前两篇文章讨论了新能源汽车驱动NSK电机轴承应用的轴承选择,寿命计算,过电流等问题。本文继续讨论这个领域轴承应用的其他问题。
新能源汽车对驱动电机要求重量轻,成本低,性能好。因此很多时候采用铝壳电机,并且轴承布置多数采用交叉定位布置。
铝壳电机交叉定位布置大致如下图所示:
这种布置中需要注意如下几点:
另一方面,如果电机轴端直接连接齿轮箱,电机也可以采用定位端加非定位端的结构。考虑到保证轴端齿轮的啮合精度,尽量将定位端放置在轴伸端。对于电机与齿轮箱整合到一起的结构,还需要考虑整个结构的合理性,包括润滑油路等方面的因素。新能源汽车驱动电机往往工作在振动情况下。在这种工况下,交叉定位结构中的波形弹簧会出现往复的压缩振动。因此会出现波形弹簧的磨损。如果振动比较严重,交叉定位结构不一定是最优选择,需要具体情况具体分析。NSK电机轴承的噪声不仅仅存在于新能源汽车的驱动电机中,只不过一般的工业环境下对电机噪声的要求可能没有如此的严格。但是驱动电机的轴承噪声原理和防治措施和普通电机并没有太大的区别。深沟球轴承正常运行的时候内部非负荷区存在剩余间隙,滚动体在滚道里滚动时会在这个间隙里振动,同时与滚道及保持架发生碰撞。因此需要使用预负荷的方式将滚动体在滚道内轴向压紧,从而使滚动体没有振动的空间,消除一部分噪声。需要注意的是:
> 跑圈问题
铝壳电机轴承室在工作温度下热膨胀较大,因此配合会变松。当轴承与轴承室配合变松的时候,会出现较大的轴承跑圈的风险。轴承跑圈会引起轴承的噪声。同时跑圈的时候会影响滚动体在滚道内的滚动状态,有可能损伤滚道表面,这样也会引起噪声。
解决跑圈的问题可以使用钢制轴承室衬套,也可以使用O型环等手段。- 形位公差:形状位置公差会影响滚动体在滚道内的滚动状态,引发轴承的噪声,振动异常的现象。
- 安装不当:不当安装,包括敲击会对轴承滚道造成伤害。在电机完成装机之后电机轴承噪声就会出现。
- 振动:电机处在振动工作情况下,如果振动比较剧烈,或者在电机未运转的时候出现振动,则会对滚道造成一定的伤害,宏观反应就是轴承出现噪声。
- 结构共振:电机本身的结构,驱动系统的结构以及轴承自身的固有频率接近或者相同,就会出现共振。共振的噪声只能通过修改结构,彼此躲开共振频率的方法消除。这是机械工程师在结构设计中需要注意的地方。