴承外圈右端面之间均存在2~5mm的距离。绝缘层宽度大于轴承外圈宽度，便于实现轴承外圈外周面的全绝缘接触，绝缘层两端与轴承外圈两端存在较大的距离便于实现较好的绝缘隔绝效果。

所述的绝缘层内设于轴承套内圆周面的环形凹槽中。使绝缘层与轴承套的结合更牢固。

绝缘层的内表面内凸于轴承套内圆周面以使绝缘层与轴承内盖和轴承外盖的定位面之间存在间隙。该间隙的设置更方便装配，角部不出现阻碍，不会出现装配不到位的现象。

所述的绝缘垫外径小于绝缘层内圆周面的内径；绝缘垫的内径小于轴承内盖和轴承外盖的内周面的内径。便于获得较好的电气绝缘效果，便于装配。

本发明的另一个目的为，提供一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其包括以下步骤：

1）加工出符合尺寸的绝缘垫；

2）轴承套内圆周面加工出深度为1.0~2.5mm环形凹槽；

3）在轴承套的环形凹槽部位用等离子喷涂工艺喷涂绝缘层，等绝缘层固化成型并充分冷却后，再用绝缘树脂进行封孔处理，最后进行磨削加；

4）对轴承外盖、绝缘轴承套、轴承内盖进行毛刺清理，并且把机油擦拭干净；检查绝缘轴承套绝缘电阻达到110MΩ以上；

5）装配装轴承前，需先将轴承内盖套于转轴，然后套入绝缘垫，再把轴承加热后套于转轴；冷却至常温后，轴承套入绝缘轴承套，然后再套入绝缘垫和轴承外盖，用绝缘垫将轴承内外盖与轴承隔离开来；

6）装配完毕后，再测量转动件部分与轴承套间的对地绝缘电阻，要求至少110MΩ以上，这样就能保证新型绝缘轴承装配结构的性能可靠稳定。

所述的绝缘垫材料采用层压板3240。层压板3240俗称电木，绝缘强度高，广泛用作高压电机绝缘元件。

所述的绝缘层为绝缘陶瓷或铁氟龙。陶瓷或铁氟龙耐磨损，绝缘性好。

所述的绝缘邮套磨削后封孔处理用的材料为环氧树脂。零件表面的陶瓷层或铁氟龙一般都采用等离子喷涂，会存在较小的细孔，影响电气性能和光洁度，通过环氧树脂可以方便的实现封孔处理，以提升内表面的绝缘性能。

所述的等离子喷涂工艺绝缘层的厚度需要多出0.8~1.2mm的磨削加工余量，在磨削加工后，要达到Ra1.6 要求。多出磨削余量便于最后的精加工到位。

有益效果：

1、通过把陶瓷喷涂于轴承套内圆周面，机械强度高，耐拉伸、弯曲、冲击，热膨胀性小，耐高温，尺寸稳定性好、尺寸精度高，适应与轴承外圈的外圆柱面配合，适合轴承配合位置热变形小的实际需求。

2、耐水和溶剂性，陶瓷材料对水、乙醇、油脂、机械油具有良好的耐腐蚀性，吸水率低，长时间浸泡后其绝缘性能依然不会降低，便于适应与油脂相处的工作环境，满足实际需要，适应各种实际运行环境。

3、与常规绝缘轴承在轴承外圈喷涂陶瓷或铁氟龙材料相比，本发明专利方案更加安全可靠。因为绝缘层裸露在轴承外圈，运输、装配过程极易受到碰撞发生绝缘受损，导致绝缘失效，而本专利方案将绝缘层材料附着轴承套内圆，非常隐蔽，有效地保护了绝缘层。

4、本专利在轴承套内圆周面的环形槽进行喷涂绝缘层，并结合绝缘垫实现电隔离，结构简单，绝缘效果好，工艺简单易行，品质可靠，交货期15天以内，而绝缘轴承一般交货期正常都在3~6个月，远不能满足电机25~50天交期的要求，因此大大缩短了交期，降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：1-轴承外盖；2-绝缘垫；3-轴承；4-轴承套；5-转轴；6-轴承内盖；301-轴承外圈；401-绝缘层。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，包括转轴5、设于转轴5上的轴承3、设于轴承3外的轴承套4、分别设于轴承3和轴承套4左右两端的轴承内盖6和轴承外盖1，轴承3包括轴承外圈301、轴承内圈和位于轴承内外圈之间的滚动件，轴承套4的内圆周面设有绝缘层401，轴承外圈301的外圆周面与绝缘层401相贴；轴承外圈301的左端面与轴承内盖6之间、右端面与轴承外盖1之间均设有绝缘垫2。通过在轴承套4的内圆周面设置绝缘层401，并在轴承外圈301的左右端面与轴承3内外盖之间分别设置绝缘垫2，该绝缘结构可达到与绝缘轴承3相同的绝缘效果，而只需使用普通轴承3，采购和制造周期大大缩短，产品成本大大降低。

为了实现与轴承外圈301的全绝缘接触，轴承套4内圆周面的绝缘层401厚度为2mm；绝缘层401左端位于轴承外圈301左端面的左侧，绝缘层401右端位于轴承外圈301右端面的右侧，绝缘层401左端与轴承外圈301左端面、绝缘层401右端与轴承外圈301右端面之间均存在4mm的距离。绝缘层401宽度大于轴承外圈301宽度，便于实现轴承外圈301外周面的全绝缘接触，绝缘层401两端与轴承外圈301两端存在较大的距离便于实现较好的绝缘隔绝效果。

为了使绝缘层401与轴承套4的结合更牢固，绝缘层401内设于轴承套4内圆周面的深度为1.5mm的环形凹槽中。绝缘层401嵌入环形凹槽中，使绝缘层401与轴承套4的结合更牢固。

