O impacto da tração magnética unilateral nos rolamentos do motor
A tração magnética unilateral é um conceito comum em motores, referindo-se especificamente à tração magnética gerada por um entreferro desequilibrado do motor devido ao desalinhamento do estator do motor e dos centros do rotor.
Mesmo para motores horizontais típicos, pode surgir a possibilidade de tração magnética unilateral, mesmo sem considerar desvios de processo.
O motivo mais comum é a deflexão causada pelo próprio peso do eixo do motor, que leva a um desvio no entreferro acima e abaixo do centro do estator e rotor, conforme mostra a figura abaixo:
Neste ponto, o entreferro superior do motor aumentará em 𝛅1, enquanto o entreferro inferior diminuirá na mesma proporção. Quando o motor está operando, os entreferros superior e inferior não são iguais, portanto, as densidades do fluxo magnético são diferentes, levando a forças de tração magnética desiguais atuando para cima e para baixo no rotor. Esta diferença na força de tração magnética constitui o que chamamos de força de tração magnética unilateral.
Na verdade, o próprio rotor do motor experimenta uma força de atração magnética em torno de todo o entreferro. Entretanto, quando o entreferro é consistente, as magnitudes dessas forças são iguais na direção circunferencial, mas têm direções opostas, anulando-se mutuamente.
Para motores horizontais, os rolamentos em ambas as extremidades devem suportar não apenas o peso do rotor do motor (assumindo que não há outras cargas axiais e radiais adicionais), mas também uma carga radial adicional – a força de tração magnética unilateral.
Portanto, quando os engenheiros realizam cálculos de verificação de vida útil dos rolamentos, eles devem levar em consideração a força de tração magnética unilateral, incorporando-a à carga radial dos rolamentos do motor para fazer uma seleção precisa.
A influência da força de tração magnética unilateral precisa ser considerada para todos os motores horizontais?
A partir da análise acima, pode-se perceber que mesmo sem considerar o desvio do processo, a força de tração magnética unilateral ainda pode ocorrer em motores horizontais.
Então, isso significa que podemos tirar uma conclusão: ao realizar a verificação de vida útil dos rolamentos de todos os motores horizontais, a influência da força de tração magnética unilateral deve ser levada em consideração?
De uma perspectiva de design:
A causa da tração magnética unilateral está intimamente ligada à flexão do eixo do motor, o que resulta em entreferros irregulares e subsequentemente leva à tração. Os engenheiros precisam estar cientes de que, para motores propensos à flexão, esse efeito não deve ser negligenciado, especialmente nos casos em que o rotor tem peso substancial ou apresenta uma estrutura esbelta.
Por outro lado, para motores compactos ou leves onde a flexão do eixo é mínima, a força magnética unilateral devido à flexão pode ser praticamente desconsiderada. Portanto, ao verificar a vida útil do rolamento para esses tipos de motores, a tração magnética unilateral não precisa ser levada em consideração.
De um ângulo de desvio de processo e fabricação:
Apesar dos desvios de fabricação e das imprecisões do processo, os motores ainda podem produzir tração magnética unilateral. O grau e a localização de tais discrepâncias são áreas-chave de controle para os engenheiros.
Portanto, se houver controles de tolerância para entreferros irregulares e o valor máximo de tolerância resultar em uma tração magnética unilateral significativa o suficiente para afetar o peso do rotor, os engenheiros deverão incorporar esse fator ao verificar a vida útil do rolamento do motor. Por outro lado, se a atração for insignificante, ela não precisa ser considerada.
