Page 149 - 《摩擦学学报》2021年第3期
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提高电机工作稳定性和长寿命的关键. 度，加快磨损速度，也会诱发疲劳剥落，影响电机正常
运行，严重时足以把轴颈和轴瓦烧坏造成停机事故.
1 电机轴承的结构组成及失效形式
另一种观点认为，稳定的电流不会引起导电润滑脂的
如图1所示，电机轴承通常选用滚动轴承，一般由 降解和失效. 研究发现，瞬时电流变化会引起摩擦系
内圈、外圈、滚动体和保持架构成，有人将润滑脂称为电 数的变化，当电流稳定时，润滑脂摩擦系数呈稳定状
[1]
机轴承的“第5个零件” ，可见电机轴承润滑脂的重要性. 态. 对于大型直流电动机和汽轮机发电机，轴电压可
达到相当大的数值，因此如何防止轴电流发生变得极
为重要. 轴承润滑脂在工作中的导电机理可以归纳如
下：1、渗滤理论，即导电添加剂达到一定量时，形成导
电网络通路，能提高导电能力；2、有效介质理论，即导
电添加剂充满基体材料的所有空穴，提高了润滑脂的
导电能力；3、量子隧道效应，依靠导电子的热振动来
实现电子的在导电微粒中的跃迁来实现导电的；另外
还有场致发射理论等导电模型.
Stator core Unbalanced net flux
Fig. 1 Composition diagram of motor bearing
Casing
图 1 电机轴承组成图
Bearing
Shaft voltage
电机轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦
变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械 Bearing
Rotor
current
元件. 外圈起支撑作用，内圈与轴一起旋转，滚动体与
保持架配合并容纳润滑油脂，引导滚动体旋转起润滑 Winding
作用. 电机轴承的主要失效形式包括疲劳、磨损、塑性
Fig. 2 Schematic diagram of shaft voltage and shaft current
变形、电腐蚀和点蚀等. 其中疲劳磨损、腐蚀、烧伤主
generation
要与润滑脂的质量有关，而塑性变形和保持架损坏主 图 2 轴电压轴电流产生的原理图
要与轴承材料有关，电腐蚀主要与轴电流有关. 大量
的实例分析报告涉及到火电厂高压变频调速电动机、
水电站水轮发电机、核电厂汽轮发电机、石化大中型
三相异步电动机、有轨机车牵引电机、矿用除尘机电
机和海上采油平台电机轴承等诸多行业的各种规模
型号种类的电机轴承，显然电腐蚀是电机故障中一类
越来越不容忽视的问题.
根据电机结构及工作原理，由于转子偏心、间隙
不均匀、定子硅钢片接缝，以及电机的其他故障，导致
主轴的旋转磁场不对称，轴两端将会出现交流电压，
当轴承上的分电压达到一定阈值时，将击穿轴承中的 Fig. 3 Wavy damage of bearing track caused by shaft current
图 3 轴承电流引起轴承轨道波纹状损伤
油膜，在轴承转轴、内圈、外圈和轴承室组成的回路中
产生电流，称为轴电流(见图2). 研究发现，电流对润滑
2 轴电流作用下轴承的防护研究
脂的影响通常有两种观点，一种是放电瞬间释放的热
量引起润滑脂变质，油膜破裂，使轴承温度升高，严重 2.1 轴电流的绝缘和结构防护
[2]
的将会导致润滑油碳化并失去润滑作用，并使轴承表 卢斐铭 针对普通轴承可能出现电腐蚀等电磁损
面产生不可恢复的电腐蚀，电腐蚀的轴承表面被局部 伤现象，分析了共模电压、dV/dt电流和电火花放电等
加热和熔化，会出现斑点或凹坑呈现出金属熔融现象 导致轴承电蚀产生的原理，采用外圈绝缘方式可有效
或波纹状损伤(见图3)，电腐蚀也会降低轴承表面硬 降低电火花放电对轴承的电腐蚀影响，如图4所示；王
