轴承伪压痕与电蚀的区分及对策
【专业积累】最全面的总结轴承损伤的种类、产生原因及应对措施
轴承的损伤与对策汇总滚动轴承，如果没有选择错误，能够正确使用的话，到轴承寿命之前，可使用很长一段时间，在这种情况下，损伤状态为剥离。
另一方面，还有意外的提早损伤，而经不住使用的早期损伤，作为该早期损伤的原因，有使用时润滑上考虑的不够，进而还有异物侵入，轴承组装的误差和轴的挠度大、对轴和轴承箱的研究不够等。
可以说，这些原因互相重合的情况比较多。
所以，要在充分了解轴承使用的机器，使用条件，轴承外围得结构得基础上，如果能弄清事故发生前后的状况，再结合轴承的损伤情况和多种原因进行考察，就可以防止同类事故的再次发生。
本文表示出了轴承损伤的例子及其原因和对策，请作为推断轴承损伤原因的资料加以使用。
另外，当分析损伤情况时，请考察附表“损伤原因一览表”。
剥离损伤状态:轴承再承受载荷旋转时，内圈、外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。
原因:载荷过大。
安装不良（非直线性）力矩载荷异物侵入、进水。
润滑不良、润滑剂不合适轴承游隙不适当。
轴承箱精度不好，轴承箱的刚性不均轴的挠度大生锈、侵蚀点、擦伤和压痕（表面变形现象）引起的发展。
措施:检查载荷的大小及再次研究所使用的轴承改善安装方法改善密封装置、停机时防锈。
使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法。
检查轴和轴承箱的精度。
检查游隙。
剥皮损伤状态:呈现出带有轻微磨损的暗面，暗面上由表面往里有多条深至5-10m的微小裂缝，并在大范围内发生微小脱落（微小剥离）原因:润滑剂不合适。
异物进入了润滑剂内。
润滑剂不良造成表面粗糙。
配对滚动零件的表面光洁度不好。
措施:选择润滑剂改善密封装置改善配对滚动零件的表面光洁度。
卡伤损伤状态:所谓卡伤是由于在滑动面伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。
滑道面、滚动面圆周方向的线状伤痕。
滚子端面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。
原因:过大载荷、过大预压。
润滑不良。
异物咬入。
内圈外圈的倾斜、轴的挠度。
轴、轴承箱的精度不良。
措施:检查载荷的大小。
电厂发电机轴承电腐蚀分析和改进
电厂发电机轴承电腐蚀分析和改进发布时间：2021-12-24T13:05:42.969Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：王渊东焦桂才张天暖[导读] 正常情况下，发电机的轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。
但当轴承室绝缘失效或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。
轴电流局部放电能量产生的高温，可以使轴承内圈、外圈或滚珠形成凹槽。
若不能及时发现处理将导致轴承失效，对设备稳定运行带来极大的影响。
王渊东焦桂才张天暖福建宁德核电有限公司机械部福建省宁德市摘要：正常情况下，发电机的轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。
但当轴承室绝缘失效或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。
轴电流局部放电能量产生的高温，可以使轴承内圈、外圈或滚珠形成凹槽。
若不能及时发现处理将导致轴承失效，对设备稳定运行带来极大的影响。
关键字：发电机；轴承；电腐蚀1、引言轴承电腐蚀问题在电厂设备中经常可见，那么轴承产生电腐蚀的原因是什么呢？电机运行时转轴两端之间或轴与轴承之间产生的电位差叫做轴电压，若轴两端通过电机机座等构成回路，则轴电压形成了电流。
轴电流是轴承电压通过电机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路产生的,只要没有闭合回路的产生就不会产生轴电流，本文从发电机的轴承室绝缘结构来分析轴承电腐蚀的发生过程。
2、发电机知识介绍发电机是给控制棒驱动机构供电，维持其正常的运作。
控制棒驱动机构电源系统的工作稳定性、长期运行的可靠性、动态响应性对控制棒驱动机构乃至对反应堆一回路的正常运作起到决定性作用。
