◆軸承過(guò)電流是什么樣的過(guò)程？
◆軸承電蝕的損傷過(guò)程是怎樣的？
◆絕緣軸承能徹底解決軸承電蝕問(wèn)題么？
◆電刷放幾個(gè)？怎么放?
◆多大電壓會(huì)引起軸承電蝕？
軸承過(guò)電流是怎樣的過(guò)程
在昌暉儀表網(wǎng)其他文章中介紹了軸承過(guò)電流的原因，包括電機(jī)電磁設(shè)計(jì)問(wèn)題、接地問(wèn)題、變頻器開關(guān)元件問(wèn)題、工模電壓?jiǎn)栴}等等。此處不贅述，但是不論何種原因，軸承過(guò)電流是由于軸承不同部位存在電勢(shì)差，同時(shí)存在電流通路引起的。
一般的軸承都是鋼制軸承，軸承內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體都是金屬導(dǎo)體，構(gòu)成了電流通路的條件。因此當(dāng)軸承的這些部件之間存在電勢(shì)差的時(shí)候，就具備了過(guò)電流的條件，電流就會(huì)流經(jīng)軸承。
如果軸承內(nèi)部都是穩(wěn)定的導(dǎo)體，那么這樣的過(guò)電流似乎對(duì)軸承影響不大。問(wèn)題是，軸承內(nèi)部存在其他一些因素。
首先，軸承的潤(rùn)滑介質(zhì)問(wèn)題。一般地，軸承的潤(rùn)滑介質(zhì)導(dǎo)電性無(wú)法和金屬材料相比，因此是一個(gè)相對(duì)的絕緣體。軸承滾道和滾動(dòng)體之間的潤(rùn)滑油膜相當(dāng)于一個(gè)電容結(jié)構(gòu)。當(dāng)電容極板(滾道和滾動(dòng)體)之間的電勢(shì)差達(dá)到一定量級(jí)的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)滑油膜的擊穿。此時(shí)就造成了軸承過(guò)電流。
如果上述的擊穿是一個(gè)瞬時(shí)過(guò)程，就構(gòu)成一個(gè)瞬時(shí)電流。如果連續(xù)發(fā)生則構(gòu)成連續(xù)電流。
不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸承內(nèi)圈外圈存在一定電勢(shì)差的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生外圈滾道和滾動(dòng)體之間的過(guò)電流以及內(nèi)圈滾道與滾動(dòng)體之間的過(guò)電流情形。而一點(diǎn)電流形成，在電機(jī)的端蓋上呈現(xiàn)一個(gè)分布不均勻的面電流，這個(gè)面電流集中于滾動(dòng)體和滾道接觸的數(shù)個(gè)接觸點(diǎn)。
考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程，滾動(dòng)體和滾道之間是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，在軸承承載并運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，軸承內(nèi)潤(rùn)滑油膜的厚度是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，這就造成回路上電容的波動(dòng)。同時(shí)滾動(dòng)體和滾道接觸點(diǎn)數(shù)量的變化，也會(huì)影響過(guò)電流的電流密度。
軸承電蝕的損傷過(guò)程
從上述軸承過(guò)電流狀態(tài)的描述不難看出，瞬時(shí)電流擊穿潤(rùn)滑油膜形成軸承過(guò)電流。
首先考慮單次擊穿的情形。當(dāng)軸承潤(rùn)滑膜被擊穿的時(shí)候，首先是出現(xiàn)局部的高溫(甚至火花)，這個(gè)局部高溫會(huì)首先燒毀潤(rùn)滑(潤(rùn)滑劑碳化)。如果這個(gè)瞬時(shí)高溫的溫度并沒(méi)有高到影響金屬的程度，則軸承出現(xiàn)的狀態(tài)是潤(rùn)滑脂碳化繼而引起的軸承潤(rùn)滑不良。
事實(shí)上，一般這種擊穿溫度都會(huì)較高(有資料表明，擊穿溫度可以高達(dá)4000℃)。顯然這樣的溫度將影響軸承的金屬材質(zhì)。金屬在這樣的高溫下會(huì)出現(xiàn)融化，從而在原本機(jī)加工滾動(dòng)體及滾道表面形成微小的電蝕凹坑。顯微鏡下會(huì)看到凹坑邊緣以及中心的狀態(tài)分布(含碳量變化引起)。此處不繼續(xù)深入介紹。
上述闡述的是單次油膜擊穿的情形。實(shí)際工況中幾乎很少出現(xiàn)單次擊穿(多年前的直流電機(jī)中有偶發(fā))，當(dāng)多次擊穿累積起來(lái)，就會(huì)使軸承滾動(dòng)體和滾道表面呈現(xiàn)灰暗的形貌，進(jìn)而在滾道表面形成常見的搓板紋。(關(guān)于搓板紋的形成比較深入，此處不做過(guò)于深入的探討)。
作者：王勇