为了便于装配，绝缘层401的内表面内凸于轴承套4内圆周面以使绝缘层401与轴承内盖6和轴承外盖1的定位面之间存在间隙。该间隙的设置更方便装配，角部不出现干涉阻碍，不会出现装配不到位的现象。

为了获得较好的电气绝缘特性，便于装配，绝缘垫2外径小于绝缘层401内圆周面的内径；绝缘垫2的内径小于轴承内盖6和轴承外盖1的内周面的内径。便于获得较好的电气绝缘效果，便于装配。

制造方法如下：

1、用层压板3240加工出需要尺寸的绝缘垫2，其外圆直径小于绝缘轴承套4内径约0.5mm；

2、轴承套4内圆周面加工出深度为1.5mm环形凹槽；

3、在轴承套4的环形凹槽部位用等离子喷涂工艺喷涂AL₂O₃-TiO₂陶瓷绝缘层401，其内径需要留出加工余量约1mm,等绝缘层401固化成型并充分冷却，再用环氧树脂进行封孔处理，最后进行磨削加工，达到Ra1.6 要求，清理干净；

4、对轴承外盖1、绝缘轴承套4、轴承内盖6进行毛刺清理，并且把机油擦拭干净；检查绝缘轴承套4绝缘电阻达到110MΩ以上；

5、装配装轴承3前，需先将轴承内盖6套于转轴5；注意轴承3需加热再套于转轴5；冷却至常温后，轴承3套入绝缘轴承套4，然后套入绝缘垫2和轴承外盖1，用绝缘垫2将轴承3内外盖与轴承3隔离开来，操作过程中，需轻拿轻放，轻巧施工，确保金属件不碰伤、不变形，绝缘材料表面整洁、光滑。

6、装配完毕后，再测量转动件部分与轴承套4间的对地绝缘电阻，要求至少110MΩ以上，这样就能保证轴承3绝缘装配结构的性能可靠稳定。

本实例中，绝缘垫2的最终厚度为2mm，轴承3为滚动轴承3。

以上图1所示的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构及其制造方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，包括转轴（5）、设于转轴（5）上的轴承（3）、设于轴承（3）外的轴承套（4）、分别设于轴承（3）和轴承套（4）左右两端的轴承内盖（6）和轴承外盖（1），所述的轴承（3）包括轴承外圈（301）、轴承内圈和位于轴承内外圈之间的滚动件，其特征在于：所述的轴承套（4）的内圆周面设有绝缘层（401），所述的轴承外圈（301）的外圆周面与绝缘层（401）相贴；所述的轴承外圈（301）的左端面与轴承内盖（6）之间、右端面与轴承外盖（1）之间均设有绝缘垫（2）。

2.根据权利要求1所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，其特征在于：所述的轴承套（4）内圆周面的绝缘层（401）厚度为1.2~2.5mm之间；所述的绝缘层（401）左端位于轴承外圈（301）左端面的左侧，所述的绝缘层（401）右端位于轴承外圈（301）右端面的右侧，绝缘层（401）左端与轴承外圈（301）左端面、绝缘层（401）右端与轴承外圈（301）右端面之间均存在2~5mm的距离。

3.根据权利要求2所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，其特征在于：所述的绝缘层（401）内设于轴承套（4）内圆周面的环形凹槽中。

4.根据权利要求3所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，其特征在于：绝缘层（401）的内表面内凸于轴承套（4）内圆周面以使绝缘层（401）与轴承内盖（6）和轴承外盖（1）的定位面之间存在间隙。

5.根据权利要求1所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构，其特征在于：所述的绝缘垫（2）外径小于绝缘层（401）内圆周面的内径；绝缘垫（2）的内径小于轴承内盖（6）和轴承外盖（1）的内周面的内径。

6.采用权利要求1所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）加工出符合尺寸的绝缘垫（2）；

2）轴承套（4）内圆周面加工出深度为1.0~2.5mm环形凹槽；

3）在轴承套（4）的环形凹槽部位用等离子喷涂工艺喷涂绝缘陶瓷材料或铁氟龙，等绝缘层（401）固化成型并充分冷却后，再用绝缘树脂进行封孔处理，最后后进行磨削加；

4）对轴承外盖（1）、绝缘轴承套（4）、轴承内盖（6）进行毛刺清理，并且把机油擦拭干净；检查绝缘轴承套（4）绝缘电阻达到110MΩ以上；

5）装配装轴承（3）前，需先将轴承内盖（6）套于转轴（5），然后套入绝缘垫（2），再把轴承（3）加热后套于转轴（5）；冷却至常温后，轴承（3）套入绝缘轴承套（4），然后套入绝缘垫（2）和轴承外盖（1），用绝缘垫（2）将轴承（3）的内外盖与轴承（3）隔离开来；

6）装配完毕后，再测量转动件部分与轴承套（4）间的对地绝缘电阻，要求至少110MΩ以上，这样就能保证轴承（3）绝缘装配结构的性能可靠稳定。

7.根据权利要求6所述一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其特征在于：所述的绝缘垫（2）材料采用层压板3240。

8.根据权利要求6所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其特征在于：所述的绝缘层（401）为绝缘陶瓷或铁氟龙。

9.根据权利要求6所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其特征在于：所述的绝缘邮套（4）磨削后封孔处理用的材料为环氧树脂。

10.根据权利要求6所述的一种轴承套内设绝缘层的轴承绝缘装配结构的制造方法，其特征在于：所述的等离子喷涂工艺绝缘层（401）的厚度需要多出0.8~1.2mm的磨削加工余量，在磨削加工后，要达到Ra1.6 要求。