電機軸承銹蝕分析及解決方法

1、電機軸承銹蝕分析及解決方法1引言廣東省的一些較大型電機生產(chǎn)廠發(fā)生了這樣的情況，一批電機組裝在出廠前試運轉(zhuǎn)時未發(fā)生異常現(xiàn)象，經(jīng)出廠檢驗達到合格標準，包裝出廠。產(chǎn)品有的運到省外，有的甚至出口到中東，但客商收貨檢測時，卻發(fā)現(xiàn)電機轉(zhuǎn)動噪聲異常增大，拆開電機后發(fā)現(xiàn)電機軸承嚴重銹蝕，除內(nèi)徑、端面有銹蝕外，主要銹蝕位置在鋼球與滾道的接觸處，雖然銹蝕程序各有不同，但影響了電機的正常運轉(zhuǎn)，客商因此而退貨。這樣的事故不僅影響了電機廠的聲譽，也妨礙了電機廠正常業(yè)務(wù)的開展。電機生產(chǎn)廠家認為是軸承廠生產(chǎn)的軸承質(zhì)量和防銹處理方面有問題，他們找到我們軸承產(chǎn)品質(zhì)量檢驗站，要求檢驗軸承的質(zhì)量，并協(xié)助他們解決電機軸承生銹的問題。

2、2電機軸承樣本銹蝕事故特征通過對幾家電機生產(chǎn)廠生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境、所采用的絕緣漆的成分、潤滑脂成分、裝配工藝、包裝材料、倉庫保管及有關(guān)電機配件和軸承生產(chǎn)廠的生產(chǎn)及銷售情況進行的了解和現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)銹蝕事故有以下特征：(1)主要發(fā)生在通風扇、冷風扇電機等家用電器及辦公室機械上，這些機械所使用電機的功率大都在數(shù)瓦到數(shù)百瓦，而且基本上是全封閉型小型電機。(2)成品試運轉(zhuǎn)時未發(fā)現(xiàn)異常的單個電機裝配后包裝，在保管幾個月后使用時會發(fā)生噪聲增大現(xiàn)象。把電機拆開后，發(fā)現(xiàn)噪聲是由于軸承內(nèi)部產(chǎn)生的銹蝕引起的。(3)電機軸承發(fā)生銹蝕是在制造過程中或在倉庫存放期間，正好是溫度較高、濕度較大的每年的37月份。(4)電機

3、廠所需軸承一般是從軸承廠直接進貨，電機廠買回由軸承廠經(jīng)過防銹處理的軸承，自行注入潤滑脂，再安裝在電機轉(zhuǎn)子上。軸承用的潤滑脂大多是在鋰基油里加添加劑，使用溶劑型漆易發(fā)生漆銹事故。(5)軸承內(nèi)部有時比外部銹蝕還嚴重，這種銹蝕與潤滑脂種類和相對濕度有關(guān)，酯油系潤滑脂在中濕度(70%RH)，涂敷潤滑脂的部位易生銹；如果是水分引起的銹蝕，在沒有涂敷潤滑脂的軸承外表面容易生銹。(6)潤滑脂帶有特殊的漆臭味，因為潤滑脂發(fā)生了變質(zhì)。(7)軸承的銹蝕具有明顯的方向性，即面向電機轉(zhuǎn)子一側(cè)的軸承側(cè)面多發(fā)生銹蝕，在軸承內(nèi)部，靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的滾道表面和保持架多發(fā)生銹蝕。3電機軸承銹蝕分析3.1銹蝕原理產(chǎn)生電機軸承生銹的原

