新能源汽車軸承潤滑方式有哪些?

2020-03-25

驅動電機作為電動汽車的(de)核(hé)心部件,要求高可靠性、高功率密度、高效區廣、調速範圍(wéi)寬、過載能力強。軸承本(běn)身作為精密零件,是驅動電機的關(guān)鍵核心所在,高可靠性的電機(jī)需要(yào)高性能軸承來保證。

軸承(chéng)主要設計理念簡述

在傳統設計中,建立數學模型,確立軸承設計的目標函數和約束條件,以傳統的係數取值方式和傳統部件結構進行設計(jì),即得出軸承內部設計結構細節。而驅動(dòng)電機軸承,由(yóu)於它的特殊性能使得在設計理念需(xū)突破(pò)傳統(tǒng)思路,在軸(zhóu)承結構設計、各係數取(qǔ)值、材料選擇、熱(rè)處理要求及部件結構形式等方麵均與普通軸承不同。

軸承材料的選擇

由於驅動電機軸承的高性能,高可靠(kào)性的要求,材料的選擇也與普通軸承的考慮不同。
 
 
01 優質軸承鋼的選擇

近年來由於鋼(gāng)材冶煉技術的提(tí)高,使得含氧量大大降低(dī),軸承壽命(mìng)成倍提高。根據傳統的軸承壽命(mìng)計(jì)算(suàn)方式,6004軸承:Cr=9400N,C0r=5000N,Pr按Z大2150N,轉速(sù)按Z大7000rpm計,L10=(9400/2150)3=83.57(百萬轉(zhuǎn)),則Lh=199h。若(ruò)按軸承壽命要求——16萬km計算,時速按100km/h,需(xū)要1600小時,一般情況下,實驗壽命為理論值的3~8倍,而實際實驗結果已經達到10倍以上(shàng)。驅動電機(jī)因其高可靠性的要求,在套圈原材料的選用上(shàng)應選用優質(zhì)軸承鋼(gāng),因(yīn)為其含氧量,非金屬夾雜的控(kòng)製更為(wéi)嚴格,對軸承壽命的保證起重(chóng)要作用。

02 潤滑(huá)脂的選擇

潤滑脂是影響軸承壽命的關鍵之一。潤滑脂由基(jī)礎油、稠化劑、添加劑組成,潤滑脂的選擇應根(gēn)據軸承使用工況而定。

(1)基礎油。軸承的高(gāo)速性,要求高Dn值潤滑脂,Dn值的(de)選擇一般應在(zài)70萬以上,較(jiào)低的基礎油粘度可以(yǐ)降低摩擦熱及軸承溫(wēn)升,且可降低軸承低溫啟(qǐ)動力矩,從而降低能耗,但太(tài)低的基礎油粘度將使得潤滑脂耐高溫性能,承載能(néng)力和抗剝(bāo)落能力降低(dī)。因(yīn)此,通過反複試驗找到一個合適的基礎油(yóu)粘度數值,是選擇合適的(de)潤滑脂應對驅動電機耐高低溫性能的一方麵。驅動電機軸承的低溫極限一般(bān)在-40℃~-50℃,但(dàn)高(gāo)溫環(huán)境溫(wēn)度不算太高,一般在90℃左右,據此可以推測出軸承Z高溫度。因此,應選擇粘溫性能好且低溫性能好的潤滑脂。

(2)稠化劑。潤(rùn)滑脂良好的抗剪(jiǎn)切能(néng)力和良好的分油能力有利於高速潤(rùn)滑脂發揮性能,這取決於稠化劑的性能和(hé)結構。軸(zhóu)承高速運轉,對稠化劑纖維結構劇烈剪切,破壞,潤滑脂剪切變稀,因此應選用較硬(yìng)和(hé)高分油率的潤滑脂。

(3)添加劑。軸承急加速急(jí)減速的特性,使得潤滑脂受到更多的衝(chōng)擊(jī)和攪拌,對潤滑脂壽命產生負麵影響。因此,要求潤滑脂應有高活性添(tiān)加劑,另外可選擇極壓添加劑,雖然軸承所(suǒ)受徑向(xiàng)負荷(hé)並不大,但(dàn)由於它(tā)可優化運(yùn)動表麵的承載能力,在一定程度上可以(yǐ)為潤滑脂提供更長的服務壽命。

有人提出,電腐蝕也是一(yī)種軸承失效形式,但(dàn)目前在驅動電機軸承發生的這種失效還不(bú)多(duō)見(jiàn),但這種失效的應對是(shì)從潤滑脂添加劑選擇導電材質,但實(shí)際(jì)添加後有噪音(yīn)升高的風險。潤滑脂的選擇Z終通過實驗來驗證。

