Simulación y análisis del acoplamiento térmico eléctrico para el daño por corrosión de los rodamientos del motor de tracción del metro
Autores: Yang, Haisheng; Shi, Zhanwang; Wang, Xuelan; Zhang, Jiahang; Zhang, Run; Wang, Hengdi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación y análisis del acoplamiento térmico eléctrico para el daño por corrosión de los rodamientos del motor de tracción del metro
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Campo eléctrico
Daño por rodamientos
Corrosión galvánica
Ruptura de la película de lubricante
Aumento de temperatura
Motor de tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Con la electrificación de grupos generadores, locomotoras eléctricas, vehículos de nueva energía y otras industrias, los motores de corriente alterna someten los rodamientos a un entorno de campo eléctrico, lo que lleva a la corrosión galvánica debido al uso de variadores de frecuencia. El fenómeno de la descarga de rodamientos en motores de tracción de metro es un problema crítico para entender la relación entre la intensidad de la corriente en el eje y la extensión del daño en los rodamientos. Este documento analiza el mecanismo de descarga por impulso que conduce al daño por corrosión galvánica en los rodamientos a nivel microscópico y realiza simulaciones de acoplamiento eléctrico-térmico del proceso de ruptura de descarga de los rodamientos del motor de tracción. Examina el aumento de temperatura asociado con la ruptura de la película de lubricante durante la operación dinámica del rodamiento e investiga cómo los parámetros del canal de ruptura y las condiciones operativas afectan el aumento de temperatura en la microregión de la lubricación del rodamiento. En última instancia, los resultados de la simulación de acoplamiento eléctrico-térmico se validan a través de pruebas experimentales. Este estudio reveló que en un entorno de campo eléctrico, el área de carga del anillo exterior experimenta un daño por corrosión significativamente más severo que el anillo interior, mientras que las áreas no portantes permanecen sin afectar por la corrosión electrolítica. Cuando el anillo interior alcanza una velocidad de 4500 rpm, los anchos máximos de los agujeros de corrosión electrolítica para los anillos exterior e interior se miden en 89 um y 51 um, respectivamente. Además, las temperaturas más altas registradas para los canales de ruptura en los anillos exterior e interior son de 932 grados C y 802 grados C, respectivamente. Además, a medida que aumenta la velocidad del anillo interior, tanto el ancho de los agujeros de corrosión electrolítica como la temperatura de los canales de ruptura aumentan. Específicamente, a velocidades del anillo interior de 2500 rpm, 3500 rpm y 4500 rpm, los anchos de los agujeros electrolíticos en la zona de carga de la pista del anillo exterior se midieron en 34 um, 56 um y 89 um, respectivamente. Las temperaturas más altas de los canales de ruptura de la película de lubricación se registraron como 612 grados C, 788 grados C y 932 grados C, respectivamente. Este estudio proporciona una base teórica y apoyo de datos para las prácticas de protección y mantenimiento de los rodamientos de motores de tracción.
Descripción
Con la electrificación de grupos generadores, locomotoras eléctricas, vehículos de nueva energía y otras industrias, los motores de corriente alterna someten los rodamientos a un entorno de campo eléctrico, lo que lleva a la corrosión galvánica debido al uso de variadores de frecuencia. El fenómeno de la descarga de rodamientos en motores de tracción de metro es un problema crítico para entender la relación entre la intensidad de la corriente en el eje y la extensión del daño en los rodamientos. Este documento analiza el mecanismo de descarga por impulso que conduce al daño por corrosión galvánica en los rodamientos a nivel microscópico y realiza simulaciones de acoplamiento eléctrico-térmico del proceso de ruptura de descarga de los rodamientos del motor de tracción. Examina el aumento de temperatura asociado con la ruptura de la película de lubricante durante la operación dinámica del rodamiento e investiga cómo los parámetros del canal de ruptura y las condiciones operativas afectan el aumento de temperatura en la microregión de la lubricación del rodamiento. En última instancia, los resultados de la simulación de acoplamiento eléctrico-térmico se validan a través de pruebas experimentales. Este estudio reveló que en un entorno de campo eléctrico, el área de carga del anillo exterior experimenta un daño por corrosión significativamente más severo que el anillo interior, mientras que las áreas no portantes permanecen sin afectar por la corrosión electrolítica. Cuando el anillo interior alcanza una velocidad de 4500 rpm, los anchos máximos de los agujeros de corrosión electrolítica para los anillos exterior e interior se miden en 89 um y 51 um, respectivamente. Además, las temperaturas más altas registradas para los canales de ruptura en los anillos exterior e interior son de 932 grados C y 802 grados C, respectivamente. Además, a medida que aumenta la velocidad del anillo interior, tanto el ancho de los agujeros de corrosión electrolítica como la temperatura de los canales de ruptura aumentan. Específicamente, a velocidades del anillo interior de 2500 rpm, 3500 rpm y 4500 rpm, los anchos de los agujeros electrolíticos en la zona de carga de la pista del anillo exterior se midieron en 34 um, 56 um y 89 um, respectivamente. Las temperaturas más altas de los canales de ruptura de la película de lubricación se registraron como 612 grados C, 788 grados C y 932 grados C, respectivamente. Este estudio proporciona una base teórica y apoyo de datos para las prácticas de protección y mantenimiento de los rodamientos de motores de tracción.