在近年來(lái)新造的電動(dòng)車(chē)上，安裝了可變電壓、可變頻率控制的交流牽引電動(dòng)機(jī)，這種交流牽引電動(dòng)機(jī)具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，但為適應(yīng)軸承高速旋轉(zhuǎn)和牽引電動(dòng)機(jī)各部件溫度上升的特點(diǎn)，還必須解決原有鋼制軸承的“電蝕”危害，來(lái)提高軸承、潤(rùn)滑脂的耐熱性和耐久性。
注：電蝕是旋轉(zhuǎn)中軸承內(nèi)部有電流通過(guò)，穿過(guò)滾動(dòng)接觸部位非常薄的油膜從而產(chǎn)生電火花，造成局部熔化的一種損傷。
1 牽引電動(dòng)機(jī)用絕緣軸承的基本要求
目前，解決電蝕的對(duì)策是設(shè)置旁通電路使電流流向軸承外部，或使軸承周?chē)^緣以切斷電流，具體方法有:
(1)在牽引電動(dòng)機(jī)主軸或機(jī)殼安裝接地裝置,使電流不經(jīng)過(guò)軸承內(nèi)部。
(2)使用絕緣軸承架或絕緣軸承。
從價(jià)格和可靠性方面來(lái)看，以絕緣軸承方式為主。
牽引電動(dòng)機(jī)用絕緣軸承大致有三種,即: 樹(shù)脂覆膜軸承；混合陶瓷軸承；陶瓷噴鍍軸承。
①樹(shù)脂覆膜軸承
該種軸承目前應(yīng)用較多的是PPS (聚苯硫醚)絕緣軸承，它的外圈外表面涂覆有PPS 絕緣樹(shù)脂，以防止軸承電蝕。優(yōu)勢(shì)是電絕緣性能優(yōu)異、價(jià)格低廉。劣勢(shì)在于這種軸承不宜用在軸承溫度急劇升高的機(jī)械，或?qū)^(guò)盈量變化有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，因此多用于條件較寬松的電機(jī)中。
②混合陶瓷軸承
指軸承中僅有滾動(dòng)體零件是由陶瓷材料制成，又稱(chēng)混合式陶瓷球軸承，它是用工程陶瓷作為軸承材料，具有好的機(jī)械和熱性能，即：具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、斷裂性、抗沖擊力、耐高溫、抗氧化能力等一系列比金屬材料更好的性能，適用于做軸承的陶瓷材料主要有氮化硅( Si3N4 )、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)。這三種陶瓷材料中，氮化硅綜合性能優(yōu)越，已成為陶瓷軸承的首選材質(zhì)。它的特點(diǎn)在于失效形式與軸承鋼一樣，是以有先兆的剝落方式出現(xiàn)的。而氧化鋯、氧化鋁均以碎裂的失效形式出現(xiàn)。
③陶瓷噴涂軸承
是在軸承內(nèi)環(huán)或外環(huán)上噴涂一層陶瓷絕緣涂層。陶瓷絕緣涂層采用等離子噴涂方法制備，然后采用封孔劑進(jìn)行封孔處理。外環(huán)帶有涂層的軸承，主要用于中等尺寸的軸承；內(nèi)環(huán)帶有涂層的軸承，主要用于較大尺寸軸承或絕緣要求更高的場(chǎng)合。軸承的尺寸公差和精度符合ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),與原型完全一致。其性能、尺寸、精度都和普通軸承一樣，可以直接進(jìn)行替換。
牽引電動(dòng)機(jī)用絕緣軸承除了一般軸承的要求外,還多了絕緣性能的要求。主要有:
(1)絕緣電阻穩(wěn)定性(周?chē)鷾囟?、濕度等變化引起的絕緣能力不得有明顯下降)。
(2)一定的機(jī)械強(qiáng)度(在壓、拔或掉落時(shí)不得有碎裂)。
(3)軸承旋轉(zhuǎn)性能。
(4)耐堿、清洗劑、煤油等的性能。
(5)與軸、軸承箱等的互換性等。
綜合條件來(lái)看，陶瓷軸承更為符合牽引電動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。
2 牽引電動(dòng)機(jī)用組合式陶瓷軸承的優(yōu)越性
(1)在陶瓷軸承中,氮化硅陶瓷滾動(dòng)體是電絕緣體。
在通直流電的情況下，無(wú)密封圈或防塵蓋的陶瓷軸承是一個(gè)絕緣體，其電阻值達(dá)數(shù)千兆歐姆；在高頻電流作用下，陶瓷軸承的陶瓷滾動(dòng)體在內(nèi)圈和外圈之間起絕緣作用。由于混合陶瓷軸承電容非常低,滾道接觸很小，滾動(dòng)體直徑相對(duì)較大，氮化硅材料的介電常數(shù)相對(duì)較低等，即使電流的頻率為1 MHz 高頻環(huán)境下，其電阻值也在1 kΩ 以上。因此，陶瓷軸承對(duì)防止軸承電蝕損害非常有效，特別是在高頻電流情況下更是如此。
(2)陶瓷軸承比鋼制軸承的潤(rùn)滑脂壽命長(zhǎng)。
鋼制軸承在電流通過(guò)時(shí)，因電流放電產(chǎn)生的局部高溫會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑脂的添加劑和基油發(fā)生反應(yīng)，使基油燃燒或炭化，潤(rùn)滑脂會(huì)變硬、變黑，油脂迅速衰變。陶瓷軸承的潤(rùn)滑脂雖然也會(huì)像普通軸承一樣出現(xiàn)惡化,但不會(huì)發(fā)生燒傷。通過(guò)對(duì)直至燒損為止的旋轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，陶瓷軸承的潤(rùn)滑脂壽命為鋼制軸承壽命的3~4倍。
(3)陶瓷軸承可以經(jīng)受靜態(tài)振動(dòng)下的潤(rùn)滑不良。
在潤(rùn)滑油粘度高、油膜形成很容易時(shí)，陶瓷軸承和鋼制軸承的壽命幾乎一樣；當(dāng)潤(rùn)滑油粘度低時(shí)，一般軸承的壽命會(huì)很短。因?yàn)?，此時(shí)滾動(dòng)體與內(nèi)外圈為同一種材質(zhì)，相互很容易粘著，而使用不同種材料的陶瓷滾動(dòng)體，由于缺少活性，對(duì)壽命的提高是有利的。