4、因很復雜，可能是軸承防銹處理不好，也可能是水份引起的銹蝕，以及由漆霧引起的銹蝕。它與絕緣漆的種類、軸承預填潤滑脂、電機漆的處理方法和電機的保管環(huán)境等有著密切的關(guān)系。通過對這批銹蝕電機軸承的樣本進行檢驗分析，判定電機軸承的銹蝕是由電機內(nèi)部的定子線包絕緣漆揮發(fā)出的腐蝕性酸成分與濕氣一起被潤滑脂吸收，致使?jié)櫥冑|(zhì)失效而造成的，尤其在鋼球與滾道接觸位置，銹蝕更為嚴重。大多數(shù)電機廠采用的絕緣漆揮發(fā)出來的酸成分主要有四種：未發(fā)生反應(yīng)的低分子漆原料酸成分(無水異鄰及對苯二甲酸，無水順丁烯二酸，反式丁烯二酸)。漆固化時生成的酸成分(用酚醛變性漆時，由甲醛水變成甲酸)。受熱或氧化分解生成的低級脂肪酸(甲酸、乙

5、酸)。漆固化物水分解后生成的酸成分。絕緣漆產(chǎn)生的主要酸成分是甲酸，甲酸的發(fā)生量與銹蝕發(fā)生程度之間有密切的關(guān)系。潤滑脂吸附了漆中揮發(fā)出來的酸性成分，引起潤滑脂變質(zhì)，并且這種酸性成分又促進油脂的水解，結(jié)果使酸性成分的濃度增大，引起軸承銹蝕。潤滑脂的工作原理，是利用油脂層將鋼球與內(nèi)外滾道分開，利用油脂的粘度特性，依附在鋼球和滾道表面，分隔著鋼球與內(nèi)外滾道的金屬界面，減少金屬表面的磨損并保護金屬免受空氣和水份腐蝕，降低振動及噪聲，使軸承能暢順的轉(zhuǎn)動。但潤滑脂變質(zhì)后，粘度會改變，油膜破穿，潤滑脂的分隔功能和附著特性便會消失，這樣產(chǎn)生的后果，一是使得絕緣漆產(chǎn)生的酸性成分直接氧化金屬表面，引起軸承銹蝕。二是

6、造成鋼球與內(nèi)外滾道直接觸碰，旋轉(zhuǎn)時發(fā)生磨損，從而引起噪聲增大。3.2銹蝕的操作因素(1)電機廠使用的絕緣漆是1032三聚氰醇酸浸漬絕緣漆，這類漆是由油改性醇酸樹脂與丁醇改性三聚氰胺樹脂及有機溶劑配制而成。因含有有機溶劑成分，在使用不當時，軸承比較容易生銹。(2)線圈浸漆后未經(jīng)充分加熱干燥，漆中含有酸成分的氧化性氣體逐漸釋放侵入軸承內(nèi)部，尤其在相對濕度為70%90%時，會導致潤滑脂變質(zhì)，軸承生銹。(3)線圈浸漆工藝文件上規(guī)定干燥溫度為120130，工作時間為180min，在實際操作中，如干燥溫度低于130，工作時間少于180min，含酸成分的氧化性氣體不會徹底揮發(fā)出來。4解決方法要防止漆銹，必須

7、首先提高軸承本身的防銹能力。軸承的材料一般是軸承鋼，防銹處理的方法一般采用在軸承內(nèi)部涂敷防銹油，經(jīng)過防銹處理后的軸承，由電機廠自行加入潤滑脂。但如果防銹油涂的太厚，會導致潤滑性能下降。雖然注意改進潤滑脂的防銹性能，有一定的效果，但最有效的方法還是改變漆的成分。由于漆會產(chǎn)生有害的酸性氣體，當然會引起軸承生銹，具體解決方法為：(1)盡量使用無溶劑漆。(2)如有可能，選用不含氧化成分的浸漬漆，如環(huán)氧尿烷(Epoxy-urethane)基或未變性環(huán)氧(Epoxy-)基浸漬漆。(3)使用三聚氰醇酸浸漬漆時，應(yīng)調(diào)整固化溫度和固化時間，固化溫度以略高于130(如135)和固化時間大于180min為宜，且必須

