{"id":8042,"date":"2023-07-17T16:19:49","date_gmt":"2023-07-17T08:19:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/?p=8042"},"modified":"2025-08-06T20:54:37","modified_gmt":"2025-08-06T12:54:37","slug":"konstruktionsfaktoren-fur-hochgeschwindigkeits-rillenkugellager","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/high-speed-deep-goove-ball-bearing-design-factors\/","title":{"rendered":"Konstruktionsfaktoren f\u00fcr Hochgeschwindigkeits-Rillenkugellager"},"content":{"rendered":"

Die rasante Entwicklung von Hybrid- und Elektroautos hat dazu gef\u00fchrt, dass Elektromotoren aufgrund von Umweltauflagen immer kleiner und leichter werden m\u00fcssen. Kleinere Elektromotoren verringern die Ausgangsleistung, aber um sicherzustellen, dass sie die gleiche oder eine h\u00f6here Ausgangsleistung wie die derzeitigen Motoren haben, sind h\u00f6here Motordrehzahlen erforderlich. Dieser Artikel analysiert und optimiert Rillenkugellager<\/mark><\/em><\/a> <\/strong><\/span>die in Elektromotoren verwendet werden, um Drehzahlen von mehr als 30.000 U\/min standzuhalten, was dem 1,5-fachen der aktuellen Grenzdrehzahl der Lager entspricht.<\/p>\n\n\n\n

Analyse der beeinflussenden Faktoren:<\/h2>\n\n\n\n

1) Schmierung<\/h3>\n\n\n\n

Die \u00d6lschmierung wird verwendet, um eine ausreichende Schmierung der inneren Teile der Lager zu gew\u00e4hrleisten. Aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation der W\u00e4lzk\u00f6rper und des K\u00e4figs bewegt sich jedoch eine gro\u00dfe Menge Schmier\u00f6l unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in Richtung des Au\u00dfendurchmessers des Lagers, und die Schmierung zwischen dem Innenring und den W\u00e4lzk\u00f6rpern oder zwischen den W\u00e4lzk\u00f6rpern und dem K\u00e4fig ist m\u00f6glicherweise nicht ausreichend. Unzureichende Schmierung kann dazu f\u00fchren, dass die inneren Teile des Lagers verkleben und das Lager festsitzt. Eine Erh\u00f6hung der Schmier\u00f6lmenge erh\u00f6ht den Widerstand, der durch das Aufr\u00fchren des Schmier\u00f6ls entsteht, und f\u00fchrt zu einem Anstieg des Drehmoments.<\/p>\n\n\n\n

\"Hochgeschwindigkeits-Rillenkugellager\"<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Interner Zustand der Lager bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb:<\/p>\n\n\n\n

2) Reibung<\/h3>\n\n\n\n

Reibung zwischen der Kugel und der Laufbahnoberfl\u00e4che
\nWenn sich das Rillenkugellager dreht, ist die Gleitreibung zwischen der Kugel und der Laufbahnoberfl\u00e4che proportional zur Drehzahl des Lagers. Unter normalen Drehzahlbedingungen kann der Einfluss der Gleitreibung vernachl\u00e4ssigt werden. Allerdings ist die Kontrolle der Reibung zwischen der Kugel und der Laufbahnoberfl\u00e4che unter Ultra-Hochgeschwindigkeitsbedingungen sehr wichtig, da der pl\u00f6tzliche Anstieg der Reibungskraft zu einer erh\u00f6hten W\u00e4rmeentwicklung des Lagers f\u00fchren kann.<\/p>\n\n\n\n

Reibung zwischen dem Ball und dem K\u00e4fig
\nRillenkugellager werden in der Regel mit wellenf\u00f6rmigen K\u00e4figen aus gestanztem Stahl und kronenf\u00f6rmigen K\u00e4figen aus Kunststoff verwendet. Der gestanzte Stahlk\u00e4fig wird durch Vernieten von zwei halben wellenf\u00f6rmigen Halbk\u00e4figen mit einer Kugeltaschenstruktur hergestellt. Der kronenf\u00f6rmige Kunststoffk\u00e4fig wird aus glasfaserverst\u00e4rktem Nylonharz hergestellt, und beide K\u00e4fige haben Kugeltaschen mit Verriegelungsnuten. Die zwischen dem Ball und der K\u00e4figtasche entstehende Reibungskraft kann unter normalen Geschwindigkeitsbedingungen vernachl\u00e4ssigt werden, da die auf Ball und K\u00e4fig wirkende Kraft sehr gering ist. Unter Ultrahochgeschwindigkeitsbedingungen von 30.000 U\/min kann die Umfangsgeschwindigkeit der Kugel jedoch 40 m\/s oder sogar mehr erreichen, und die Punktbelastung zwischen Kugel und K\u00e4fig nimmt zu. Der Kunststoffk\u00e4fig hat selbstschmierende Eigenschaften und ist leichter, so dass er sich besser f\u00fcr den Hochgeschwindigkeitsbetrieb eignet. Bei Ultrahochgeschwindigkeitsbetrieb nimmt bei unzureichender Schmierung die Reibungskraft zwischen der Kugel und der K\u00e4figtasche zu, was zu Verschlei\u00df an der Taschenoberfl\u00e4che und sogar zum Herausfallen des K\u00e4figs aus dem Lager f\u00fchren kann.<\/p>\n\n\n\n

