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新能源驅動電機軸承設計應用特點

2019-04-19
  新能源電動汽車是近幾年國家倡導開發的綠色環保、零排放新能源汽車,其中驅動電機、電池、控制器是新能源汽車的核心部件,也是新能源汽車的心臟。
  滾動軸承是驅動電機旋轉件,高速、高溫、頻繁啟停伴隨著沖擊是電動汽車驅動電機的主要工況,開發能適應本工況條件的系列化密封式深溝球軸承,可以滿足混合動力大巴車、純電動大巴車、純電動乘用車、純電動微型車等一系列新能源汽車驅動電機使用。并在市場得到廣泛應用。
  設計應用特點:
  新能源驅動電機軸承設計考慮了良好的密封性能、高溫性能、低溫性能、反復啟停性能、一定的軸向沖擊載荷等條件,優化了產品內部結構,充分考慮了軸承材料、熱處理、機械加工精度、油脂、安裝配合對產品的影響,使產品性能得到極大提升,極限轉速可以達到常規軸承極限轉速的1.5倍以上。
  1 轉速
  運轉速度同時影響軸承和潤滑脂的壽命。因此,在選擇軸承時必須考慮軸承尺寸、保持架類型、潤滑方式、游隙和密封類型。目前用于新能源汽車驅動電機中的轉速Z高可達18000rpm,dmn值可達80萬以上。
  2 軸和殼體材料
  由于材料的膨脹和收縮,在選擇軸和殼體的材料時,要重點考慮其膨脹系數。熱漲和冷縮會直接影響到軸和殼體的配合,從而影響到軸承內部游隙。驅動電機領域軸的材料通常采用中碳鋼并進行調質處理,殼體通常采用鑄鋁或鋁合金材料,這樣可以降低電機整體重量,也可以大大提高散熱速度。
  3 環境
  在潮濕、低溫、高溫和大量泥水、灰塵的環境中,密封及密封件材料顯得尤為重要。需要考慮密封件對產品的影響;要防止潤滑油泄露對環境合產品造成污染,同時潤滑脂的泄露會造成軸承缺油,影響軸承使用壽命。
  4 溫度
  軸承溫度是影響機器壽命的主要原因之一。當環境溫度和軸承溫度運行溫差很大時,軸承會產生溫度梯度。如果溫度梯度很大,要檢查軸承內部游隙,以避免不必要的軸承損壞。
  5 保持架
  新能源汽車驅動電機高速軸承采用耐高溫(≥180℃)工程塑料保持架,中低速軸承采用SPCC保持架,保持架具有良好的高速性能和低的噪音性能。
  6 軸承精度
  新能源汽車驅動電機軸承精度等級均達到P6水平,內部參數可達到P5,具有極高的旋轉穩定性及低噪音性能(噪音等級可達Z3組)。
  7 軸承壽命
  滾動軸承的額定壽命定義為:在軸承套圈和滾動體首次出現疲勞(剝落或斷裂)的跡象前,軸承能達到的轉數(或在一個恒定的轉速下的運行小時數)。
  試驗室的測試數據和實際經驗顯示,表面上完全相同的軸承運行在相同的條件下仍然會有不同的壽命。
  總的來說,軸承壽命取決于它的運行條件,但是,軸承安裝和維護的程序也會對軸承的壽命有直接的影響,盡管有許多預防措施,軸承仍然會提前失效。當發生了這樣的情況時,要仔細地檢查軸承以確定引起失效的根本原因。完成了根本原因分析,才能采取糾正措施。
  目標壽命是制造商基于負載和轉速理想值給出的一個壽命值。例如:Z大許用負荷下的壽命Z低為5000小時或一年等。
  在良好的運行條件下,軸承能達到比一般或傳統壽命計算方式預期更長的壽命。當潤滑油膜能有效地分離滾動表面(滾道和滾動體)時,或者當由于污染物造成的表面損壞很有限時,就能夠實現良好的運行條件。
(來源:EDC電驅未來)
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