8、嚴格執(zhí)行工藝，尤其在高溫潮濕季節(jié)，因為從防銹的觀念來看，油漆廠的樣本里規(guī)定的漆干燥(固化)時間，并不一定充分，電機有具體的內(nèi)在形狀。(4)采用不含揮發(fā)性酸的漆。(5)選擇耐水解性好的漆。(6)盡量選用礦物油系軸承潤滑脂。(7)電機廠在自行注入潤滑脂時，為避免空氣中水蒸氣和塵埃進入軸承產(chǎn)生噪聲和可能造成的又一銹蝕因素，潤滑脂容器應(yīng)是密封的，即使在注脂時也應(yīng)如此，且注脂量按標準應(yīng)是一定的，如采用6202軸承時，參考值在0.600.80g范圍內(nèi)，注脂工序應(yīng)保持清潔，干燥。(8)選用有微孔的塑料薄膜包裝，使電機啟用前有一定透氣。用塑料薄膜密封包裝時，漆氣會留在軸承內(nèi)，水份會結(jié)露，應(yīng)設(shè)法避免。(9)潤滑

9、脂在電機蓋噴粉或噴漆后固化時的高溫影響下可能會變質(zhì)。(10)與軸承生產(chǎn)廠家協(xié)商，在軸承生產(chǎn)時，使用更有效的防銹劑。(11)為徹底解決漆銹，可以考慮由電機生產(chǎn)廠、軸承生產(chǎn)廠及油漆生產(chǎn)單位共同商討，綜合各方面的能力，以解決軸承的銹蝕。5結(jié)語我們已經(jīng)提供了這些分析結(jié)論給電機生產(chǎn)廠家，他們對我們的分析表示認可，并已在生產(chǎn)和工藝方面進行了改進，取得了較好的效果。電機軸承異音分析與解決 保持器聲“唏利唏利”：    原因分析：由保持器與滾動體振動、沖撞產(chǎn)生，不管潤滑脂種類如何都可能產(chǎn)生，承受力矩、負荷或徑向游隙大的時候更容易產(chǎn)生。   

10、 解決方法：A、提高保持器精度；B、選用游隙小的軸承或?qū)S承施加預負荷；C、降低力矩負荷，減少安裝誤差；D、選用好的油脂 。    2、 連續(xù)蜂鳴聲“嗡嗡”：    原因分析：馬達無負荷運轉(zhuǎn)是發(fā)出類似蜂鳴一樣的聲音，且馬達發(fā)生軸向異常振動，開或關(guān)機時有“嗡”聲音。    具體特點：多發(fā)潤滑狀態(tài)不好，冬天且兩端用球軸承的馬達多發(fā)，主要是軸調(diào)心性能不好時，軸向振動影響下產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定的振動。    解決方法：A、用潤滑性能好的油

11、脂；B、加預負荷，減少安裝誤差；C、選用徑向游隙小的軸承；D、提高馬達軸承座剛性；E、加強軸承的調(diào)心性。    注：第五點起到根本改善的作用，采用02小溝曲率，01大溝曲率。    3、 漆銹：    原因分析：由于電機軸承機殼漆油后干，揮發(fā)出來的化學成分腐蝕軸承的端面、外溝及溝道，使溝道被腐蝕后發(fā)生的異常音。    具體特點：被腐蝕后軸承表面生銹比第一面更嚴重。    解決方法：A、把轉(zhuǎn)子、機殼

12、、晾干或烘干后裝配；B、降低電機溫度；C、選用適應(yīng)漆的型號；D、改善電機軸承放置的環(huán)境溫度；E、用適應(yīng)的油脂，脂油引起銹蝕少，硅油、礦油最易引起；F、采用真空浸漆工藝。    4、 雜質(zhì)音：    原因分析：由軸承或油脂的清潔度引起，發(fā)出一種不規(guī)則的異常音。    具體特點：聲音偶有偶無，時大時小沒有規(guī)則，在高速電機上多發(fā)。    解決方法：A、選用好的油脂；B、提高注脂前清潔度；C、加強軸承的密封性能；D、提高安裝環(huán)境的清潔度。

