[发明专利]应用BMC材料作绝缘层的新型轴承绝缘结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是一种应用BMC材料作绝缘层的新型轴承绝缘结构及其制造方法。

背景技术

由于电机制造误差产生磁路的不平衡、变频电源产生的高效谐波、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，提供应用BMC材料作绝缘层的新型轴承绝缘结构及其制造方法，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。

一种应用BMC材料作绝缘层的新型轴承绝缘结构，转轴通过轴承、轴承套与端盖相连，轴承和轴承套内外两端对应设有轴承内盖、轴承外盖，所述的轴承包括轴承外圈、轴承内圈和位于轴承内外圈之间的滚动件，其特征在于：所述的轴承套的内圆周面设有环形凹槽，所述的环形凹槽中嵌有厚度在2.5~4.0mm之间的BMC绝缘层，所述的轴承外圈的外圆周面与BMC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BMC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；相比于其他绝缘材料，BMC的粘附强度、绝电和耐高温能力相对稍低，需要较厚的BMC绝缘层，厚度至少在2.5以上，BMC耐热性好，热变形高达温度200~230℃，可以长期工作在130℃，而轴承工作温度是-10~95℃，因此BMC适合轴承工作的热环境。

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BMC绝缘层左端位于轴承外圈左端面的左侧，所述的BMC绝缘层右端位于轴承外圈右端面的右侧，BMC绝缘层左端与轴承外圈左端面、BMC绝缘层右端与轴承外圈右端面之间均存在2~5mm的距离。BMC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，BMC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BMC绝缘层内设于轴承套内圆周面深度为1.5~3.5mm环形凹槽中。使BMC绝缘层与轴承套的结合更牢固。

BMC绝缘层的内表面内凸于轴承套内圆周面以使BMC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BMC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。

一种应用BMC材料作绝缘层的新型轴承绝缘结构的制造方法，包括以下步骤：

1）轴承套内圆周面加工出深度为1.5~3.5mm之间的环形凹槽；

2）在轴承套的环形凹槽部位增加BMC绝缘层，BMC绝缘层的内圆粗糙度达到Ra1.6；

3）用绝缘板材制作绝缘垫；

4）装配时先将轴承内盖套于转轴，再加热轴承至90℃保温15分钟，趁热将轴承套入转轴；绝缘轴承套装配于端盖；将轴承套和端盖的装配体与装好轴承的转子进行合装，再将轴承外盖与轴承套、轴承内盖用螺栓装配在一起，其间用绝缘垫将轴承内外盖将轴承与内外盖隔离；

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

所述的BMC绝缘层采用浇注法，先制作一个用于封闭轴承套环形凹槽的环形工装，工装上设有通往环形凹槽的浇注口，熔化的BMC团状模塑料通过浇注口进入轴承套的环形凹槽，在一定工艺条件下冷却、固化、成型。采用浇注法使BMC与环形凹槽的附着力更强，结构更牢固。