以新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)比較常用的6208軸承為例,對高速深溝球軸承保持架設(shè)計關(guān)鍵具體分析。新能源汽車高速深溝球軸承的應(yīng)用工況要求保持架兼具質(zhì)量輕、自潤滑性能好和強(qiáng)度高等性能。
含玻璃纖維增強(qiáng)的工程塑料成為了最佳材料,相較于傳統(tǒng)的鋼保持架,它有著更輕的質(zhì)量和更低的摩擦性能,可以滿足更高的轉(zhuǎn)速要求。而滾動體引導(dǎo)的輕質(zhì)量保持架,在高速下,比別的引導(dǎo)方式具有更小的摩擦。所以,在目前常見的保持架材料中,建議保持架材料選用含玻璃纖維增強(qiáng)的聚己二酰丁二胺(PA46-GF),也就是尼龍46。保持架引導(dǎo)滾動體,由于深溝球軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在使用該材料做保持架時,不可能設(shè)計成窗式結(jié)構(gòu),大多采用非對稱的冠狀設(shè)計。
高速深溝球軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時,保持架承受的主要載荷是離心力以及滾動體對保持架的作用力。針對當(dāng)前新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的主流應(yīng)用工況,對其使用的高速深溝球軸承保持架的設(shè)計關(guān)鍵進(jìn)行了研究,從保持架的受力、仿真分析,到臺架試驗(yàn),用兩款不同設(shè)計的保持架進(jìn)行了驗(yàn)證。加強(qiáng)筋和卡爪位置質(zhì)量大、兜孔底部強(qiáng)度小的保持架發(fā)生干涉及斷裂現(xiàn)象,而加強(qiáng)筋和卡爪位置質(zhì)量小,兜孔底部強(qiáng)度大的保持架在仿真分析及臺架測試中都表現(xiàn)優(yōu)異。得出以下結(jié)論:
(1)高速狀態(tài)下,離心力是影響保持架應(yīng)力的重要因素。
(2)對于輕質(zhì)量的塑料保持架,在徑向力和軸向力綜合作用下,高轉(zhuǎn)速是影響保持架應(yīng)力的關(guān)鍵因素,急加減速對保持架應(yīng)力的影響相對較小。
(3)高速深溝球軸承保持架的設(shè)計關(guān)鍵:加強(qiáng)筋和卡爪減重以及兜孔底部增強(qiáng)。
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