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风力发电机用FAG电绝缘轴承

在风力发电机中，常用带 J20C 涂层的FAG深沟球轴承来防止电腐蚀的发生。

风力发电机用FAG轴承的技术要求

防止电机内部的感应电压产生电流破坏FAG轴承。

风力发电机用FAG轴承的解决方案

在风力发电机中安装两个FAG深沟球轴承 FAG 6332-M-J20C-C3。

由于电压的快速切换，产生的高频电流将会同时通过两端FAG轴承。最好的防止FAG轴承电腐蚀的方案是选择内圈带 200 μm 绝缘涂层的FAG深沟球轴承。

三相电机用的FAG深沟球轴承

对于三相感应电机，常用带 J20AB 涂层的FAG深沟球轴承来防止电腐蚀的发生。

三相电机用FAG深沟球轴承的技术要求

防止电机内部的感应电压产生电流破坏FAG轴承。

解决方案

在该三相电机的风扇端使用一个带绝缘层的FAG深沟球轴承 FAG 6316-J20AB-C3 ，驱动端使用一个普通FAG深沟球轴承 FAG 6320-C3。带绝缘层的FAG深沟球轴承切断了沿轴产生的感应电压引起的电流回路。两端FAG轴承都采用脂润滑。需要安装再润滑装置。

FAG电绝缘轴承的涂层处理工艺

等离子喷涂工艺，首先在两个电极间产生电弧， 这种电弧使得导入的惰性气体离子化。产生的等离子气流用来传送氧化铝粉末。这种粉末随即被热熔化并以高速喷涂在FAG轴承的内圈或外圈上。用这种方式，氧化物涂层可以非常牢固的粘附在基体材料上，基体材料需要提前被打磨粗糙。最后涂层还需要经过一道密封工艺。

介质击穿强度

这种绝缘涂层 100% 都经过质量检测，我们确保FAG轴承涂层的击穿强度至少为：

• J20AB 涂层至少达到 1000 VDC
• J20AA, J20C 涂层至少达到 3000 VDC
• J20B 涂层至少达到 500 VDC。

低于以上电压值，FAG轴承的绝缘涂层只允许极小的电流通过轴承。原则上，FAG绝缘轴承可以等效成电阻和电容的并联电路。为了保证FAG轴承良好的绝缘效果，欧姆阻值应该尽可能高，电容应该尽可能低。

FAG电绝缘轴承的设计和安全指导

过电流导致的典型FAG轴承损伤

不管FAG轴承通过直流电还是交流电 （频率在 MHz 以下），我们总能在FAG轴承内部发现同样的破坏形式。

FAG轴承滚道和滚动体上的痕迹

在多数情况下，我们都能在FAG轴承滚道和滚动体表面发现均匀的暗灰色痕迹。但是这个视觉特征不是特定的，有时也有可能由其它因素引起，例如润滑剂中含有研磨剂成分。

FAG轴承的电蚀沟痕

所谓的电蚀沟痕是指FAG轴承滚道面在运转方向上有连续的周期性沟痕。这类现象大多是由于FAG轴承通过电流所导致。

FAG轴承的损伤结构

只有通过扫描电子显微镜 （SEM）我们才会明显的看到几乎所有FAG轴承的损伤表面都密布着凹坑和 μm 级的焊点。这也证实了有电流通过FAG轴承 。

FAG轴承损伤的发展过程

这类凹坑和焊点的形成是由于在滚道和滚动体表面微小的接触点间发生电流放电所导致。在全流体润滑状态下，电流会击穿油膜的薄弱点，电火花产生的能量会在瞬间熔化相邻金属的表面。在混合摩擦状态下 （金属与金属相接触），相邻表面也会发生熔合，但随着FAG轴承的运转又会被迅速地分开。在这两种情况下，都会有材料从金属表面脱离，然后 立刻凝固成焊点。也有一些焊点会混入润滑剂，另一些还会沉积在滚道表面。随着FAG轴承的不断运转，这些焊点和凹坑也会被碾压磨平。在持续电流的作用下，在相邻表面的很薄的表层上会重复多次上述熔化和凝固的过程。

然而，在多数电腐蚀FAG轴承的内部，更容易发现电蚀沟痕。这类滚道和滚动体上的周期型痕迹是持续过电流和FAG轴承部件振动的综合影响所致。当滚动体滚过一个足够大的凹坑时，它会产生纯径向位移，位移的程度取决于轴承的内部几何尺寸、速度和轴承载荷。当滚动体来回摆动时，润滑油膜的厚度会发生变化，同时会在 该区域产生更多的放电火花，这种自激式过程就被激发了。一段时间以后，在套圈滚道的整个圆周方向上都布满了电蚀沟痕。这会引起比较明显的轴承振动，最终导致整个FAG轴承的失效。