分析結果顯示，離心力產生的最大應力為82.0MPa。采用PA46的話無法承受，而PEEK的話則可承受。分析時施加的轉速為外輪1萬80rpm、內輪4255rpm。Volt的馬達為內外輪均旋轉，因此對其進行了模擬。這一轉速按照換算成保持支架公轉速度的dmn值計算，相當于260萬。
日本精工在馬達用大直徑高轉速軸承方面開發出了dmn值（節圓直徑×最高轉速）達到200萬以上的滾珠軸承。這一數值在汽車用途中為全球最高。目前已開始向美國通用汽車（General Motors）供貨，用作“Chevrolet Volt”混合動力系統的馬達右側為豐田“普銳斯”的馬達軸承，外徑為62mm。
開發品放到試驗儀器上做了評測。試驗條件為無負荷（只有旋轉負荷產生的不均衡負荷），轉速與FEM分析同為1萬80rpm、4255rpm。潤滑油采用ATF（自動變速箱用潤滑油），供給流量為0.35L/min，溫度為90℃，試驗時間為60小時。
（a）轉動面的毀壞、磨損、（b）轉動面的擦傷、磨損、（c）保持支架的磨損、（d）滾珠的磨損，問題多多。
運轉60小時后也未出現什么問題。
馬達采用日本精工的軸承。
馬達的轉矩與轉子的體積基本成正比。由于輸出功率為力矩×轉速，因此要想提高輸出功率，就需要加大整體體積，并提高轉速。今后，為了提高EV（電動汽車）及HEV（混合動力車）的性能，勢必要采用大直徑且轉速高的軸承，也就是dmn值高的軸承。
包括非汽車用途在內，dmn值被廣泛用作軸承評測指標。在噴氣引擎及機床用途中也有達到300萬的情況，不過在濺油潤滑式汽車變速箱的用途中一般不到60萬，而在混合動力車用途中，雖有通過軸心供油的強制潤滑實現更高數值的案例，但一直未能超過150萬。
此次向通用汽車供貨的是內徑160mm、外徑190mm的大直徑軸承。豐田“普銳斯”的混合動力系統使用的內齒輪用軸承為內徑110mm、118mm。另外，與此次的Volt用軸承具有相同作用的普銳斯的馬達軸承，其外徑為62mm。
以內輪引導保持支架，防止離心旋動。從中心線往向移動滾珠。
保持支架材質連升兩級
為了承受由高速旋轉大直徑軸承產生的大離心力，此次在汽車用軸承中首次采用碳纖維強化PEEK（聚醚醚酮）作為保持支架材料。
原來的保持支架為鋼制品，之后還曾在普銳斯用軸承上首次采用PA（聚酰胺）46。這樣，保持支架材質在短時間內連升兩級。在疲勞強度上，PA46為40MPa左右，而PEEK為2.5倍的100 MPa左右。
（a）為變形。向左內側翻轉變形。（b）為應力。在容納滾珠的凹陷的底部產生最大應力。
利用FEM（有限元分析法）對變形及應力做了分析。保持支架采用從旁邊支撐滾珠的冠形（圖5）。離心力會使包圍滾珠的突出部分向外側彎曲。如圖5所示，靠前的是內輪，里側是外輪，離心力會使紅色部分向左內側翻轉。
加大dmn值的話，不僅保持支架會破損，而且還會給內外輪等的轉動面及滾珠造成損傷。其重要原因在于保持支架的離心旋動。保持支架離心旋動的話滾珠就會敲擊轉動面，導致表面損壞。有時油膜還會斷開，繼而摩擦生熱，引起稱為擦傷(Smearing)的局部熔敷。
因此此次改變了保持支架的引導方法。原來僅以保持支架與滾珠的接觸面為引導面來決定位置，而此次還將內輪的外徑部分作為引導面使用。為此，內外輪均擴大了有保持支架的一側，而減窄了反向一側。這樣，保持支架在半徑方向上受到了更緊的約束，不易再發生離心旋動。
通過使內外輪的尺寸、滾珠的數量以及徑向間隙等保持在最佳狀態，即使是超高速旋轉，也不易發生由摩擦和發熱導致的熔敷。尤其要提到的是，盡管周長很長，但卻大幅減少了滾珠的數量。
標準設計品的滾珠表面、內外輪軌道面及保持支架發生嚴重擦傷、磨損。并產生100dB（A）的高噪音。
而開發品并未出現特別異常，噪音在試驗后也與新品無異。保持支架未破損，狀態良好
分析結果顯示，離心力產生的最大應力為82.0MPa。采用PA46的話無法承受，而PEEK的話則可承受。分析時施加的轉速為外輪1萬80rpm、內輪4255rpm。Volt的馬達為內外輪均旋轉，因此對其進行了模擬。這一轉速按照換算成保持支架公轉速度的dmn值計算，相當于260萬。
|
