轴承的EDM电流损伤

介绍

电火花加工（EDM）是一种机械加工导电材料的制造工艺，而不管其机械性能如何。它用于各种应用，如汽车、航空航天、医疗植入物等。在这种技术中，由于电极和导电材料之间的电位差，材料会被去除。EDM基本原理如图1所示。

图1 电火花加工示意图 [1]

损伤原因

由于在某些电压下会发生电弧，EDM电流会对轴承构成重大威胁。这种电弧导致高安培值的不受控制的放电，这会改变钢制轴承套圈和滚动体的结构。导致材料在金属表面上熔化并重新凝固，在内圈和外圈的滚道上形成几微米深的波纹。这个问题的个迹象通常是噪声过大，这对于随着技术进步而变得越来越安静的电动汽车（EV）来说，问题尤其严重。

图2 轴承表面损伤 [2]

损伤分析

轴承内的放电会损坏滚动部件、滚道和润滑剂。这种损坏的迹象，如凹槽、点蚀、烧焦的油脂和振动，可以在后续通过使用听诊器、振动分析和润滑脂测试等工具检测到。然而，早期检测这个问题一直具有挑战性，的解决方案是将示波器连接到电机并检查异常的电机电流。这种方法需要昂贵的设备、专门的探头、专业知识和大量的时间。

图3 振动分析示意图[3]

解决方案

如今，人们对轴承中的放电损伤问题有了更深入的了解，并能加以识别、监测和解决。主要的挑战之一是如何早期识别，因为许多因素，如电压、载荷、速度和润滑剂类型都会影响电蚀。人们需要一种快速的方法来检测轴承中的EMD电流，因为它们会随着时间的推移而导致电蚀。

[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/

（来源：TribNet，作者：Manoj Rajankunte Mahadeshwara）

（来源：新昌轴承产业创新服务综合体）