认识绝缘轴承

轴承是机械装备中重要的核心基础件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，其性能优劣直接影响着重大装备与主机的质量、性能及可靠性，常常被誉为机械装备中的“心脏”零部件。

我国轴承工业飞速发展，轴承品种由少到多，产品质量和技术水平从低到高，行业规模从小到大，已经形成了产品门类基本齐全、生产布局较为合理的专业生产体系。

小编：你知道轴承是用什么材料制成的呢？

读者：印象当中，绝大部分是钢制、闪闪发亮的吧？

小编：没错。轴承一般用的是高碳钢GCr15，就是俗称的轴承钢。此外还有渗碳轴承钢、不锈轴承钢、耐高温轴承钢、中碳耐冲击轴承钢，现在最新型的轴承材料是陶瓷。

读者：钢制的轴承怎么能绝缘呢？

小编：下面我为大家讲讲由清华大学天津高端装备研究院复合制造与智能识别研究所研发的绝缘轴承，来解决你的困惑。

绝缘轴承采用特种喷涂工艺，在轴承的外表面喷镀优质覆膜，覆膜与基体结合力强，绝缘性能好，可避免感应电流对轴承的电蚀作用，防止电流对润滑脂和滚动体、滚道造成的损坏，提高轴承的使用寿命。
防止轴承电腐蚀的措施有两种，一种是在电机轴上装接地装置（分流），使电流不通过轴承；一种是使轴承成为绝缘体。从可靠性等方面来看，解决牵引电机轴承电蚀问题，以绝缘轴承方式为主。而比起其它绝缘方法，如轴或外壳绝缘等，更加符合成本效益和可靠。绝缘轴承的外形尺寸和基本技术特点与非绝缘轴承相同，因此可以百分之百互换。适用于电机、发电机，特别是变频电机应用更广泛。

如何使轴承成为绝缘体呢？
清华的科研人员选用两种不同的材料，通过等离子喷涂制备工艺使轴承成为绝缘体。
方法一：使用氧化物、树脂等绝缘材料喷涂轴承零件，使之成为绝缘轴承。
方法二：以氮化物绝缘陶瓷制作绝缘轴承。

氧化物绝缘轴承

氮化物绝缘轴承

通过等离子喷涂制造的绝缘轴承优势：
1.良好的结合强度
等离子喷涂的高速性能确保轴承表面结合强度大于30MPa，从而保证涂层经久耐用。
2.工作热影响小
因采用特殊工艺参数，熔化的粒子喷涂在套圈表面时，被迅速冷却并凝固，能使轴承表面始终保持在100℃左右，消除高温对轴承带来的变形影响。
3.专业封孔技术
喷涂后采用专业的后续封孔技术，能渗透喷涂层的20%左右厚度。
①防止涂层磨削加工时从砂轮上掉下来的磨粒污染涂层中的孔隙；
②保证涂层绝缘性能；
③提高涂层的抗腐蚀性能 ；
④封填孔隙，以防止氧化；
⑤保证涂层的气密性。

绝缘方式的应用，一般根据电机的电源状态来决定，对于高压大电机，或用于变频电源供电的电机，考虑电源中含有的高频成分，会造成电机轴电流的增加；另外，涉及一些特殊工况，比如电动汽车、轨道机车牵引电机、风力发电机等，必须采用相应的绝缘方案。
随着科技的迅猛发展，绝缘轴承的应用领域越来越广泛，主要包括以下几个领域：电力行业、铁路行业、机械及冶金行业、矿业机械行业、石化行业等。