。影響軸承低摩擦的技術指標主要包括寬徑比、軸承間隙、軸承壁厚
、以及適用于極端(極限)工況的特殊設計
。
1)寬徑比:對于徑向軸承,寬徑比(B/d)通常在0.35~1.5之間
,而對于推力軸承
,大小徑比(D2/D1)通常取≤2。選擇較大的值會增加軸承的承載能力
,但同時會增加軸的變形和兩軸承孔不同軸度的敏感性
。
2)軸承間隙:軸承間隙對軸承的工作性能有重大影響。間隙過大可能導致磨損加劇和運轉精度降低
,而間隙過小則可能導致軸承過熱和溫升過高
,需要留有足夠大的配合間隙。一般無潤滑軸承的直徑間隙最好不小于0.075mm
。
3)軸承壁厚:運轉性能的影響隨軸承體積的增加而愈加明顯
。在保證強度許可下,壁厚應盡可能小
,以減少對運轉性能的影響
。
4)極端(極限)工況設計:在極端工況下,如低溫真空環(huán)境
,需要特殊設計的軸承以適應極低的溫度和高壓環(huán)境
。例如,固體潤滑滾動軸承在航天領域的應用
,通過內外圈大功率聯(lián)合制冷控溫
、徑向及軸向聯(lián)合電磁加載技術實現(xiàn)了極低溫/寬溫域、高真空等多種極端工況并存下的滾動軸承摩擦試驗及摩擦因素(系數)高分辨率測量
。
3 高速精密化
軸承的高速與低速并不是以軸承本身的轉速來衡量
,而是以其線速度來劃分。一般線速度達到60米每秒的軸承可被認為是高速軸承
。高速軸承通常表面更光滑
,內圈和外圈之間的距離非常小,因此對軸承精度的要求更高
。影響軸承高速的主要因素包括軸承類型
、尺寸、載荷
、潤滑方式
、保持架的材料和類型、軸承載荷
、預緊力
、驅動方式
、軸承游隙的大小以及軸承組合。
1)軸承類型和尺寸:不同類型的軸承在結構和材料上有所不同
,尺寸越大
,轉動慣量也越大,這都會影響軸承的轉速
。
2)載荷:軸承所承受的載荷越大
,摩擦阻力也越大,從而影響轉速
。
3)潤滑方式:合適的潤滑方式可以減少摩擦和磨損
,提高軸承的轉速。
4)保持架的材料和類型:也會影響軸承的轉速
。
5)軸承載荷:滾動軸承的極限轉速是在一定的載荷
、潤滑條件下達到的最高轉速,與軸承類型
、尺寸
、方向、潤滑方式
、游隙
、保持架結構、冷卻條件等都有很大關系
。
6)預緊力:過大的預緊力會導致滾動體與滾道面之間的接觸應力增大
,發(fā)熱量提高,進而導致軸承內部預緊力進一步增大
,使軸承更容易產生磨損,降低極限轉速
。
7)驅動方式:主軸驅動方式的不同會影響軸承的極限轉速
,如電主軸驅動時,如果同時使用外筒冷卻
,可能會導致軸承的內外圈溫差變大
,增加內部載荷,導致極限轉速降低
。
8)軸承游隙的大?div id="4qifd00" class="flower right">
。?zwnj;游隙的大小對軸承的運轉性能和壽命有重要影響,適當的游隙可以提高軸承的承載能力和極限轉速
。
9)軸承組合:通過大量供油快速帶走軸承產生的熱量
,可以提高極限轉速。
4 結束語
以新能源汽車的電驅動系統(tǒng)的應用為例
,軸承需要滿足長壽命
、耐蠕變
、高轉速、低摩擦
、低振動(噪音)的特性
。啟動力矩要求達0.002 N.m以下,轉速DmN值要求達180萬mm·r/min以上
。當前低摩擦軸承方面
,SKF、NSK
、JTEKT
、人本等在全球市場上占有率居于前列。在高速精密中小型軸承方面
, SKF
、NTN、八環(huán)等在全球市場上占有率居于前列
。
本文源自:中國軸承工業(yè)協(xié)會微信公眾號
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