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电机轴承锈蚀分析及解决方法

作者：天津金百联机电              发表时间：2011-08-27

1　引言 　　广东省的一些较大型风扇电机生产厂发生了这样的情况，一批电机总成在出厂前试运转时未发生异常现象，经出厂检验达到合格标准，包装出厂。产品有的运到省外，有的甚至出口到中东，但客商收货检测时，却发现电机转动噪声异常增大，拆开电机后发现电机轴承严重锈蚀，除内径、端面有锈蚀外，主要锈蚀位置在钢球与滚道的接触处，虽然锈蚀程序各有不同，但影响了电机的正常运转，客商因此而退货。这样的事故不仅影响了电机厂的声誉，也妨碍了电机厂正常业务的开展。 　　电机生产厂家认为是轴承厂生产的轴承质量和防锈处理方面有问题，他们找到我们轴承产品质量检验站，要求检验轴承的质量，并协助他们解决电机轴承生锈的问题。 　　2　电机轴承样本锈蚀事故特征 　　通过对几家电机生产厂生产工艺、生产环境、所采用的绝缘漆的成分、润滑脂成分、装配工艺、包装材料、仓库保管及有关电机配件和轴承生产厂的生产及销售情况进行的了解和现场调查，发现锈蚀事故有以下特征： 　　(1)主要发生在通风扇、冷风扇电机等家用电器及办公室机械上，这些机械所使用电机的功率大都在数瓦到数百瓦，而且基本上是全封闭型小型电机。 　　(2)成品试运转时未发现异常的单个电机装配后包装，在保管几个月后使用时会发生噪声增大现象。把电机拆开后，发现噪声是由于轴承内部产生的锈蚀引起的。 　　(3)电机轴承发生锈蚀是在制造过程中或在仓库存放期间，正好是温度较高、湿度较大的每年的3、4月份。 　　(4)电机厂所需轴承一般是从轴承厂直接进货，电机厂买回由轴承厂经过防锈处理的轴承，自行注入润滑脂，再安装在电机转子上。轴承用的润滑脂大多是在锂基油里加添加剂，使用溶剂型漆易发生漆锈事故。 　　(5)轴承内部有时比外部锈蚀还严重，这种锈蚀与润滑脂种类和相对湿度有关，酯油系润滑脂在中湿度(70％RH)，涂敷润滑脂的部位易生锈；如果是水份引起的锈蚀，在没有涂敷润滑脂的轴承外表面容易生锈。 　　(6)润滑脂带有特殊的漆臭味，因为润滑脂发生了变质。 　　(7)轴承的锈蚀具有明显的方向性，即面向电机转子一侧的轴承侧面多发生锈蚀，在轴承内部，靠近转子一侧的滚道表面和保持架多发生锈蚀。 　　3　电机轴承锈蚀分析 　　3.1　锈蚀原理 　　产生电机轴承生锈的原因很复杂，可能是轴承防锈处理不好，也可能是水份引起的锈蚀，以及由漆雾引起的锈蚀。它与绝缘漆的种类、轴承预填润滑脂、电机漆的处理方法和电机的保管环境等有着密切的关系。通过对这批锈蚀电机轴承的样本进行检验分析，判定电机轴承的锈蚀是由电机内部的定子线包绝缘漆挥发出的腐蚀性酸成分与湿气一起被润滑脂吸收，致使润滑脂变质失效而造成的，尤其在钢球与滚道接触位置，锈蚀更为严重。 　　大多数电机厂采用的绝缘漆挥发出来的酸成分主要有四种： ①未发生反应的低分子漆原料酸成分(无水异邻及对苯二甲酸，无水顺丁烯二酸，反式丁烯二酸)。 ②漆固化时生成的酸成分(用酚醛变性漆时，由甲醛水变成甲酸)。 ③受热或氧化分解生成的低级脂肪酸(甲酸、乙酸)。 ④漆固化物水分解后生成的酸成分。绝缘漆产生的主要酸成分是甲酸，甲酸的发生量与锈蚀发生程度之间有密切的关系。