軸承的EDM電流損傷

介紹

電火花加工（EDM）是一種機械加工導電材料的制造工藝，而不管其機械性能如何。它用于各種應用，如汽車、航空航天、醫療植入物等。在這種技術中，由于電極和導電材料之間的電位差，材料會被去除。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發生電弧，EDM電流會對軸承構成重大威脅。這種電弧導致高安培值的不受控制的放電，這會改變鋼制軸承套圈和滾動體的結構。導致材料在金屬表面上熔化并重新凝固，在內圈和外圈的滾道上形成幾微米深的波紋。這個問題的個跡象通常是噪聲過大，這對于隨著技術進步而變得越來越安靜的電動汽車（EV）來說，問題尤其嚴重。

圖2 軸承表面損傷 [2]

損傷分析

軸承內的放電會損壞滾動部件、滾道和潤滑劑。這種損壞的跡象，如凹槽、點蝕、燒焦的油脂和振動，可以在后續通過使用聽診器、振動分析和潤滑脂測試等工具檢測到。然而，早期檢測這個問題一直具有挑戰性，的解決方案是將示波器連接到電機并檢查異常的電機電流。這種方法需要昂貴的設備、專門的探頭、專業知識和大量的時間。

圖3 振動分析示意圖[3]

解決方案

如今，人們對軸承中的放電損傷問題有了更深入的了解，并能加以識別、監測和解決。主要的挑戰之一是如何早期識別，因為許多因素，如電壓、載荷、速度和潤滑劑類型都會影響電蝕。人們需要一種快速的方法來檢測軸承中的EMD電流，因為它們會隨著時間的推移而導致電蝕。

[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/

（來源：TribNet，作者：Manoj Rajankunte Mahadeshwara）

（來源：新昌軸承產業創新服務綜合體）