每个机组有两台电动机-发电机组，控制棒的提升、插入及控制仅靠发电机机组提供电源。
发电机组由交流驱动电机，飞轮联轴器组件，发电机和励磁机组成，发电机和励磁机为一个整体。
为了防止电动机侧输入电源短时中断或故障的情况，每台发电机组设计有故障发生时防止输出电压和频率过分下降的飞轮。
风电齿轮箱轴承产生伪布氏压痕的原因分析及预防措施
风电齿轮箱轴承产生伪布氏压痕的原因分析及预防措施作者：杨扩岭赵爱龙来源：《机电信息》2020年第21期摘要：齿轮箱是风力发电机组的关键部件之一，而轴承是齿轮箱中的关键部件。
风电齿轮箱的长期放置和运输振动过程，容易使轴承产生伪布氏压痕，严重的伪布氏压痕将引起轴承滚动体和套圈应力集中，降低滚动体和轴承套圈的断裂强度，导致轴承损伤，损伤会进一步导致齿轮箱产生噪声，甚至引起齿轮箱剧烈振动，存在使机组产生共振的风险。
现通过对风电齿轮箱轴承产生伪布氏压痕的案例进行分析，指出了伪布氏压痕的产生原因，并提供了检测方法和预防措施。
关键词：风电齿轮箱;轴承;伪布氏压痕0 引言齿轮箱是风力发电机组中的关键部件，常受到变载荷和强阵风的冲击，轴承是齿轮箱中最薄弱的环节之一[1]。
轴承损坏的原因有很多，如伪布氏压痕、润滑不良、装配不对中、冲击过载及自然磨损等。
其中，伪布氏压痕是一种常见的导致轴承损伤的因素，伪布氏压痕的产生将导致轴承在压痕处产生应力集中，遇冲击载荷，轴承会产生点蚀、磨损，严重影响了轴承使用寿命[2]。
本文基于齿轮箱产生伪布氏压痕的案例，对伪布氏压痕的产生进行了原因分析，并提供了检测方法和预防措施。
1 轴承布式压痕案例1.1 齿轮箱结构形式及轴承介绍目前双馈型风力发电机组齿轮箱多是采用行星-平行轴混合传动的紧凑结构形式[3]，随着机组功率等级升高，齿轮箱所受载荷不断增大，目前功率等级较小的齿轮箱结构一般为一级行星加两级平行轴，功率等级高的一般为两级行星加一级平行轴。
齿轮箱输入端为低速重载工况，一般采用带挡边的满装圆柱滚子轴承。
轴承主要承受径向载荷和部分轴向载荷，输入端轴承需要承受主轴传递的扭矩和行星架组件自身的重力，承受的载荷高于中间级和高速级轴承。
中间级和高速级一般采用圆柱滚子加两个配对圆锥轴承，圆柱滚子轴承承受径向载荷，配对圆锥滚子轴承承受轴向载荷和径向载荷[4]。
1.2 布式压痕案例介绍有一批库存5年以上的某型号风力发电机组齿轮箱，结构为两级行星加一级平行轴。
滚动轴承常见失效形式及原因分析
滚动轴承常见失效形式及原因分析滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一，疲劳剥落疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面。
轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有：>>>>1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。
>>>>2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
>>>>3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下：（1）制造因素a.产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
11种轴承损伤的典型案例，原因分析及解决方案
11种轴承损伤的典型案例，原因分析及解决方案轴承在各个领域各个行业应用都非常广泛，今天为大家带来轴承损伤的经典案例，希望大家能有所收获！高质量的轴承在正确的使用下,可以使用很长一段时间，如果过早的出现损伤，很可能是因为选型错误，使用不当或润滑不良造成的。
因此，在安装轴承时，我们需要记录机器种类，安装部位，使用条件及周围配合。
通过研究总结轴承损伤的类型，发生问题时的使用环境，以避免类似情况再次发生。
轴承损伤方式按下述图片分类，我们可以图片中显示的主要特征来判断轴承损伤形式。
裂纹缺陷，部分缺口有裂纹。
原因：主机的冲击负荷过大，主轴与轴承配合过盈量大；也有较大的剥离摩擦引起裂纹；安装时精度不良；使用不当（用铜锤、卡入大异物）和摩擦裂纹。
解决措施：应检查使用条件，同时设定适当过盈及检查材质，改善安装及使用方法，检查润滑剂以防止摩擦裂纹。
滚道表面金属剥离运转面剥离。
剥离后呈明显凹凸状。
