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文章出处： 发表时间：2017-10-31 09:58:05
在近两年九星进行的失效分析案例中，滚道表面出现波纹状凹槽造成的电机轴承失效共计7例，其中地铁、机车电机轴承就有6例。这样的波纹状凹槽通常是电蚀或伪压痕造成的，由于这两者的形貌类似，有时很难区分，必须通过必要的检测手段加以辨识，以找出其失效的真正原因。
一、伪压痕与电蚀的现象 在iso15243标准中，对于伪压痕（也称“伪布氏压痕”）和电蚀是做如下定义的：
1.1 伪压痕：零部件周期性振动时，由于弹性接触面的微小运动和（或）回弹，滚动体和滚道接触区将出现伪压痕。根据振动强度、润滑条件或载荷的不同，腐蚀和磨损会同时产生，在滚道上形成浅的凹陷。对于静止轴承，凹陷出现在滚动体节距处，并常变成淡红色或发亮。
1.2 电蚀：电蚀是由于电流的通过造成接触表面材料的移失。电压过大时，当电流通过滚动体和润滑油膜从轴承的一个套圈传递到另一套圈时，由于绝缘不适当或绝缘不良，在接触区内会发生击穿放电。在套圈和滚动体之间的接触区，电流强度增大，造成在非常短的时间间隔内局部受热，使接触区发生熔化并焊合在一起。当电流泄漏（电蚀波纹状凹槽）时，表面损伤最初呈现浅环形坑状，一环形坑与另一环形坑位置接近并且尺寸很小。即使电流强度相对较弱也会发生这种现象，随着时间的推移，环形坑将发展为波纹状凹槽。只能在滚子和套圈滚道接触表面发现这些波纹状凹槽，钢球上则没有，只是颜色变暗。这些波纹状凹槽是等距的，滚道上的凹槽底部颜色发暗。
二、伪压痕与电蚀的区分
2.1 扫描电镜
利用扫描电镜，可以将波纹状凹槽进行放大，当表面形貌放大至1000倍以上时，可以清楚的看到凹槽表面的晶粒、晶界状况，通过对晶粒的观察，即可区分伪压痕与电蚀。伪压痕形成的凹槽表面晶粒没有熔融形貌，只存在表面磨损痕迹；而电蚀形成的凹槽表面晶粒存在明显的熔融状态。通过这一特征可对二者进行区分
2.2 金相法
也可以通过金相法对二者进行区分，将有凹槽的部分切开，经过金相制样、腐蚀，可以看到：伪压痕形成的凹槽表面只是存在磨损，金相组织通常和内部组织相同，没有异常；而电蚀形成的凹槽表面曾被高温烧融过，所以会在凹槽表面产生高温变质层，但是由于电蚀是在短时间内的金属熔融，高温变质层会很薄，所以在制作金相试样时应当保证边缘处的平直。此外，发生电蚀的轴承，在滚动体表面、滚道表面的金相样品中，均会发现高温变质层的存在。
2.3 当轴承是外圈固定、内圈旋转状态时，外圈表面的伪压痕凹槽通常只在承载区内存在，而电蚀凹槽通常会在整个外圈滚道面内存在。此外，电蚀后的滚动体表面颜色通常较暗。这也是通过外观予以初步区分的方法，但是准确的区分还是以扫描电镜和金相法为准。
通过以上的方法，可以对电机轴承表面波纹状凹槽的形成原因做出准确的判断
三、对策
由于伪压痕和电蚀都是电机轴承比较常见故障原因，而消除此类故障，可采取以下措施
3.1 伪压痕故障主要是由于机器振动所造成的，所以只要消除或减小整机的振动（在结构中增加减震设计）、施加一定的预紧力减轻振动或者选用合适的润滑剂等措施即可消除、减轻伪压痕的故障。
3.2 电蚀故障主要是由于轴承中电流通过，所以消除电蚀故障的方法是在电机结构上加装接地设施或采用绝缘性能更好的九星绝缘轴承轴承来杜绝电流通过。
一、伪压痕与电蚀的现象 在iso15243标准中，对于伪压痕（也称“伪布氏压痕”）和电蚀是做如下定义的：
1.1 伪压痕：零部件周期性振动时，由于弹性接触面的微小运动和（或）回弹，滚动体和滚道接触区将出现伪压痕。根据振动强度、润滑条件或载荷的不同，腐蚀和磨损会同时产生，在滚道上形成浅的凹陷。对于静止轴承，凹陷出现在滚动体节距处，并常变成淡红色或发亮。
1.2 电蚀：电蚀是由于电流的通过造成接触表面材料的移失。电压过大时，当电流通过滚动体和润滑油膜从轴承的一个套圈传递到另一套圈时，由于绝缘不适当或绝缘不良，在接触区内会发生击穿放电。在套圈和滚动体之间的接触区，电流强度增大，造成在非常短的时间间隔内局部受热，使接触区发生熔化并焊合在一起。当电流泄漏（电蚀波纹状凹槽）时，表面损伤最初呈现浅环形坑状，一环形坑与另一环形坑位置接近并且尺寸很小。即使电流强度相对较弱也会发生这种现象，随着时间的推移，环形坑将发展为波纹状凹槽。只能在滚子和套圈滚道接触表面发现这些波纹状凹槽，钢球上则没有，只是颜色变暗。这些波纹状凹槽是等距的，滚道上的凹槽底部颜色发暗。
二、伪压痕与电蚀的区分
2.1 扫描电镜
利用扫描电镜，可以将波纹状凹槽进行放大，当表面形貌放大至1000倍以上时，可以清楚的看到凹槽表面的晶粒、晶界状况，通过对晶粒的观察，即可区分伪压痕与电蚀。伪压痕形成的凹槽表面晶粒没有熔融形貌，只存在表面磨损痕迹；而电蚀形成的凹槽表面晶粒存在明显的熔融状态。通过这一特征可对二者进行区分
2.2 金相法
也可以通过金相法对二者进行区分，将有凹槽的部分切开，经过金相制样、腐蚀，可以看到：伪压痕形成的凹槽表面只是存在磨损，金相组织通常和内部组织相同，没有异常；而电蚀形成的凹槽表面曾被高温烧融过，所以会在凹槽表面产生高温变质层，但是由于电蚀是在短时间内的金属熔融，高温变质层会很薄，所以在制作金相试样时应当保证边缘处的平直。此外，发生电蚀的轴承，在滚动体表面、滚道表面的金相样品中，均会发现高温变质层的存在。
2.3 当轴承是外圈固定、内圈旋转状态时，外圈表面的伪压痕凹槽通常只在承载区内存在，而电蚀凹槽通常会在整个外圈滚道面内存在。此外，电蚀后的滚动体表面颜色通常较暗。这也是通过外观予以初步区分的方法，但是准确的区分还是以扫描电镜和金相法为准。
通过以上的方法，可以对电机轴承表面波纹状凹槽的形成原因做出准确的判断
三、对策
由于伪压痕和电蚀都是电机轴承比较常见故障原因，而消除此类故障，可采取以下措施
3.1 伪压痕故障主要是由于机器振动所造成的，所以只要消除或减小整机的振动（在结构中增加减震设计）、施加一定的预紧力减轻振动或者选用合适的润滑剂等措施即可消除、减轻伪压痕的故障。
3.2 电蚀故障主要是由于轴承中电流通过，所以消除电蚀故障的方法是在电机结构上加装接地设施或采用绝缘性能更好的九星绝缘轴承轴承来杜绝电流通过。
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