E-Lub Tester介电摩擦仪:滚动轴承和其他机械元件中的电气击穿

EDM火花侵蚀在电动驱动和风力涡轮机中是一个巨大的问题
逆变器控制的电动机被广泛应用于许多技术领域。产生的电场影响了驱动轴的电容耦合轴承。因此,这些轴承中使用的润滑剂不仅在机械上受到应力,还在电学上受到应力。

为了选择合适的润滑剂,需要了解液体的电学特性。电导率及其介电强度在这里非常重要。后者参数指示在介质中引起电流流动所需的外部电压。这种电流流动会损坏轴承滚道(见下文),并且还会污染润滑剂。因此,润滑剂的电气负荷会导致过早老化和增加的维护需求。

图:轴承滚道上典型的电气引起的磨损图案 – (1)坑洞(点蚀损伤),(2)凹槽,(3)灰色霜

发生的轴承电流可以分为电容重新充电电流、放电电流(所谓的“电火花加工电流”或“EDM电流”)、转子接地电流和循环轴承电流,这些电流都已知对轴承有损害作用。

在发生的损伤现象类型中,由润滑/摩擦条件定义的摩擦学系统与所产生的电气行为之间的相互作用起着至关重要的作用。

滚动或滚珠轴承中存在的润滑条件与发生的轴承电流类型之间的因果关系已经被凯撒斯劳滕工业大学的MEGT科学家调查过[Maschinenelemente und Getriebetechnik Berichte Bd. 20/2016, ISBN 978-3-95974-029-6],可以通过以下图示说明:

图:润滑条件和滚动轴承中的EDM放电频率 [“How Shaft Voltage Causes Bearing And Lubricant Degradation”; Hausner, Simon; 在2024年明尼阿波利斯STLE年会上介绍flucon的双重方法]

这清楚地显示了放电电流频率(红色)与其他恒定的机械边界条件之间的温度依赖关系。

在其他恒定系统中温度的增加伴随着润滑剂粘度的降低,从而减小了润滑间隙高度。因此,所调查的滚动轴承从全润滑条件转变为混合摩擦条件,这由示例性的润滑间隙剖面(蓝色)所说明。

除了温度和粘度,速度和负载也是影响击穿频率的相关影响变量。

创新测试:使用flucon进行有针对性的EDM分析
E-Lub Tester可用于有选择地在轴承上设置电气负荷,并记录特定的EDM频率(击穿倾向),作为可变操作变量(温度、速度、机械负载、电压)的函数。还可以通过特殊的斜坡功能确定击穿电压。

由于我们团队多年来一直在进行黏度和电液参数随温度和压力变化的特殊分析,我们能够以最佳方式记录润滑间隙中的条件。

除了我们独特高压实验室的特征数据,基础还在于使用E-Lub Tester介电摩擦仪进行的新调查,该仪器也可作为Falex Four-Ball的适配器。


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