03 密封(fēng)材料

目前用密封(fēng)膠圈和防塵蓋的都有,以防塵蓋居多,非接觸式密封對(duì)漏脂要求不高,周圍環境清潔的工況是適用的。另一方麵,膠圈(quān)材質的選(xuǎn)擇也成為關鍵,從膠圈材質的耐磨性與潤滑脂的兼容性上考慮,當然在滿足性能的前提下,同時要考慮成本。

04 保持架材料

目前乘用車驅動電機轉速(sù)國內一(yī)般在11000~14000rpm,而國外已經(jīng)到16000~20000rpm。目前市麵上鋼製和尼龍保持架二者兼有,鋼製浪形保持架強度高(gāo),且高(gāo)低溫適應性較好。但不可否認,它與鋼球摩擦係(xì)數較(jiào)高,不利於軸承(chéng)更高轉速(sù)的運行。而尼龍保持架因優越的自潤滑性能,與鋼球很(hěn)低(dī)的摩擦係數,更適於高速運轉的設計,普通PA66或PA46都有相應的耐溫極限,但目前驅動電機軸承環境溫度也還在其應用範(fàn)圍內,否則,要考慮其他更(gèng)高耐溫材質。因此,在保持架材料的選擇上,要根據具體使(shǐ)用工況而定。

05 軸承常用的九大潤滑方法(fǎ)

手(shǒu)動潤滑油

在發現軸承的潤滑油不足時,適時用加(jiā)油器供油,這是Z原始(shǐ)的方法。這種方法難以保持(chí)油量一(yī)定,因疏忽而忘記加油的危險較大,通常隻用於輕載、低速或間歇運動的場合。Z好在加(jiā)油孔上設置防塵蓋或球閥,並用毛氈、棉、毛等作過(guò)濾裝置。

滴點潤(rùn)滑

從容器(qì)經(jīng)孔、針、閥等供給(gěi)大致為定量的潤滑油,Z經典的是滴油油杯。滴油量隨潤滑油粘(zhān)度、軸承間隙和供油孔位(wèi)置不同有(yǒu)顯著變化。用於圓周(zhōu)速(sù)度小於4~5m/s的輕載和中載軸承。

油環潤滑

僅能用於臥(wò)軸的潤滑方法。靠掛在軸上並能旋轉的環將油池的潤滑油帶到軸承(chéng)中。適用於(yú)軸徑大於50mm的中速和高速軸承(chéng)。油環Z好是無(wú)縫的,軸承寬徑比小於2時,可隻(zhī)用一個油環,否則需(xū)用兩個油環。

油繩潤滑(huá)

靠油繩(shéng)的毛細(xì)管作用和虹吸作用將油杯中的潤滑油(yóu)引到軸承中(zhōng),用於圓(yuán)周速度小於4~5m/s的輕載和中載軸承。油繩(shéng)還有過濾作用。

油墊潤滑

利(lì)用油墊的毛(máo)細管作用,將油池中(zhōng)的潤滑油塗(tú)到軸(zhóu)徑表(biǎo)麵。此方法能使摩擦表麵經常保持清潔,但塵(chén)埃也會堵塞毛細孔造成(chéng)供油不足。油墊(diàn)潤滑的供油量通常隻有油潤滑的1/20。

油浴潤滑

將(jiāng)軸承(chéng)的(de)一部分浸入潤滑油中的潤滑方法。適於低、中速軸承的(de)潤滑,軸承一部分浸在由(yóu)槽中,潤(rùn)滑油由旋轉(zhuǎn)的軸承零件帶起,然後又流回油槽油麵應稍低於Z低滾動體的中(zhōng)心。

飛濺潤滑

靠(kào)油箱中(zhōng)旋轉件的拍擊而飛濺起來的潤滑油供給軸承,適用於(yú)較高速度的軸(zhóu)承。

噴霧潤滑

將(jiāng)潤滑油霧化噴在摩擦表麵的潤(rùn)滑方法(fǎ),適用於高(gāo)速軸承。

壓力供油(yóu)潤滑

靠潤滑泵的壓力向軸(zhóu)承供(gòng)油,將從軸承流出的潤滑油回收到油池以便循環使用,是供油量Z多,且Z穩定的潤滑方法,適用於高速、重載、重要(yào)的滑動軸承。
 
(文章來源:網絡)
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