原因：轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷作用，产生周期变化的接触应力。
当应力循环次数达到一定数值后，在滚动体或内、外圈滚道工作面上就产生疲劳剥离。
如果轴承的负荷过大，会使这种疲劳加剧。
另外，轴承安装不正、轴弯曲也会产生滚道剥离现象。
解决措施：应重新研究使用条件和选择轴承及游隙，并检查轴和轴承箱的加工精度、安装方法、润滑剂及润滑方法。
烧伤轴承发热变色，进而烧伤不能旋转。
原因：一般是润滑不足，润滑油质量不符合要求或变质，以及轴承装配过紧等。
另外游隙过小和负荷过大（预压大），滚子偏斜。
解决措施：选择适当的游隙（或增大游隙），要检查润滑剂的种类，确保注入量，检查使用条件，以防定位误差，改善轴承组装方法。
保持架碎裂铆钉松动或断裂，滚动体破碎。
原因：力矩负荷过大，润滑不足，转速变动频繁、振动大，轴承在倾斜状态下安装，卡入异物。
解决措施：要查找使用条件和润滑状态是否适宜，注意轴承的使用，研究保持架的选择是否合适和轴承箱的刚性是否负荷要求。
轴承损伤的16种基本原因
轴承损伤的16种基本原因轴承的润滑剂不合适、过大载荷、过大预压、过大过盈量、金属粉末等的异物咬入等等情况都会造成轴承的损坏，在轴承损坏之后要充分了解轴承的使用情况，弄清楚事故发生的状况，在结合轴承损伤情况和多种原因进行考察，就可以防止再次发生。
下面就来介绍轴承损伤原因以及补救措施。
轴承损伤的16种基本原因是有：1.轴承剥离轴承再承受载荷旋转时，内圈、外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。
2.轴承卡伤所谓卡伤是由于在滑动面伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。
滑道面、滚动面圆周方向的线状伤痕。
滚子端面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。
3.轴承裂纹、裂缝所谓裂纹是指滚道轮或滚动体产生裂纹损伤。
如果继续使用的话，也将包括裂纹发展的裂缝。
4.轴承梨皮状点蚀在滚道面上产生的弱光泽的暗色梨皮状点蚀。
5.轴承微振磨损由于两个接触面间相对反复微小滑动而产生的磨损在滚道面和滚动体的接触部分上产生。
由于发生红褐色和黑色磨损粉末，因而也称微振磨损腐蚀。
6.轴承蠕变所谓蠕变是指在轴承的配合面上产生间隙时，在配合面之间相对发生滑动而言，发生蠕变的配合面呈现出镜面光亮或暗面，有时页带有卡伤磨损产生。
7.轴承电蚀所谓电蚀是指电流在循环转重的轴承滚道轮和滚动体的接触部分流动时、通过薄薄的润滑油膜发出火花、其表面出现局部的地熔融和凹凸现象。
8.轴承安装伤痕在安装和拆卸时等使用时给滚道面及滚动面上造成的轴向线状伤痕.9.轴承剥皮呈现出带有轻微磨损的暗面，暗面上由表面往里有多条深至5-10m的微小裂缝，并在大范围内发生微小脱落（微小剥离）10.轴承断裂所谓断裂是指由于对滚道轮的挡边或滚子角的局部部分施加乐冲击或过大载荷而一小部分断裂。
11.轴承压痕咬入了金属小粉末，异物等的时候，在滚道面或转动面上产生的凹痕。
由于安装等时受到冲击，在滚动体的间距间隔上形成了凹面（布氏硬度压痕）。
12.轴承磨损所谓磨损是由于摩擦而造成滚道面或滚动面，滚子端面，轴环面及保持架的凹面等磨损。
电机轴承电腐蚀问题刨析
电机轴承电腐蚀问题刨析近年来，电动车的销量节节高，伴随而来的是电动车的质量问题，为了减少客户抱怨，很多问题必须在设计阶段就进行规避。
电机的轴承电腐蚀问题是最近各家主机厂重点关注的问题。
电动车辆的突出特点之一是其使用寿命长，因为与内燃机相比，电动驱动装置中的活动部件数量较少。
由于轴承电流和相关的电腐蚀会导致部件磨损并损坏电机轴承，电动车辆的使用寿命可能将受到严重限制。
因此，为了有效防止轴承破坏，这些破坏性的电流必须被引流接地。
本文主要讲述轴电流/轴电压的相关问题，重点在于与各位探讨在设计前期如何规避轴电流带来的电腐蚀问题。
图1 电动汽车2、概念——什么是轴电流？在了解轴电流之前我们先了解一下轴电压，正是因为在轴承内外圈之间有了轴电压，形成电势差才产生了轴电流。
轴电压——轴电压是指电机运行时，电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。
其本质由于定子磁场的不平衡或转轴本身带磁，当出现交变磁通时，在轴上感应出的电压。