13、60;   5、 高頻、振動聲“噠噠.”：    具體特點：聲音頻率隨軸承轉(zhuǎn)速而變化，零件表面波紋度是引起噪音的主要原因。    解決方法：A、改善軸承滾道表面加工質(zhì)量，降低波紋度幅值；B、減少碰傷；C、修正游隙預緊力和配合，檢查自由端軸承的運轉(zhuǎn)，改善軸與軸承座的精度安裝方法。    6、 升溫：    具體特點：軸承運轉(zhuǎn)后，溫度超出要求的范圍。    原因分析：A、

14、潤滑脂過多，潤滑劑的阻力增大；B、游隙過小引起內(nèi)部負荷過大；C、安裝誤差；D、密封裝備的摩擦；E、軸承的爬行。    解決方法：A、選用正確的油脂，用量適當；B、修正游隙預緊力和配合，檢查自由端軸承運轉(zhuǎn)情況；C、改善軸承座精度及安裝方法；D、改進密封形式。    7、軸承手感不好：    具體特點：用手握軸承旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子時感到軸承里面雜質(zhì)、阻滯感。    原因分析：A、游隙過大；B、內(nèi)徑與軸的配合不當 ； C、溝道損傷。 

15、0; 解決方法：A、游隙盡可能要??；B、公差帶的選用；C、提高精度，減少溝道的損傷；D、油脂選用。1994年開始，我們發(fā)現(xiàn)了電機用軸承出現(xiàn)的漆銹現(xiàn)象。我們查閱了大量的資料，發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)、外電機業(yè)中都有發(fā)生過。象日本等工業(yè)化發(fā)達的國家，早在七十年代就出現(xiàn)了漆銹現(xiàn)象。從表面上看越好的軸承越容易發(fā)生漆銹。我們通過做了一些試驗和分析，對漆銹有了基本的認識，現(xiàn)提出電機軸承漆銹的產(chǎn)生原因和預防措施，供大家參考。2漆銹的現(xiàn)象與特征漆銹主要出現(xiàn)在封閉式電機或封閉包裝存放電機上。這主要是封閉型電機漆氣不易向外逸出的緣故。發(fā)生漆銹現(xiàn)象的特征如下：2.1地域性: 通常在高溫高濕的南方地區(qū)及沿海地區(qū)

16、發(fā)生率較高;2.2季節(jié)性：高溫悶熱季節(jié)較易發(fā)生；2.3方向性：靠近轉(zhuǎn)子的軸承端面生銹，另一端面一般不銹；2.4電機類型：通常為封閉式或封閉式儲存電機；2.5發(fā)生漆銹的軸承潤滑脂具有一種殊的漆銹味，有時內(nèi)部生銹比外部嚴重;2.6漆銹現(xiàn)象的發(fā)生大多出現(xiàn)在使用溶劑型絕緣漆的電機，有時使用無溶劑型漆也會發(fā)生（烘干時間不足）。3漆銹產(chǎn)生機理漆銹產(chǎn)生受內(nèi)外綜合因素的影響：電機用軸承漆銹是電機定子的絕緣漆揮發(fā)出的酸性分子與潮氣一起被潤滑脂吸收產(chǎn)生反應(yīng)造成的。與絕緣漆的類型，定子的烘干工藝，電機的保管環(huán)境有關(guān)。使用氨基或酚基類絕緣漆時，漆在硬化過程中分子鏈極不穩(wěn)定會有低分子物質(zhì)逸出：如甲醛，在溫濕度適當?shù)臅r候

