绝缘轴承孔隙率对绝缘性能有什么影响

一、绝缘轴承发展背景

随着中国轨道交通的发展，对电动机轴承的绝缘性能要求极高。通过对喷涂工艺的优化及孔隙率的研究，制备出绝缘性能及力学性能均符合要求的绝缘涂层。国外的绝缘轴承发展历程比国内要久，产品技术比较成熟

二、为什么绝缘轴承孔隙率对绝缘性能有影响

牵引电动机轴承对绝缘性能和力学性能都要求极高，目前国外已有成熟的绝缘涂层喷涂、磨削、密封等技术。其中，孔隙率是绝缘涂层的重要指标之一。

在相同绝缘涂层厚度下，通过降低涂层中的孔隙率，可以提高绝缘性能，但会出现绝缘涂层力学性能降低，出现不耐碰撞、易产生裂纹等问题。

三、进行绝缘轴承对孔隙率的分析

综合比较国外轴承的空隙率，制备绝缘试样孔隙率选择三个范围：

试样1为15%～20%、试样2为8%～15%、试样3为3%～5%。试验的绝缘涂层厚度为0.2mm，通过微观组织、测量电阻值、跌落试验，以及在3000V、5000V下是否被击穿等4个方面来判断孔隙率对绝缘涂层性能的影响

四、绝缘轴承对孔隙率试验阶段

1、微观组织分析

微观组织分析 不同的孔隙率试样如图所示

（1）、试样1孔隙率在15%～20%:微观组织中可以明显分析出组织不致密，空隙较大，有明显的裂纹，存在被击穿风险。

（2）、试样2孔隙率在8%～15%:从微观组织中分析出，绝缘涂层有分层现象，对绝缘涂层性能有一定影响。

（3）、试样3孔隙率在3%～5%:从微观组织中分析出，绝缘涂层致密，无分层现象，无较大空隙，是良好的绝缘组织

2、测量电阻值

测量不同孔隙率试样的电阻值，来判断孔隙率对绝缘性能的影响，结果见表2。

从表2可看出，绝缘涂层在孔隙率为3%～5%时，绝缘阻值最大，优于其他孔隙率试验的绝缘阻 值。

3、击穿试验

测量不同孔隙率在3000V、5000V电压下是否被击穿，以判断孔隙率对绝缘性能的影响，见表3。

4、跌落试验

制备孔隙率为3%～5%的绝缘涂层外圈，涂层厚度为0.5mm，如图所示。

初始绝缘电阻、电容值结果：轴承外圈在5000V（DC）时，绝缘电阻84GΩ，电容值1.35nF。

将试验轴承外圈分别按图所示A、B、C状态从100mm的高处自由落到固定铁板上，观察涂层情况，然后将绝缘外圈浸入沸水中4h后，进行绝缘性能检测。

绝缘电阻、电容值检测结果：轴承外圈在5000V（D C）时，绝缘电阻为80GΩ，电容值为1.37nF。

五、绝缘轴承孔隙率试验结果

从以上试验结果分析可得出如下结论：孔隙率在3%～5%时，既保证了最优的绝缘性能，同时也具有良好的力学性能。跌落试验后，绝缘性能没有明显下降，说明没有裂纹贯穿绝缘涂层，避免了在涂层内部产生“分层”“裂纹”等现象，从而使绝缘轴承可长期保持优良的绝缘性能。