轴电流——指由转轴、轴承内圈、油膜、轴承外圈、壳体构成回路，如下图2所示，当油膜绝缘被破坏时，就在回路内产生电流。
图2 轴电压示意图轴电压/轴电流事件可以简单理解为电火花加工，轴承内外滚道由于较大的放电电流，瞬间短路。
3、轴电流的产生机理轴电流的产生机理主要是在轴承内外圈之间由于不同情况产生的轴电压，形成电势差，最终形成了轴电流，本文主要介绍应对轴电流的解决方案。
4、轴电流的危害轴电压不高，通常乘用车用电机为30V左右，有些会高些，但回路电阻很小，因此，产生的轴电流可能很大，有时达数百安培。
当轴承因安装、油污、损坏或老化等原因失去绝缘性能时，电机轴电压足以击穿轴承油膜而产生放电。
放电会使润滑的油质逐渐劣化，轴承滚珠两端出现电腐蚀现象，严重者会使轴承烧坏，被迫停机造成事故。
图4 轴承滚珠滚道出现电腐蚀的过程滚动轴承内外圈滚道上类似搓板一样的纹路，见下图5所示。
这是由于轴电流流经滚道与滚动体的接触面时产生放电火花使局部金属材料熔化，熔化物被高速旋转的内圈和滚动体碾压形成搓板纹；对滑动轴承，会在轴瓦合金表面形成放电火花烧灼的痕迹。
轴承的损伤模式和对应措施
轴承的损伤模式和对应措施
一般，轴承在正常正确的使用条件下滚转的寿命是较长的，如果发生了超预期的损伤时，应该从轴承的选定、使用方法、润滑这几方面来找出问题起因。
这里，在把握了轴承所使用的机械、使用位置、使用条件及所使用轴承周围的结构等，综合观察了轴承发生损伤时的状态和现象，经过深入研究推定出了几种常见的故障模式，以防止同类问题再发生。
具体请见以下几种主要的轴承损伤的故障原因分析及对应措施。
问题起因。
研究推定出了几种常导致的部分内
的锤子敲击、
震动面上涂润滑剂
片状物。
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轴承伪压痕与电蚀的区分及对策
国家轴承质量监督检验中心
随着主机用户对轴承质量的重视，近年来针对轴承失效分析也越来越多，平均每年轴承质检中心进行的失效分析和废品分析案例都在100例左右。
在进行的失效分析案例中，较为典型的轴承分析案例包括军工、铁路、风电、变速箱、电机等等。
而在这两年进行的分析案例中，电机轴承占据了较大比重。
电机轴承失效模式多数与其他轴承类似，基本集中在：滚动表面的剥落、套圈的断裂、磨损、润滑失效、烧伤等方面。
但是，电机轴承由于其使用工况的特殊性（例如转动不平衡，存在电流等情况），在失效形式上也存在特殊的案例。
比如滚道表面波纹状凹槽导致的轴承失效就是电机轴承较为典型的失效形式。
在近两年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。
（形貌见图1）
图1 轴承外圈滚道表面伪压痕
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。
（形貌见图2）
图2 轴承内圈滚道表面电蚀痕迹
1.3 伪压痕与电蚀表面形貌比较类似，均为波纹状凹槽，通常俗称“搓衣板表面形貌”。
按照ISO15243标准中说明，伪压痕与电蚀形貌的主要区别是：振动造成的波纹状凹槽底部发亮或被腐蚀，而电流通过造成的凹槽底部则颜色发暗。
电流引起的损伤还可通过滚动体上也有波纹状凹槽这一现象予以识别。
但在实际工作中，按照ISO15243标准来区别伪压痕与电蚀形貌是比较难的。
在实际工作中，我们通常通过下述方法来予以区别。
二、伪压痕与电蚀的区分
伪压痕主要是由振动造成的材料腐蚀或磨损，而电蚀是由电流通过时局部受
热造成的材料熔融。
通过这一区别可用两种方法对其进行区分：
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（见图3）；而电蚀形成的凹槽表面晶粒存在明显的熔融状态（见图4）。
通过这一特征可对二者进行区分。
图3 伪压痕表面 图4 电蚀表面
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（见图5）；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（见图6）。
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。
图5 伪压痕处金相试样图6 电蚀处金相试样
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轴承来通过杜绝电流通过。