根據石墨軸承斷片斷口處樹脂碳化形成的孔洞和接觸鋼鋁環端面燒傷特征的顯微觀察，可以判斷石墨軸承是由于轉子轉動過程中上端面與石墨軸承端面接觸磨損，導致熱損傷和過載斷裂。

     石墨軸承附近鋁環端面的燒蝕特征和石墨碎片徑向斷口觀察到的樹脂碳化形成的孔洞，都說明石墨軸承在服役過程中產生大量熱量，高熱石墨碎片破碎甩出，燒壞了定子銅線。這個熱源最大的可能是石墨軸承端面會與轉子上端的鋼端面發生摩擦，這與體視圖、金相組織和截面硬度檢驗結果一致。轉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，都說明轉子鋼端面也承受著很大的摩擦熱。由以上可以判斷，電機在服役過程中，由于轉子石墨軸承端面與鋼端面摩擦產生大量熱量，進而導致石墨軸承部分區域樹脂碳化形成徑向裂紋。在隨后的使用過程中，由于徑向裂紋的存在，石墨軸承由于端面之間的摩擦導致了沿周向的過載開裂。

     電機安裝后，石墨軸承端面與轉子上端面有一定間隙，正常使用時沒有磨損。建議控制電機的安裝過程，避免石墨軸承與轉子端面接觸，以保證安裝間隙符合要求。

石墨軸承是在金屬軸承的基礎上發展起來的具有機械設備性能要求的碳。

     庫軸承[1-2]。碳軸承具有自潤滑、耐高溫、耐腐蝕、重量輕等不同于金屬軸承的特性。在飛機電氣系統的電機中，常采用石墨軸承作為機械滑動底座[3-4]。有文獻對石墨零件的故障進行了分析[5-11]，但沒有對電機石墨軸承的相關文獻研究。

     修好后對電機進行測試，發現其信號指示燈不亮。發現黃線和紅線開路，通電后電機不工作。分解檢查，C相電路中溫度保險絲熔斷，石墨軸承斷損。為查明石墨軸承斷裂原因，對電機中與石墨軸承接觸的相關零件進行了外觀觀察、體視學檢查、顯微組織檢查和硬度測試，并對石墨軸承斷裂進行了顯微分析。找出了斷裂原因并提出了改進建議，為后續該類產品的故障判斷和預防提供了依據。

1試驗過程和結果

1.1外觀觀察

   拆開電機后發現石墨軸承斷裂。斷裂位置在石墨軸承鋁環附近(圖1a)。壓裂后的石墨軸承區塊呈環狀，除環向裂縫外還有兩條徑向裂縫(圖1b)。電機內轉子鋼端面有明顯的周向磨痕(圖2a)，選用完好定子時鋼端面無明顯周向磨痕(圖2b)。檢查電機內部定子，發現銅線四周有明顯的燒熔特征(圖2c)。

     近面結構與心臟結構無明顯區別，但近面有明顯的燒蝕熔化孔洞。

     測試轉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。可以看出，近表面硬度比心部硬度高兩倍以上，這與之前的金相觀察結果相對應。2分析和討論

1.2立體檢查

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

    觀察電機石墨軸承旁邊的鋁環端面，整個鋁環端面有多處損傷(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)。

    對石墨軸承發動機環形斷裂碎片的分析表明，周向斷裂起伏較多，斷面粗糙(圖5a)；徑向斷裂面相對平坦，這與周向斷裂面截然不同(圖5b)。

    掃描電鏡觀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，無明顯缺陷和內部夾雜。徑向斷口形貌如圖7所示。低倍下，兩側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，兩側斷口可見明顯的孔洞特征。徑向斷口形貌可能是環氧樹脂膠粘劑在石墨中高溫分解碳化形成的。

3結論

1)電機石墨軸承受熱損壞，過載斷裂；

2)轉子石墨軸承端面與鋼端面摩擦造成熱損傷；

3)建議控制電機石墨軸承與轉子端面的安裝間隙，以減少相對摩擦造成的熱損傷。

1.4組織檢查

     電機轉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察。金相組織如圖8所示。可以看出，近端組織和芯部組織有明顯的區別，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。

將電機石墨軸承旁邊的鋁環截面積進行切割、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，用金相顯微鏡觀察金相組織。