润滑脂吸附了漆中挥发出来的酸性成分，引起润滑脂变质，并且这种酸性成分又促进油脂的水解，结果使酸性成分的浓度增大，引起轴承锈蚀。 　　润滑脂的工作原理，是利用油脂层将钢球与内外滚道分开，利用油脂的粘度特性，依附在钢球和滚道表面，分隔着钢球与内外滚道的金属界面，减少金属表面的磨损并保护金属免受空气和水份腐蚀，降低振动及噪声，使轴承能畅顺的转动。但润滑脂变质后，粘度会改变，油膜破穿，润滑脂的分隔功能和附着特性便会消失，这样产生的后果，一是使得绝缘漆产生的酸性成分直接氧化金属表面，引起轴承锈蚀。二是造成钢球与内外滚道直接触碰，旋转时发生磨损，从而引起噪声增大。 　　3.2　锈蚀的操作因素 　　(1)电机厂使用的绝缘漆是1032三聚氰醇酸浸渍绝缘漆，这类漆是由油改性醇酸树脂与丁醇改性三聚氰胺树脂及有机溶剂配制而成。因含有有机溶剂成分，在使用不当时，轴承比较容易生锈。 　　(2)线圈浸漆后未经充分加热干燥，漆中含有酸成分的氧化性气体逐渐释放侵入轴承内部，尤其在相对湿度为70％～90％时，会导致润滑脂变质，轴承生锈。 　　(3)线圈浸漆工艺文件上规定干燥温度为120～130℃，工作时间为180min，在实际操作中，如干燥温度低于130℃，工作时间少于180min，含酸成分的氧化性气体不会彻底挥发出来。 　　4　解决方法 　　要防止漆锈，必须首先提高轴承本身的防锈能力。轴承的材料一般是轴承钢，防锈处理的方法一般采用在轴承内部涂敷防锈油，经过防锈处理后的轴承，由电机厂自行加入润滑脂。但如果防锈油涂的太厚，会导致润滑性能下降。虽然注意改进润滑脂的防锈性能，有一定的效果，但最有效的方法还是改变漆的成分。　　由于漆会产生有害的酸性气体，当然会引起轴承生锈，具体解决方法为： 　　(1)尽量使用无溶剂漆。 　　(2)如有可能，选用不含氧化成分的浸渍漆，如环氧尿烷(Epoxy-urethane)基或未变性环氧(Epoxy-)基浸渍漆。 　　(3)使用三聚氰醇酸浸渍漆时，应调整固化温度和固化时间，固化温度以略高于130℃(如135℃)和固化时间大于180min为宜，且必须严格执行工艺，尤其在高温潮湿季节，因为从防锈的观念来看，油漆厂的样本里规定的漆干燥(固化)时间，并不一定充分，电机有具体的内在形状。 　　(4)采用不含挥发性酸的漆。 　　(5)选择耐水解性好的漆。 　　(6)尽量选用矿物油系轴承润滑脂。 　　(7)电机厂在自行注入润滑脂时，为避免空气中水蒸气和尘埃进入轴承产生噪声和可能造成的又一锈蚀因素，润滑脂容器应是密封的，即使在注脂时也应如此，且注脂量按标准应是一定的，如采用6202轴承时，参考值在0.60～0.80g范围内，注脂工序应保持清洁，干燥。 　　(8)选用有微孔的塑料薄膜包装，使电机启用前有一定透气。用塑料薄膜密封包装时，漆气会留在轴承内，水份会结露，应设法避免。 　　(9)润滑脂在电机盖喷粉或喷漆后固化时的高温影响下可能会变质。 　　(10)与轴承生产厂家协商，在轴承生产时，使用更有效的防锈剂。 　　(11)为彻底解决漆锈，可以考虑由电机生产厂、轴承生产厂及油漆生产单位共同商讨，综合各方面的能力，以解决轴承的锈蚀。 　　5　结语
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