大修投入使用后，轧机减速齿轮箱振动值增大。采用频谱分析技术对设备进行监测诊断，分析验证高速轴驱动端轴承内圈故障。轴承使用一周后出现异常磨损。为了找出故障原因，进行了一系列的测试和分析。

1.设备状态监测与故障诊断

2020 年 3 月 29 日大修完成一周后，监测发现设备高速轴驱动端振动值从 2.4mm/s 增加到 7.2mm/s，总加速度包络值从1.87gE增加到22.3gE，频谱图中轴承内圈有故障频率()，两侧有多组侧频(图1)。分析为高速轴驱动端轴承内圈故障。 4月11日，大修时发现高速轴驱动端轴承内圈滚道有密实的凹坑和多处凹槽（图2）。

为了分析轴承内圈磨损的原因，对轴承内圈进行了相关测试分析，主要包括化学成分分析、硬度测量、SEM观察和EDS分析。通过相关试验，确定轴承内圈磨损是否与其自身质量及外界因素有关，找出轴承内圈短期磨损的原因。

2.实验分析及结果

2.1 化学成分分析

所用轴承()材质为GCr15钢，样品经光谱分析仪检测。成分分析见表1。样品符合GB/T标准。

2.2 硬度测定

取样断面，确定表层和内部基体的硬度，见表2。试样经GCr15调质后达到硬度标准。

2.3SEM观察和EDS分析

观察样品缺陷部分的形貌。表面有固化产物和污渍（图3）。能谱分析结果如图4所示，主要成分为C，微量K、Na、Si、P、Mg、Zn、Ca等成分推测为是污染物和油脂的添加剂。添加剂成分。

3.测试结果和讨论

轴承内圈的材质和硬度符合GCr15的要求。这种磨损与轴承本身的材料无关。 轴承内圈有两条平行的磨损痕迹，严重磨损，轴承周围有大量细小凹坑，磨损区域有油脂。 涂抹，油脂变黑碳化。在某些地区，油脂燃烧后有明显的凝固迹象，表现出电腐蚀的特点。

当电流通过轴承时，电流会穿透滚动接触部分极薄的油膜，产生火花，造成接触面局部熔损，形成电弧放电点蚀，造成轴承槽钢球电解腐蚀增加摩擦系数，加剧机械磨损，导致轴承异常发热。严重时会发展成剥落，最终导致轴承功能过早失效。电偶腐蚀对轴承的损坏程度取决于电流能量的大小和持续时间。损坏效果基本相似，包括滚动体、内外圈滚道上的电蚀坑和条状平行凹槽。电流的通过也会引起轴承内润滑脂结构的变化。局部高温会使添加剂与基础油发生反应，使基础油燃烧或碳化，油脂变黑变硬。同时，300℃左右的高温使润滑脂变稀，在旋转部件的作用下从间隙中抛出，润滑脂的快速失效也是导致轴承失效的典型模式。通过过电流。

4.当前的搜索和预防措施

为了找到流经轴承的电流来源，一步步进行了排查工作：经过接地体的接地电阻测试，0.028Ω的接地电阻值符合< span>接地标准；电机接地碳刷与转轴接触良好，电机碳刷接地电流与正常电机接地碳刷电流一致，可排除轴电流引起轴承电偶腐蚀；现场检查发现轧机减速 箱体附近有电焊作业，接地线通过减速箱接地直接与轧机减速箱相连。推测是电焊机运行过程中产生的大短路电流通过地线传导到减速箱，造成轴承电腐蚀。

防范措施： 设备主管部门颁布了电焊作业管理规定，规范接地。齿轮箱上的接地线严禁跳线或搭接，以防电流引起轴承电偶腐蚀。

5.结论

电焊作业的接地部分与齿轮箱的接地线重叠。电流通过轴承引起内圈腐蚀，这是轴承异常磨损的主要原因。采取相应的预防措施可以避免类似故障的发生。

文章来源：《失效分析与预防》 网址: http://www.sxfxyyf.cn/zonghexinwen/2021/0708/377.html

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