（國家軸承質量監督檢驗中心）
隨著（zhe）主機用戶對軸承質量的重視，近年來針對軸承（chéng）失效分析也越來越多，平均每年軸承質檢中心進行的失效分析（xī）和廢品分析案例都在100例左右。在進行的失效分析案例中，較為典型（xíng）的軸承分析案例包括軍工、鐵路、風電、變速箱、電（diàn）機等等。而在（zài）這兩年進行的分析案例中，電機軸承占據了較大比重。
電機軸承失效模式多數與其（qí）他軸承類似，基本集中在：滾動表麵的剝落、套圈（quān）的斷裂、磨損、潤滑失效、燒傷等方麵。但是，電機軸承由於其使用工況（kuàng）的（de）特（tè）殊性（例如轉動不平衡，存在電流等（děng）情況），在失效（xiào）形式上也存在特殊（shū）的案例。比如滾道表麵波紋狀凹槽導致的軸承失（shī）效就是電機軸承較為典型的失效形式。在近（jìn）兩年進行的失（shī）效（xiào）分析案例中，滾道（dào）表（biǎo）麵出現波紋狀凹（āo）槽造成的電機軸承失效共計7例，其中地鐵、機車電機（jī）軸（zhóu）承就有6例（lì）。這樣（yàng）的波紋狀凹槽通常是電蝕或偽壓痕造成的，由於這兩者的形貌類似，有時很難（nán）區分，必須通過必要（yào）的檢（jiǎn）測手段加以辨識，以找出其失效的真正原因。
一、偽壓痕與電蝕的現象
在ISO15243標準中，對於偽壓（yā）痕（也稱“偽布氏（shì）壓痕”）和電（diàn）蝕是做如下定義（yì）的：
1.1 偽壓痕：零部件周期性振動時，由於彈性接觸麵的微小運動和（或）回彈，滾動體和滾道接觸區將出現偽壓痕。根據振動強度、潤滑條件或載荷的不同，腐蝕和磨損會同（tóng）時產生，在滾道上形成淺的凹陷。對於靜止軸承，凹陷出現在滾動體節距處，並常變成淡紅色或發亮。（形貌見圖1）
圖1 軸承外圈（quān）滾道表（biǎo）麵偽壓（yā）痕
1.2 電蝕：電蝕是由於電流的通過造成接觸表麵材（cái）料的移失（shī）。電壓過大時，當電流通過滾動體和潤滑油膜（mó）從軸（zhóu）承的一個套圈傳遞到另一套圈（quān）時，由於絕緣不適當或絕緣不良（liáng），在接觸區內會（huì）發生擊穿放電。在套圈（quān）和滾（gǔn）動體之間的（de）接觸區，電流強度增大，造成在非常短的時（shí）間間隔內局部受熱（rè），使接觸區發生熔化並焊合在一起。當電流泄漏（電蝕波紋狀凹槽）時，表麵（miàn）損傷Z初呈現淺環形坑狀，一（yī）環形坑與另一環形坑（kēng）位置接近並且尺寸很（hěn）小。即使電（diàn）流（liú）強度相對較弱也會（huì）發生這種（zhǒng）現象，隨著時間的推移，環形坑將發展為（wéi）波紋狀凹槽（cáo）。隻能在滾子和套圈滾道接觸表麵發現這些波（bō）紋狀凹槽（cáo），鋼球（qiú）上則沒（méi）有，隻是顏色變暗。這些波紋狀凹槽（cáo）是等距的，滾道上的凹槽底部顏（yán）色發暗。（形貌見圖2）
圖2 軸承內圈滾道表麵電蝕痕跡
1.3 偽壓痕與（yǔ）電蝕表麵（miàn）形貌比較類似，均為（wéi）波紋狀凹槽，通常俗稱“搓衣板表麵形貌”。按照ISO15243標準中說明，偽壓痕與電蝕形貌的（de）主要區（qū）別是：振動造成的波紋狀凹槽底部發亮或（huò）被腐蝕，而電流通過造成的凹槽底部則顏色發暗。電流引起的損傷（shāng）還可通過滾動體上（shàng）也有波（bō）紋狀凹（āo）槽這一現象予以識別（bié）。
