軸承的EDM電流損傷

介紹

電火花加工（EDM）是一種機(jī)械加工導(dǎo)電材料的制造工藝，而不管其機(jī)械性能如何。它用于各種應(yīng)用，如汽車(chē)、航空航天、醫(yī)療植入物等。在這種技術(shù)中，由于電極和導(dǎo)電材料之間的電位差，材料會(huì)被去除。EDM基本原理如圖1所示。

圖1 電火花加工示意圖 [1]

損傷原因

由于在某些電壓下會(huì)發(fā)生電弧，EDM電流會(huì)對(duì)軸承構(gòu)成重大威脅。這種電弧導(dǎo)致高安培值的不受控制的放電，這會(huì)改變鋼制軸承套圈和滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)致材料在金屬表面上熔化并重新凝固，在內(nèi)圈和外圈的滾道上形成幾微米深的波紋。這個(gè)問(wèn)題的個(gè)跡象通常是噪聲過(guò)大，這對(duì)于隨著技術(shù)進(jìn)步而變得越來(lái)越安靜的電動(dòng)汽車(chē)（EV）來(lái)說(shuō)，問(wèn)題尤其嚴(yán)重。

圖2 軸承表面損傷 [2]

損傷分析

軸承內(nèi)的放電會(huì)損壞滾動(dòng)部件、滾道和潤(rùn)滑劑。這種損壞的跡象，如凹槽、點(diǎn)蝕、燒焦的油脂和振動(dòng)，可以在后續(xù)通過(guò)使用聽(tīng)診器、振動(dòng)分析和潤(rùn)滑脂測(cè)試等工具檢測(cè)到。然而，早期檢測(cè)這個(gè)問(wèn)題一直具有挑戰(zhàn)性，的解決方案是將示波器連接到電機(jī)并檢查異常的電機(jī)電流。這種方法需要昂貴的設(shè)備、專門(mén)的探頭、專業(yè)知識(shí)和大量的時(shí)間。

圖3 振動(dòng)分析示意圖[3]

解決方案

如今，人們對(duì)軸承中的放電損傷問(wèn)題有了更深入的了解，并能加以識(shí)別、監(jiān)測(cè)和解決。主要的挑戰(zhàn)之一是如何早期識(shí)別，因?yàn)樵S多因素，如電壓、載荷、速度和潤(rùn)滑劑類型都會(huì)影響電蝕。人們需要一種快速的方法來(lái)檢測(cè)軸承中的EMD電流，因?yàn)樗鼈儠?huì)隨著時(shí)間的推移而導(dǎo)致電蝕。

[1] Palanikumar, K. and Davim, J.P., 2013. Electrical discharge machining: study on machining characteristics of WC/Co composites. In Machining and machine-tools (pp. 135-168). Woodhead Publishing.

[2] https://vfds.com/blog/bearing-currents/

[3]https://ivctechnologies.com/2021/05/26/identifying-the-root-cause-of-electrical-discharge-machining-with-vibration-analysis-and-shaft-to-ground-voltage-current-analysis/

（來(lái)源：TribNet，作者：Manoj Rajankunte Mahadeshwara）

（來(lái)源：新昌軸承產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)綜合體）