Automoción - 13/06/2021
NSK desarrolla los rodamientos de bolas más rápidos del mundo para motores de vehículos eléctricos
NSK ha desarrollado una tercera generación de rodamientos de bolas de velocidades ultra altas para motores de vehículos eléctricos (EV) que pueden operar a más de 1,8 millones de dmN(1). El nuevo rodamiento es, de hecho, el rodamiento de bolas de ranura profunda lubricado con grasa más rápido del mundo para aplicaciones de vehículos eléctricos, lo que permite una mayor autonomía del vehículo y un mayor ahorro de energía. Además, el rodamiento facilita la reducción del tamaño del motor y de sus componentes para ganar espacio en el interior de los vehículos.
En línea con las exigencias medioambientales y de los consumidores, los fabricantes de automóviles están buscando componentes más pequeños y ligeros para el mundo del automóvil con el fin de ayudar a ampliar la autonomía por carga. Los fabricantes de equipos originales para vehículos eléctricos también desarrollan motores más rápidos y de mayor rendimiento que funcionen de forma más eficiente. En consecuencia, los rodamientos utilizados en los sistemas de transmisión, especialmente en los motores eléctricos, deben satisfacer las exigencias de alcanzar velocidades más elevadas y con un rendimiento cada vez superior.
La generación anterior de rodamientos de bolas de velocidades ultra altas para motores de vehículos eléctricos consiguió 1,4 millones de dmN y significativos avances en la tecnología de jaulas y antiagarrotamiento. Sin embargo, con los productos de tercera generación, NSK ha conseguido alinear sus desarrollos tecnológicos con la necesidad de rodamientos capaces de alcanzar velocidades aún más elevadas.
Además de sus prestaciones en rotación que alcanzan los 1,8 millones de dmN (un aumento del 28,5%), el nuevo rodamiento presenta la primera jaula del mundo diseñada para aprovechar los beneficios que nos da la optimización topológica -tecnología de última generación usada en la impresión 3D con el fin de reducir el peso de los componentes y aumentar su resistencia-. Al utilizar este proceso, fue posible optimizar la disposición del material dentro del espacio de diseño con el objetivo de maximizar el rendimiento del producto.
Para el nuevo rodamiento, la optimización topológica ayudó a maximizar la resistencia y minimizar el peso, eliminando las partes que no contribuyan a la duración de la jaula o a su rigidez, al tiempo que sirven para diseñar la forma óptima de la jaula para conseguir una rotación a alta velocidad. El tiempo de desarrollo de la jaula fue muy corto gracias al uso de tecnología de simulación de bordes para verificar el rendimiento de la jaula y las consideraciones de producción.
La jaula utiliza una nueva resina de alta rigidez que es más eficaz para suprimir la deformación durante la rotación a alta velocidad que los materiales convencionales. Como otro punto a tener en cuenta, NSK llena el rodamiento con una grasa patentada que reduce la resistencia al batido del lubricante y la consecuente generación de calor, prolongando la vida de la grasa y del rodamiento y reduciendo también el riesgo de agarrotamiento. Es la combinación de grasa especial NSK y la jaula de nuevo desarrollo lo que permite que este rodamiento de bolas de ranura profunda de alto rendimiento funcione a más de 1,8 millones de dmN.
Al disponer de un rodamiento con esta capacidad permite a los clientes desarrollar e implementar motores eléctricos que trabajen a velocidades considerablemente más elevadas. Una mayor potencia del motor contribuye a una mayor eficiencia (reducción del consumo de energía por unidad de distancia), dando como resultado una mayor autonomía del vehículo y una mayor comodidad para el usuario. Las velocidades aún más elevadas también facilitan el uso de motores más pequeños, por lo tanto reducen el peso del vehículo y aumentan la cantidad de espacio disponible para otros componentes, baterías con más celdas, o más espacio disponible en el interior del vehículo.
(1) dmN: Medida del rendimiento en rotación del rodamiento. Producto del diámetro medio del rodamiento (dm) por la velocidad de rotación (N).
Foto 1): La combinación de la grasa patentada y la jaula de reciente desarrollo permite que el rodamiento de bolas de última generación de NSK para motores de vehículos eléctricos funcione a más de 1,8 millones de dmN
Foto 2): Estos son los pasos de diseño que ha seguido NSK para optimizar la jaula del nuevo rodamiento. 1: Problema: Deformación potencial de la jaula del rodamiento debido a la fuerza centrífuga, 2: Forma de trabajo: Maximizar la resistencia y minimizar el peso de la jaula. Eliminar las partes que no contribuyan a la durabilidad o rigidez. 3: Forma final: Verificación del rendimiento y consideración de la producción. Diseño óptimo y facilidad de fabricación
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