但（dàn）在實際工作中，按照ISO15243標準來區別偽壓痕（hén）與電蝕形貌是比較難的。在實（shí）際工作中（zhōng），我們通（tōng）常通過下述方法來予（yǔ）以區別。
二、偽壓痕與電蝕的區分
偽壓痕主要是由振動造成的材料腐蝕或（huò）磨損，而電蝕是由電（diàn）流（liú）通過時局部受熱造成（chéng）的材料熔融。通過（guò）這一區別可用兩種方（fāng）法對其進行區（qū）分：
2.1 掃（sǎo）描電鏡
利用掃描電鏡，可以將（jiāng）波紋狀凹槽進行放大（dà），當表麵形貌放大至1000倍以上時，可以清（qīng）楚的看到凹槽表（biǎo）麵的晶粒、晶界狀況，通過對晶粒的觀察，即可區分偽壓痕與電蝕。偽壓（yā）痕形成的凹槽表麵晶粒沒有熔融形貌，隻存在表麵磨損痕跡（見圖3）；而（ér）電蝕形成的凹槽表麵晶粒存在明顯的熔融狀態（見圖4）。通過這一特征可對二者進行（háng）區分。
圖3 偽壓痕表麵
圖4 電蝕表麵（miàn）
2.2 金相法（fǎ）
也可（kě）以通過金相法（fǎ）對二者進行區分，將有凹槽的部分切開，經過金相製樣、腐蝕，可以看到：偽壓痕形成的凹槽表麵隻是存在磨損，金相組織通常和內（nèi）部組織（zhī）相同，沒有異常（見圖5）；而電蝕形成（chéng）的凹（āo）槽表麵曾被高溫燒融過，所以會（huì）在凹槽表麵產生（shēng）高溫變質層（céng），但（dàn）是由於電蝕是在短時間內的金屬熔（róng）融，高溫變質層（céng）會很（hěn）薄，所以在製作金相試樣時（shí）應當保證邊緣處的平直（zhí）（見圖6）。此外，發生電蝕的軸承，在滾動（dòng）體表麵、滾道表麵的金相樣品中，均會發現高溫變質（zhì）層（céng）的存在。
圖5 偽（wěi）壓痕處金相試樣
圖6 電蝕處金相試樣
2.3 當軸承是外圈固定、內圈旋轉狀（zhuàng）態時，外圈表麵的（de）偽壓痕凹槽通常（cháng）隻在承載區內存在（zài），而電蝕凹槽通常（cháng）會在整個外圈滾道麵內存在。此外，電蝕後的滾動體表麵顏色通常較暗。這也是通過外觀予以初步區分的方法，但是準確的區分還是（shì）以掃描電鏡和金相法（fǎ）為準。
通過以上的方法，可以對電機軸承表麵波紋狀凹槽的（de）形成原因做出準確的判斷（duàn）。
三、對策
由於偽壓痕和電蝕都是電機軸承比較常見（jiàn）故障原因，而（ér）消除此類故（gù）障，可采取以下措施：
3.1 偽壓痕故（gù）障主（zhǔ）要是由於機器（qì）振動（dòng）所造成的，所以隻要消除或減（jiǎn）小整機的振動（在結構中（zhōng）增加（jiā）減震設計）、施加一定的預緊力減輕振動或者選用合適的潤滑劑等措施即可消除（chú）、減（jiǎn）輕偽壓痕的故障。
3.2 電（diàn）蝕故障（zhàng）主要是由於軸承中電流（liú）通過，所以消除電蝕故障的方法是在電機結構上加裝接地設（shè）施或采用絕緣性能更好（hǎo）的軸承（chéng）來通過杜絕電（diàn）流通過。
