根據(jù)石墨軸承斷片斷口處樹(shù)脂碳化形成的孔洞和接觸鋼鋁環(huán)端面燒傷特征的顯微觀(guān)察,，可以判斷石墨軸承是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中上端面與石墨軸承端面接觸磨損,，導(dǎo)致熱損傷和過(guò)載斷裂,。

     石墨軸承附近鋁環(huán)端面的燒蝕特征和石墨碎片徑向斷口觀(guān)察到的樹(shù)脂碳化形成的孔洞,，都說(shuō)明石墨軸承在服役過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量,，高熱石墨碎片破碎甩出,，燒壞了定子銅線(xiàn),。這個(gè)熱源最大的可能是石墨軸承端面會(huì)與轉(zhuǎn)子上端的鋼端面發(fā)生摩擦,，這與體視圖、金相組織和截面硬度檢驗(yàn)結(jié)果一致,。轉(zhuǎn)子鋼端面的周向熔化磨損特性,，從端面到芯部的顯微組織變化，端面與芯部硬度的巨大差異,，都說(shuō)明轉(zhuǎn)子鋼端面也承受著很大的摩擦熱,。由以上可以判斷，電機(jī)在服役過(guò)程中,，由于轉(zhuǎn)子石墨軸承端面與鋼端面摩擦產(chǎn)生大量熱量,，進(jìn)而導(dǎo)致石墨軸承部分區(qū)域樹(shù)脂碳化形成徑向裂紋。在隨后的使用過(guò)程中,，由于徑向裂紋的存在,，石墨軸承由于端面之間的摩擦導(dǎo)致了沿周向的過(guò)載開(kāi)裂。

     電機(jī)安裝后,，石墨軸承端面與轉(zhuǎn)子上端面有一定間隙,，正常使用時(shí)沒(méi)有磨損。建議控制電機(jī)的安裝過(guò)程,，避免石墨軸承與轉(zhuǎn)子端面接觸,，以保證安裝間隙符合要求。

石墨軸承是在金屬軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的具有機(jī)械設(shè)備性能要求的碳,。

     庫(kù)軸承[1-2],。碳軸承具有自潤(rùn)滑、耐高溫,、耐腐蝕,、重量輕等不同于金屬軸承的特性。在飛機(jī)電氣系統(tǒng)的電機(jī)中,，常采用石墨軸承作為機(jī)械滑動(dòng)底座[3-4],。有文獻(xiàn)對(duì)石墨零件的故障進(jìn)行了分析[5-11]，但沒(méi)有對(duì)電機(jī)石墨軸承的相關(guān)文獻(xiàn)研究,。

     修好后對(duì)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試,，發(fā)現(xiàn)其信號(hào)指示燈不亮。發(fā)現(xiàn)黃線(xiàn)和紅線(xiàn)開(kāi)路,，通電后電機(jī)不工作,。分解檢查，C相電路中溫度保險(xiǎn)絲熔斷,，石墨軸承斷損,。為查明石墨軸承斷裂原因，對(duì)電機(jī)中與石墨軸承接觸的相關(guān)零件進(jìn)行了外觀(guān)觀(guān)察,、體視學(xué)檢查,、顯微組織檢查和硬度測(cè)試，并對(duì)石墨軸承斷裂進(jìn)行了顯微分析,。找出了斷裂原因并提出了改進(jìn)建議,，為后續(xù)該類(lèi)產(chǎn)品的故障判斷和預(yù)防提供了依據(jù)。

1試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果

1.1外觀(guān)觀(guān)察

   拆開(kāi)電機(jī)后發(fā)現(xiàn)石墨軸承斷裂,。斷裂位置在石墨軸承鋁環(huán)附近(圖1a),。壓裂后的石墨軸承區(qū)塊呈環(huán)狀，除環(huán)向裂縫外還有兩條徑向裂縫(圖1b),。電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子鋼端面有明顯的周向磨痕(圖2a),，選用完好定子時(shí)鋼端面無(wú)明顯周向磨痕(圖2b)。檢查電機(jī)內(nèi)部定子,，發(fā)現(xiàn)銅線(xiàn)四周有明顯的燒熔特征(圖2c),。

     近面結(jié)構(gòu)與心臟結(jié)構(gòu)無(wú)明顯區(qū)別，但近面有明顯的燒蝕熔化孔洞,。

     測(cè)試轉(zhuǎn)子鋼端截面試樣的維氏硬度,，近表面硬度HV1為636.0 ~ 657.4，心部基體HV1為298.8 ~ 299.7,?？梢钥闯觯砻嬗捕缺刃牟坑捕雀邇杀兑陨?，這與之前的金相觀(guān)察結(jié)果相對(duì)應(yīng),。2分析和討論

1.2立體檢查

    從電機(jī)轉(zhuǎn)子上部鋼制端面的觀(guān)察可以看出，該端面的磨損是沿圓周方向分布的(圖3a),。放大觀(guān)察發(fā)現(xiàn),，端面的磨痕都是熱熔燒蝕特征(圖3b)。

    觀(guān)察電機(jī)石墨軸承旁邊的鋁環(huán)端面,，整個(gè)鋁環(huán)端面有多處損傷(圖4a),。放大顯示受損部位有孔洞，是明顯的熱熔燒蝕痕跡(圖4b),。

    對(duì)石墨軸承發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形斷裂碎片的分析表明,，周向斷裂起伏較多，斷面粗糙(圖5a),；徑向斷裂面相對(duì)平坦,，這與周向斷裂面截然不同(圖5b)。

    掃描電鏡觀(guān)察到石墨軸承片段斷裂,。周向斷口形貌如圖6所示,。低倍斷口呈扁平狀，高倍斷口呈片狀脆性斷裂,，無(wú)明顯缺陷和內(nèi)部夾雜,。徑向斷口形貌如圖7所示。低倍下,，兩側(cè)和中間部分的斷裂特征存在差異,。高倍鏡下，中部斷口為片狀脆性斷口,，兩側(cè)斷口可見(jiàn)明顯的孔洞特征,。徑向斷口形貌可能是環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑在石墨中高溫分解碳化形成的。

3結(jié)論

1)電機(jī)石墨軸承受熱損壞,，過(guò)載斷裂,；

2)轉(zhuǎn)子石墨軸承端面與鋼端面摩擦造成熱損傷；

3)建議控制電機(jī)石墨軸承與轉(zhuǎn)子端面的安裝間隙,，以減少相對(duì)摩擦造成的熱損傷,。

1.4組織檢查

     電機(jī)轉(zhuǎn)子鋼端面截面積切割、鑲嵌,、打磨,、拋光，然后制作金相試樣,。樣品用體積比為4%的硝酸酒精蝕刻,，然后用金相顯微鏡觀(guān)察。金相組織如圖8所示?？梢钥闯?，近端組織和芯部組織有明顯的區(qū)別，近端組織為淬火馬氏體,，芯部組織為回火索氏體+析出碳化物,。

將電機(jī)石墨軸承旁邊的鋁環(huán)截面積進(jìn)行切割、鑲嵌,、打磨,、拋光，然后制作金相試樣,。用0.5%氫氟酸水溶液腐蝕后,，用金相顯微鏡觀(guān)察金相組織。