Электроэрозия подшипника — разрушение дорожек и тел качения микроразрядами электрического тока, стекающего через масляную плёнку. Проявляется точечными оплавлениями, матовыми зонами и рифлением (стиральная доска), характерно для приводов с частотным преобразователем.
Когда через подшипник проходит паразитный электрический ток, тонкая масляная плёнка пробивается искровыми разрядами. Каждый микроразряд оплавляет крохотный кратер на дорожке. Со временем кратеры сливаются в рифление — «стиральную доску», подшипник гудит и разрушается. Это статья об электроэрозии подшипников: причинах токов вала, признаках при диагностике и способах защиты.
Электроэрозия (электрокоррозия) подшипника — это повреждение его рабочих поверхностей электрическими микроразрядами. Между кольцом, телом качения и дорожкой всегда есть тонкая масляная плёнка — по сути, конденсатор с диэлектриком. Если на валу возникает напряжение и оно превышает пробивное для плёнки (доли—единицы вольт), происходит искровой разряд. В точке пробоя ток локально расплавляет металл, оставляя микрократер диаметром единицы микрометров.
Единичные разряды незаметны, но при частоте в тысячи разрядов в секунду поверхность покрывается матовыми зонами, а затем — регулярным поперечным рифлением, которое называют «стиральной доской» (fluting). Смазка при этом деградирует, темнеет и науглероживается.
Электроэрозию выявляют комплексно:
По внешнему виду электроэрозию отличают от питтинга (беспорядочное усталостное выкрашивание) и от фреттинга (окислы на неподвижных посадках).
Меры защиты: качественное заземление и уравнивание потенциалов, заземляющие кольца (щётки) на валу, изолированные подшипники или керамические (гибридные) тела качения, экранированный кабель ПЧ и правильная его разводка, dV/dt- и синусные фильтры на выходе преобразователя.
Если подшипники разрушены электроэрозией, при замене редуктора учитывайте наличие ЧРП и требования к изоляции. Подбор замены по габаритам ведут в калькуляторе подбора, готовые серии мотор-редукторов — в каталоге, а замену импортных приводов — в разделе импортозамещения.
Пришлите параметры, фото шильдика или маркировку — инженер рассчитает подбор и пришлёт КП.
Получить расчётЧастотный преобразователь формирует напряжение высокочастотной ШИМ с крутыми фронтами. Это создаёт синфазное напряжение на валу двигателя. Когда оно пробивает масляную плёнку в подшипнике, идут микроразряды, оплавляющие дорожку. Поэтому подшипниковые токи — типичная болезнь приводов с ЧРП без мер защиты.
По узору. Электроэрозия даёт регулярное поперечное рифление одинакового шага («стиральная доска») и матово-серые дорожки вместо блеска, а смазка темнеет и науглероживается. Механический износ и питтинг дают беспорядочные повреждения, а фреттинг — окислы на неподвижных посадках, а не на беговых дорожках.
Применяют качественное заземление и уравнивание потенциалов, заземляющие кольца или щётки на валу, изолированные либо гибридные керамические подшипники, экранированный кабель ПЧ, а также dV/dt- и синусные фильтры на выходе преобразователя. Меры выбирают в зависимости от мощности и типа привода.
Смазка темнеет, науглероживается и теряет свойства, в пробе растёт содержание железа и появляются очень мелкие оплавленные частицы металла. Анализ масла на содержание металла подтверждает деградацию, но точный характер повреждения (рифление) определяют разборкой и осмотром дорожек подшипника.
Гибридные подшипники с керамическими телами качения разрывают электрическую цепь через узел и надёжно защищают сам подшипник. Но ток может искать другой путь и повредить смежный узел, поэтому их сочетают с заземляющими кольцами и правильной разводкой кабеля ПЧ — защиту строят комплексно.
Электроэрозия подшипника — разрушение дорожек и тел качения искровыми микроразрядами тока, пробивающего масляную плёнку. Типична для приводов с частотным преобразователем: даёт матовые зоны, поперечное рифление («стиральную доску») и науглероживание смазки.
Подшипниковые токи возникают в приводах с ЧРП из-за синфазного напряжения вала, асимметрии магнитного потока и плохого заземления. Пробой масляной плёнки оставляет микрократеры, которые сливаются в регулярное рифление. Отличие от питтинга и фреттинга — правильный узор одинакового шага и матово-серый цвет дорожки.
| Механизм | Искровые микроразряды через масляную плёнку |
|---|---|
| Главная причина | Синфазное напряжение вала от ЧРП/ПЧ |
| Признак | Рифление «стиральная доска», матовые дорожки |
| Защита | Заземляющие кольца, изолированные/гибридные подшипники, фильтры |
Смежные дефекты — в глоссарии. Замену мотор-редуктора с учётом ЧРП подберите в калькуляторе или в каталоге.
