皮帶輪用高速球軸承

皮帶輪用高速球軸承

    小型發(fā)動(dòng)機和安裝集成式啟動(dòng)發(fā)電機(ISG)的車(chē)輛，其發(fā)動(dòng)機輔助系統的布局比較復雜，對皮帶輪輔助帶和軸承的安裝有很大限制，要求皮帶輪用軸承在更高速度下旋轉。通常皮帶輪用軸承的許用轉速為15000 r/min 左右。其受制的主要因素如圖1所示。

圖1 高速軸承分析

高速旋轉時(shí)，保持架由于離心力而變形，導致與鋼球和外圈產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱。此外，由于皮帶輪用軸承為外圈旋轉，離心力施加于密封唇，密封反作用力的變化導致發(fā)熱或密封性能降低。此外，供脂短缺和滾動(dòng)摩擦增大可能造成卡咬或軸承壽命降低。

為了進(jìn)一步提高轉速，使許用轉速達到20 000 r/min( 6203軸承) ，NTN通過(guò)優(yōu)化保持架、密封、內/外圈、鋼球和潤滑脂進(jìn)行了改進(jìn)設計，下面主要對保持架、密封和軸承內部參數進(jìn)行介紹。

保持架

為減少高速旋轉時(shí)的保持架變形，通過(guò)兜孔底部加厚、采用高強度材料以提高保持架剛度；保持架兜孔間材料減少以降低離心力。

圖2 保持架的優(yōu)化

圖3 保持架應力分析

密封

皮帶輪用軸承密封由3個(gè)唇組成。

圖4 密封結構

1)脂唇→內部密封槽的迷宮結構減少了潤滑脂對主唇周?chē)鷧^域的滲入，以防止漏脂。

2)主唇→確保防止漏脂和水/灰塵滲入，并確保低轉矩。即使有外圈旋轉產(chǎn)生的離心力，也可保持過(guò)盈量。

3)塵唇→通過(guò)內部密封槽的迷宮結構，可減少外來(lái)物從外部滲入。即使發(fā)生滲入，也可被塵唇的錐形彈出。

并進(jìn)一步將密封唇的重心和唇部腰部的厚度進(jìn)行了優(yōu)化，降低唇的剛度，以盡量減少高速旋轉范圍內反作用力的變化，從而降低熱量且保持低轉矩；為提高密封唇跟隨性，增加了密封過(guò)盈量。

圖5 密封的受力分析

軸承內部技術(shù)參數

設置開(kāi)發(fā)品的內部技術(shù)參數時(shí)，保持與常規產(chǎn)品相當的承載能力，并通過(guò)修改鋼球尺寸，減小PCD，減少發(fā)熱。軸承內部技術(shù)參數見(jiàn)表1。

表1 軸承內部參數的優(yōu)化

另外對皮帶輪軸承低溫運行時(shí)的呼嘯噪聲和防止脆性剝落也進(jìn)行了分析，提出來(lái)措施。開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品(在NTN試驗條件下)的性能特點(diǎn)如下：

高速：許用轉速為20 000 r/min( 6203) ；

低溫運行時(shí)的呼嘯噪聲： -40℃無(wú)噪聲；

防止脆性剝落：與常規產(chǎn)品相當；

轉矩：降低10%；

高溫耐久性:與常規產(chǎn)品相當。

來(lái)源：NTN

翻譯：劉亞楓

整理：軸承雜志社

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