绪论

轴承的损坏方式包括：滚动接触疲劳、磨损、腐蚀、电腐蚀、塑性变形、开裂和断裂。电腐蚀是指摩擦副中摩擦副与摩擦副接触面的微观结构发生变化，导致摩擦副产生摩擦副的现象。这些物质的损失以坑或沟壑的形式出现。电腐蚀会损坏轴承的局部结构和油膜，宏观上会出现噪声增加、温升等现象，严重时会导致电机故障，对电机的可靠性、耐久性和安全性提出了严格的要求，亟待解决。

1破坏机理

轴承腐蚀分为高压腐蚀和漏电流腐蚀两种类型。

1.1电压过高，电蚀

轴承的内环、外环和滚动体均为钢轴承，导电性好。填充润滑剂通常是一种绝缘材料。这样，在轴承的内圈与滚动体之间，在轴承的外圈与滚动体之间，在轴承的外圈与滚动体之间，就形成了一个叫做“接触点”的电容。当内环与外环与滚动体之间的电压达到一定程度时，由于摩擦副与滚动体之间的接触而产生的瞬时大电流在滚动体与滚动体之间的接触区产生极高的高温，导致接触区在很短的时间内熔化焊接。这些损伤呈现出一系列直径数百微米的环形小孔。当滚动物体经过时，这些小孔的边缘会出现应力集中。在局部温度升高、应力集中等因素的共同影响下，导致油层碳化、表面剥离等现象，进而导致轴承二次损坏。

1.2电流泄漏电蚀

在连续损坏电流（电容或感应）下，初始损坏处会出现圆形浅坑，每个坑之间的距离非常近，甚至可能出现在极低的电流强度下。在此基础上，电流贯穿于接触椭圆形（珠粒）和接触面（滚珠）之间，并随着轴承的旋转逐渐形成波浪形槽。由于电机旋转时产生的脉冲振动，这些槽大致等距分布，也被称为“摩擦板线”。由于深沟球轴承的滚动体验同时旋转和旋转，滚动体上的凹陷不会有规律地出现，也不会有规律地出现。因此，这种凹陷只会出现在滚柱与套圈滚道的接触面上，而滚动体表面不会出现，只会出现暗灰色。在圆柱滚动轴承中，它呈现出圆柱滚动体内形成的波浪形槽。同样，电压过高、漏电腐蚀也会使润滑油变质、变质的润滑油颜色变黑、变硬。

2.失败的原因

传统的三相电力驱动电机，其支撑电流是由电机不对称、不平衡引起的，轴承电流是围绕旋转轴旋转的净磁通。

然而，现代PWM变频供电的电压源逆变器输出只有两种状态：高低电平。当只有两种输出状态时，不可能产生完全对称的三相波形，因此会出现不平衡（三相电压和不为零）。因此，线圈中的中性点在正负母线电平之间跳跃，使电机线圈与外壳接地之间产生很大的共模电压，电压振幅变化很大。这些因素以不同的路径相互耦合，从而产生不同的支撑电流

(1)电容式轴承电流电流

电容式轴承电流是由分压产生的支承电压产生的。与其他类型的支承电流相比，电容式支承电流非常低，不会对支承造成损坏。

(2)EDM静电放电电流

用共模电源对支撑进行电容分压，在支撑上产生脉冲放电。当油膜达到最大承载电压时，油膜会多次放电，承载电压不受共模电压的影响。

(3)轴承上的环电流

高相位电压的变化会产生大量的高频电流，形成环形磁通，诱导高频转轴电压，形成环流轴承电流。

(4)转子接地电流

在许多应用中，转子可以通过低阻抗路与地电位（如驱动负载）连接，然后部分总接地电流作为转子地电流通过，当电机尺寸增大时，转子地电流将达到很大范围。转子电流主要由传动装置（如花键、联轴器等）和传动系统（如减速器等）支撑，对支撑造成极大危害。

3.防范

减少或消除轴向电流造成的损伤的方法是控制轴向电压的上升，并有针对性地引导轴向电流通路.

3.1法拉第保护层

为了实现法拉第保护，需要在转子定子之间增加地面（高频）铜箔护套，并合理安装，以防止定子叠片短路。采用转子与定子之间的传导屏蔽，利用电容屏蔽作用抑制电机频率变化，减少电机频率变化对电机频率变化的影响。由于该方法不能避免环流和轴向地磁的影响，难以生产，成本高，很少使用。

3.2绝缘转轴

转轴精加工后，可在转轴轴承档喷涂绝缘材料，或在电机转轴非轴伸端烧结一层陶瓷，起到轴承与转轴绝缘的作用。

3.3电绝缘轴承-绝缘涂层轴承

传统上，在轴承内外环表面喷涂厚度为50层µm至300µm的高性能绝缘材料。薄绝缘涂层相当于在轴承和轴承腔之间增加一个更大的电容器，或者增加一个更大的电容器（容抗性）

XC=1/WC）。该电容器具有“直通交”效应，能有效防止直流通过，有效消除静电引起的电流。然而，在高频交变电流的作用下，由于电容移动电流仍能通过薄绝缘体，轴承中的电流不能完全消除。轴承的绝缘容量应该很小，以尽量减少分散电流的值。

3.4绝缘端盖轴承室

由于支承室内径与轴承外径相匹配，可在支承室内径表面喷涂绝缘材料，也可在支承室与轴承配合面之间使用环氧绝缘涂料，固化后按配合要求加工，也可用环氧绝缘涂料密封，固化后按配合要求加工。其工作原理与轴承工作原理相似。

3.5导电轴承采用导电油

导电油含有导电颗粒，可产生连续的低阻放电，避免轴承上的电压升高。在静态试验条件下，导电润滑脂具有良好的导电性。但由于其运行特性，滚动体与滚道的接触阻力极不稳定，导电润滑脂的加入会加剧轴承的机械磨损，降低其使用寿命。为了克服上述缺陷，采用高导电油作为一种有效的方法。

3.6接地碳刷

碳刷又称电刷，是一种滑动触点。碳刷的主要材料是石墨、浸脂石墨、金属(含铜、银)石墨。碳刷是一种方形形状，固定在铁架上，铁架上有弹簧，可以将碳刷贴在旋转轴上。碳刷是一种实用又经济的方式，但也存在一个明显的问题:电机运行时，碳刷与轴接触机械，容易磨损，需要定期维护、更换和清理积碳。高速运行时会有很大的发热，不适合高速运行。短期内，碳刷支撑弹簧的振动和轴面的氧化会显著降低其导电性。在使用过程中，要注意保持轴承清洁密封的设计，因为碳刷摩擦产生的粉末一旦进入轴承，就会对轴承造成损坏。

3.7轴接地环

轴接地环又称轴向接地设备，是一种在电网中起保护作用的设备。一旦电机和发电机的绝缘发生故障，就会发生泄漏。如果不能及时接地，将给人身和设备带来巨大的安全隐患。轴接地环的主要功能是连接旋转机械轴和周围环境。当检测到泄漏电流时，泄漏电流可以迅速导入地面，避免对人和设备造成伤害。通常，金属环和碳刷连接到旋转部分的轴末端，并与外壳或其他金属部件连接，形成一个可靠的接地系统。