電気自動車(ev)の主電動機は極端な回転速度にさらされ、しばしば15,000 - 20,000 rpmを超える。これらの速度では、従来の鋼製軸受は熱膨張、遠心力、放電の問題に直面し、早期の摩耗につながります。窒化ケイ素ベアリングボールは、その低密度、電気絶縁、および高温耐性によって解決策を提供します。
遠心力とdn値
遠心力は回転速度に伴って増加し、圧延要素に直接影響します。~3。2 g/cm³(鋼の半分以下)の密度を有する窒化ケイ素ボールは、遠心負荷を低減し、内部負荷分布を改善する。dn値(ベアリング径×rpm)の計算は、安全な動作限界を決定する上で重要です。evモーターの場合、ハイブリッドセラミック軸受は、すべての鋼製の設計と比較して20 ~ 30%高いdn定格を可能にします。
熱管理
高速運転では摩擦によって熱が発生します。低質量窒化ケイ素ボールは、摩擦トルクと温度上昇を低減します。グリースの長寿命化、寸法安定性の確保、熱膨張による内部すきまの変化を防止します。特に高トルクのevモータでは、適切な潤滑戦略が不可欠です。
電気絶縁とセラミックの利点
evの主電動機はインバータによって駆動され、高周波電圧パルスを発生します。これらのパルスは鋼球を通過し、レースウェイ上に放電加工(edm)マークを作成することができます。窒化ケイ素セラミックボールは電気経路を遮断し、孔食や溝食を防止します。利益は、
1、振動と騒音を低減します
2、延長ベアリング耐用年数
3、可変負荷下での高い信頼性
電気絶縁の利点の詳細については、「セラミックベアリングボールの電気絶縁の利点」を参照してください
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工学的考察とハイブリッドベアリング設計
ほとんどのevアプリケーションでは、窒化ケイ素ボールを備えたスチールリングなどのハイブリッドベアリングが使用されています。鍵理由つまり
1、熱サイクル下でのクリアランスを維持するための予圧校正
2、高rpmでの潤滑油の互換性
3、過度の接触応力を避けるためのアライメント
ハイブリッド設計は、コストと性能のバランスをとるため、主電動機、補助evシステム、高速スピンドルに最適です。
事例研究:evモーターの応用
ある高級evメーカーは、150 kwの主電動機にハイブリッド窒化ケイ素軸受を搭載しました。含まれる結果:
1, 25%の動作温度の低下
2日-メンテナンス間隔を30,000 kmから60,000 kmに延長
3、nvh(騒音・振動・ハーシュネス)性能の向上
このケースは、窒化ケイ素ベアリングボールの実用的な利点を強調しています
現代のevトラクションシステムで使われています
