电绝缘滚动轴承具有内置于轴承中的电绝缘功能，可提供可靠的电流通道和电气腐蚀保护。典型应用是电动机、发电机和其他电机。在本文中，解释了电流通过滚动轴承的原因，损坏症状和对策，电绝缘轴承的性能和生产过程。

滚动轴承外圈和内圈之间的电势差会导致破坏性电流，从而永久损坏轴承的滚道并损害其运行特性。电流导致滚动体与内圈或外圈之间的接触区放电。这反过来又会导致表面局部熔化。结果：点蚀、材料转移和热应力造成的局部微观结构损坏。至少一层非常薄的侵蚀表面被重新硬化，使其非常坚硬且容易开裂。这个过程称为电腐蚀，经常影响机电应用中的轴承，如发电机和电动机，但也影响由电动机驱动的机器，如泵和变速箱。此外，放电使润滑剂无用。润滑剂中所含的基础油和添加剂氧化，导致润滑剂呈黑色特征。过早老化会永久损害润滑剂在金属表面之间形成分离层的能力。轴承的功能表面损坏和润滑作用的丧失导致轴承功能的迅速丧失。

电流不想要通过滚动轴承的可能原因

图 1a

图 1b

电流通过导致圆柱滚子轴承的内圈滚道（图 1a）和滚动体侧表面（图 1b）形成凹坑/凹槽。

电流放电的主要原因是已知的。电机磁通量的不对称会在轴和轴承座之间产生低频电压，从而导致电流流过滚动轴承。如果机器的接地连接无效，使用非屏蔽的非对称电缆也可能导致这种电流通过。另一个原因是使用变频器：许多变频器的工作原理基于脉宽调制（PWM）并产生高频共模电压，这也导致电流通过滚动轴承。最后，轴和轴承座的静电充电，然后通过滚动轴承排出也是一个可能的原因。

损伤症状和可能的对策

电腐蚀的典型迹象包括滚道和滚动体表面的灰色、失去光泽的轨道。熔体坑（图 1a 和 1b）或凹槽也清晰可见，主要在滚道表面。电流放电引起的损坏通常表现为运行噪音增加。

为了防止此类损坏，建议在轴承座或轴上对轴承座进行绝缘。然而，这需要对周围部件进行额外的设计措施。在这种情况下，一种简单、经济的解决方案是使用NKE的电绝缘滚动轴承。由于绝缘轴承的关键尺寸和性能数据与相应的非绝缘型号相同，因此不需要更改整体设计。

电绝缘轴承 – 性能和应用

电绝缘轴承，配有氧化物陶瓷绝缘层。表中概述了绝缘层的各种设计变体。电绝缘滚动轴承具有与相应的非绝缘类型完全相同的外部尺寸和技术特性。

这些轴承最重要的优点是更高的运行可靠性，这是通过最佳的抗电腐蚀保护来保证的。电绝缘轴承比在轴承座或轴上应用绝缘材料便宜。它们可与传统轴承互换，因为它们具有相同的关键尺寸和技术特性。在电机中使用时，它们还降低了损坏风险，因此比传统轴承的使用寿命更长。当电绝缘轴承处理得当时，没有损坏涂层的风险。

电绝缘轴承的主要范围包括圆柱滚子轴承和深沟球轴承，但所有其他轴承类型也可以进行电气隔离。应用领域包括铁路车辆的牵引电机、电动机和发电机，特别是与快速开关变频器配合使用。

电绝缘滚动轴承生产工艺及工作原理

电绝缘轴承，绝缘层通过等离子喷涂（薄膜技术）施加到外圈（SQ77或SQ77C – 图2a）或内圈（SQ77E或SQ77H – 图2b）。在等离子喷涂过程中，在具有合适气体供应的两个电极之间产生电弧。等离子射流用作载体介质，用于将氧化铝粉末（Al2O3）高速施加到外圈或内环上。为了获得最佳保护，氧化层还覆盖了喷涂环的侧面。在下一个工艺步骤中，然后密封该层以防止水分渗透。

图 2a 图 2b

图 2a 和 2b：对于电绝缘轴承，通过等离子喷涂（一种薄膜技术）将绝缘层涂覆到外圈（SQ77 或 SQ77C – 图 2a）或内圈（SQ77E 或 SQ77H – 图 2b）上。

绝缘层的物理效应取决于导致轴承中有害电流的电压频率。在直流电压的情况下，绝缘轴承具有欧姆电阻。该电阻越高，电流越低。绝缘轴承的电阻值大于 50 MΩ，从而将电流限制在不会对轴承造成损坏的水平。

在交流电压的情况下，绝缘轴承的电容性质是有利的。然后，轴承的行为方式与由电阻器和电容器组成的并联电路大致相同，具有频率相关的电阻，称为阻抗。阻抗决定了在给定的电压和频率值过轴承的交流电的大小。在这里，阻抗也应尽可能高，以便将电流降低到不会损坏轴承的水平。

为了达到高阻抗值，绝缘层的电阻必须高，电容必须低。这可以通过使绝缘层尽可能厚并减少整体绝缘表面积来实现。当转移到轴承上时，这意味着该层最好应用于内圈的孔。然而，由于成本原因和制造过程的限制，涂层通常应用于外径。在大多数情况下，这仍然可以充分防止电气腐蚀造成的损坏。涂层的另一个重要特性是其介电强度。根据其型号的不同，轴承的介电强度至少为1000 V或2000 V。

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