17、，甲醛與潮氣中的凝露反應(yīng)產(chǎn)生甲酸，甲酸會使?jié)櫥?，接而腐蝕軸承產(chǎn)生漆銹。甲醛+水分子（氧基）    甲酸+潤滑脂（基礎(chǔ)油）    水解 腐蝕生銹 4誘發(fā)因素    我們在漆銹試驗過程中，發(fā)現(xiàn)漆銹的嚴重程度與濕度有緊密關(guān)系，一般在70%RH的環(huán)境下，極易發(fā)生漆銹。這與絕大多數(shù)的漆銹都發(fā)生在南方或沿海每年雨季的現(xiàn)象相吻合。從目前我們掌握的情況看，誘發(fā)的因素有：4.1氣候條件：高溫高濕4.2生產(chǎn)工藝：定子烘干不到位4.3存放特點：密閉電機或密封包裝4.4漆銹的嚴重程度

18、：漆的類型及漆基成份和潤滑脂的類型有關(guān)5漆銹的預防   綜上所述，漆銹的預防必需在其機理上從電機設(shè)計與制造、絕緣漆和軸承上加以考慮?，F(xiàn)將這些預防措施概略地整理如下：5.1定子烘干工藝一定要保證，如時間a 與b之間不明確；             溫度               

19、              a              時間                     

20、60;       b               5.2當浸漆槽內(nèi)的漆連續(xù)幾天不用時要定期做好攪拌工作，否則易結(jié)塊；5.3溶劑型絕緣漆，當選用的溶劑不一樣時，烘干時間要適當調(diào)整。如松香水比二甲苯的固化時間至少多1個小時；5.4對不同規(guī)格電機的定子大小不一樣，工藝時間也要適當調(diào)整；5.5為保證使用的定子漆氣完全釋放，定子在使用過程應(yīng)做到先進先出原則，讓定子烘干后自然通風一段時間

21、；5.6盡量使用環(huán)氧類無溶劑型絕緣漆：因為它屬低分子酸相對穩(wěn)定，而且這種漆在生產(chǎn)過程是否已烘干也較易判斷（因為它是從內(nèi)往外干的，表層干了內(nèi)部也就干了，不象氨基漆是從外表層往里干的，容易造成假象產(chǎn)生誤判）；5.7在存放過程避免完全密封，盡可能地通風。對較潮濕的庫房地面要打托盤并不要緊挨墻壁和墻角以保證通風；5.8在潤滑脂選用時，對軸承噪聲和起動力矩要求不高的場合，盡量選用以礦物油為基礎(chǔ)油的潤滑脂。 6推薦選用產(chǎn)品環(huán)氧類無溶劑型絕緣漆目前國內(nèi)對電機軸承漆銹研究較多的絕緣漆生產(chǎn)廠家：防止軸承漆銹的措施意見與建議 廣東省軸承行業(yè)協(xié)會三月下旬在肇慶市軸承廠的協(xié)助下在肇慶召開了軸承防止漆銹研討會。省內(nèi)有關(guān)軸承企業(yè)的總工程師和質(zhì)量部門負責人參加了會議，廣東省腐蝕與防護協(xié)會、沈陽防銹包裝材料公司廣州分公司也應(yīng)邀派代表參加。省軸協(xié)常務(wù)副會長，原廣東省軸承產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站站長，高級工程師李卓超同志主持了這次會議。會上側(cè)重對電機密封軸承的漆銹進行了研討。 軸承生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)檢驗合格的軸承，在倉庫中存放一年一般不會生銹。但送到電機生產(chǎn)企業(yè)裝入封閉式電機后，在倉庫存放二個月左右，取出重新檢驗會發(fā)現(xiàn)電機產(chǎn)生異常噪聲，振動值升高，拆開后可以看到靠近轉(zhuǎn)子-端軸承端面往往生銹明顯（另一面基本不生銹），將軸承密封圈取出后還會看到鋼球與溝道貌岸然接蝕處也會有銹，嚴懲的連保持架、外圈溝道也