石家庄球轴承主要由四个基本部件组成：滚珠、内圈、外圈和挡圈，也称为保持架或挡圈。一般工业球轴承符合AISI 52100标准。球和环通常由洛氏C级硬度约为61-65的高铬钢制成。护圈的硬度低于球和环，其材料为金属（如中碳钢、铝合金）或非金属（如非郎铁镍铬合金、PTEF、聚合物材料）。球轴承的旋转摩擦阻力小于滑动轴承的旋转摩擦阻力，因此在相同转速下摩擦产生的温度会更低。

随着混合动力汽车和电动汽车的飞速发展，对环保等要求的要求是电动机的体积更小、重量更轻。电机尺寸越小，输出功率就会降低，但为了保证与当前发动机相同或更高的输出功率，需要更高转速的电机。下面介绍电机用深沟球轴承的分析和优化，以使其能够承受超过30000转/分的转速（目前使用的轴承极限转速的1.5倍）。

影响因素分析

1) 润滑

使用油润滑。由于滚动体和保持架的高速旋转，大量润滑油在离心力的作用下会移向轴承外径，内圈与滚动体之间或内圈之间的润滑滚动体和保持架不足。润滑不足会造成轴承内部零件卡死，造成轴承卡死。添加润滑油的解决方案会增加润滑油搅拌引起的阻力和扭矩。

2) 摩擦

球与通道表面之间的摩擦

深沟球轴承旋转时，球与滚道面之间的滑动摩擦与轴承的转速成正比。正常速度下滑动摩擦的影响可以忽略不计。但是，在过高速条件下控制滚珠与滚道面之间的摩擦是非常重要的，因为摩擦的急剧增加会导致轴承发热量的增加。

球与保持架之间的摩擦

深沟球轴承常用冲压钢波保持架和塑料冠保持架。

冲压钢保持架是由两半铆接而成的带球窝结构的波纹半保持架；塑料冠笼由玻璃纤维增强尼龙树脂制成。两个保持架均设有带锁的球形口袋；球和保持架口袋之间会发生摩擦。在正常速度下，作用在球和保持架上的力很小，保持架兜孔处的摩擦力与球和轴承套圈之间的摩擦力相同，可以忽略不计。但在30 000 r/min的过高速运行条件下，球的圆周速度可达40 m/s甚至更高，球与保持架之间的点应力增大。

塑料保持架具有自润滑性，重量轻，因此比冲压钢保持架更适合高速运转。如果轴承在过高速运转下润滑不足，球与保持架兜孔之间的摩擦会增加兜孔表面的磨损，甚至可能使保持架从轴承中脱落。

3) 保持架强度

使用塑料冠形保持架。当塑料冠形保持架高速旋转时，保持架外表面在离心力的作用下会发生变形，保持架与轴承外圈接触。当保持架接触轴承外圈时，轴承温升增加。此外，已经发生大变形的袋保持架会因袋周面应力过大而断裂。有必要开发一种能够承受离心力引起的笼子变形和损坏的增强型笼子结构。保持架的壁厚提高了保持架的强度，但不能增加轴承的宽度。

优化改进

1）安装盖子控制油流

通过安装挡板防止润滑油溢出到轴承端面，使轴承内部润滑得到充分润滑，解决轴承在过高离心力作用下内部润滑不足的问题。 速度运行可以解决。

2) 减少摩擦

通过优化槽径和滚珠直径，减少滚珠与轴承套圈之间的滑动。通过提高袋面的润滑性，降低滚珠与保持架之间的冲击力，可以有效避免袋面的磨损。安装止动盖，增加润滑油流量；调整球与保持架兜孔的间隙和内圈外径与保持架内径的间隙，以减少球与保持架之间的冲击和磨损。

3）提高笼子的强度

增加现有保持架的壁厚，提高保持架的刚性，减少保持架过高速运转下的变形，避免保持架兜孔表面应力过大，可能造成断裂。

轴承优化设计，通过温升试验和高速耐久试验，可满足30000r/min的过高速运行需求。