滚珠轴承为何打破常规采用四方形保持架兜孔？

　　图中是日本恩梯恩公司（NTN）面向机床的主轴用途新开发的滚珠轴承“HSE-新T2 Type”分解样品。该产品已在2014年10月30日～11月4日举行的“第27届日本机床展（JIMTOF2014）”上展出。乍看上去，是不是有的读者会觉得这个轴承有些别扭呢？的确如此。明明是滚珠轴承，保持架兜孔却采用了接近于方形的形状。

　　滚珠轴承的保持架兜孔一般是圆形的。如果是滚子轴承的话，采用方形保持架兜孔还可以理解，但滚珠轴承的兜孔呈方形，按常规来说很难想象。

　　那么，新轴承的保持架兜孔为何要采用这种非常规的形状呢？提示一下，该轴承与原产品相比，高速旋转性能大幅提高了约50％。

　　答案是为了抑制温度上升。

　　将保持架兜孔改成方形之后，可以抑制轴承温度的上升。轴承究竟能够在多大程度上承受高速旋转，温度是决定这一性能的因素之一。旋转速度越快，摩擦热量也会导致温度上升越快，因此采取措施来抑制温度上升至关重要。

　　将兜孔形状设计成方形，可以获得两大抑制温度上升的效果。其中之一是润滑性能提高所带来的效果。与球形转动体之间的间隙变大之后，可以增加油气润滑方式（通过空气来运送润滑油并提供给轴承内部的方式）在单位时间内供应润滑油的量，从而提高冷却效果。

　　另一个是抑制发热量的效果。这是因为转动体与保持架的接触面积会减小。圆形保持架兜孔会导致接触面呈圆弧状变长。而方形保持架兜孔因端面为平面，只会在轴承的轴方向和旋转方向上分别与转动体有一个接触点（图）。
　　图：保持架兜孔的形状对比。改为方形之后，不仅因四角留出空隙而提高了润滑性，而且与球状转动体的接触面积缩小，从而使得发热量减少。

　　以上述方式来抑制轴承的温度上升，可以在原来采用昂贵的酚醛树脂切制保持架*1的高速旋转轴承上，采用以射出成型工艺制造的聚酰胺树脂保持架。聚酰胺树脂保持架以前一直在dmn值*低于2100万的中低速轴承上使用。

　　*1切制保持架：切削加工的保持架。此外，还有成型保持架和冲切（冲压加工）保持架。

　　*2dmn值：表示轴承的高速旋转性能的指标。该值是轴承节圆直径（mm）和旋转速度（min^-1）的乘积。

　　据恩梯恩介绍，新保持架除了兜孔的形状之外，还对材质进行了改进。采用了聚酰胺树脂中的高熔点材料。通过提高保持架的强度，防止了高速运转时局部受到损伤。而且，与原来相比，还能获得抑制接触面发热的效果。

　　新轴承与原来采用聚酰胺树脂的滚珠轴承相比，高速旋转性能Z大可提高50％。具体而言，油气润滑式陶瓷球款的dmn值可达到160万，脂润滑式钢球款的dmn值可达到115万。

　　恩梯恩今后打算向机床厂商提出解决方案，在现行机型上改用新轴承，或者在新开发的机型上采用该产品。