3) St\u00e4rke des K\u00e4figs<\/h3>\n\n\n\n

Kunststoffk\u00e4fige in Kronenform werden verwendet, um hohen Drehzahlen standzuhalten. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft bei Hochgeschwindigkeitsdrehung verformt sich die Au\u00dfenfl\u00e4che des K\u00e4figs und ber\u00fchrt den Au\u00dfenring des Lagers. Wenn der K\u00e4fig den Au\u00dfenring des Lagers ber\u00fchrt, erh\u00f6ht sich die Temperatur des Lagers. Dar\u00fcber hinaus kann ein K\u00e4fig mit starker Verformung aufgrund der \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Belastung an der Umfangsfl\u00e4che der K\u00e4figtasche brechen. Daher ist eine verbesserte K\u00e4figstruktur erforderlich, um den durch die Zentrifugalkraft verursachten Verformungen und Sch\u00e4den zu widerstehen. Eine Erh\u00f6hung der Wandst\u00e4rke des K\u00e4figs kann die Festigkeit des K\u00e4figs verbessern, aber die Breite des Lagers kann nicht erh\u00f6ht werden.<\/p>\n\n\n\n

Optimierungsma\u00dfnahmen:<\/h2>\n\n\n\n

1) Installieren Sie ein Ablenkblech zur Steuerung des \u00d6ldurchflusses<\/h3>\n\n\n\n

Durch den Einbau eines Ablenkblechs kann verhindert werden, dass Schmier\u00f6l auf die Stirnseite des Lagers \u00fcberl\u00e4uft. Dadurch wird eine ausreichende interne Schmierung des Lagers gew\u00e4hrleistet und das Problem der unzureichenden Schmierung im Ultrahochgeschwindigkeitsbetrieb gel\u00f6st.<\/p>\n\n\n\n

\"\u00d6lkontrolle<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

2) Reibung vermindern
\nDie Optimierung der Gr\u00f6\u00dfe des Rillendurchmessers und des Kugeldurchmessers kann das Gleiten zwischen der Kugel und der Lagerlaufbahn verringern. Die Verbesserung der Schmierf\u00e4higkeit der Taschenoberfl\u00e4che und die Verringerung der Sto\u00dfkraft zwischen der Kugel und dem K\u00e4fig k\u00f6nnen den Verschlei\u00df der Taschenoberfl\u00e4che wirksam verhindern. Der Einbau eines Ablenkblechs kann die Durchflussrate des Schmier\u00f6ls erh\u00f6hen, und die Anpassung des Spiels zwischen der Kugel und der K\u00e4figtasche sowie des Spiels zwischen dem Innenringau\u00dfendurchmesser und dem K\u00e4figinnendurchmesser kann die Sto\u00dfkraft und den Verschlei\u00df zwischen der Kugel und dem K\u00e4fig verringern.<\/p>\n\n\n\n

3) Erh\u00f6hung der Festigkeit des K\u00e4figs<\/h3>\n\n\n\n

Durch die Erh\u00f6hung der Wandst\u00e4rke des K\u00e4figs kann die Steifigkeit erh\u00f6ht, die Verformung des K\u00e4figs bei ultraschneller Rotation verringert, eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Belastung der Umfangsfl\u00e4che der K\u00e4figtasche vermieden und ein Bruch verhindert werden. Die optimierte Lagerkonstruktion kann die Anforderungen des Ultra-Hochgeschwindigkeitsbetriebs von 30.000 U\/min durch Temperaturanstiegstests und Hochgeschwindigkeits-Haltbarkeitstests erf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n

\"Optimale<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Zusammenfassend kann man sagen, dass die oben genannten Optimierungsma\u00dfnahmen umfassend f\u00fcr die Konstruktion von Rillenkugellagern eingesetzt werden k\u00f6nnen, die Drehzahlen von mehr als 30.000 U\/min standhalten.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

As hybrid and electric cars have developed rapidly, environmental requirements demand that electric motors be smaller and lighter. Smaller electric motors will reduce output […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":8044,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-8042","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bearing-basic"],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield.jpg",1080,482,false],"thumbnail":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield-300x134.jpg",300,134,true],"medium_large":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield-768x343.jpg",768,343,true],"large":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield-1024x457.jpg",1024,457,true],"1536x1536":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield.jpg",1080,482,false],"2048x2048":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield.jpg",1080,482,false],"trp-custom-language-flag":["https:\/\/www.zmsbearing.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/oil-control-wiht-shield.jpg",18,8,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"ZMS Bearing Team","author_link":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/author\/zmsbearing\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"As hybrid and electric cars have developed rapidly, environmental requirements demand that electric motors be smaller and lighter. Smaller electric motors will reduce output […]","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8042","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8042"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8042\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8044"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8042"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8042"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zmsbearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8042"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}