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輪轂軸承單元密封結構國內外對比檢測分析
2013-03-13
萬向集團（浙江杭州 311215）顏波 周旭
洛陽軸承研究所
關鍵詞：輪轂單元；密封檢測；對比分析
對比分析法是企業促進技術進步，提高產品質量的一條捷徑，通過對國內外同類樣品的分析、比較，獲得對方許多技術、質量方面的信息，借鑒國外產品在結構等技術方面的優點和特點，為我所用，克服本企業在產品質量和技術水平方面的差距和不足，加以改進，為趕超國內外先進水平，加強市場競爭能力，進而贏得國內外市場，奠定堅實的基礎。
一、軸承振動加速度
軸承振動加速度值是在S0910(Ⅲ)上進行的。主要檢測了輪轂軸承不同列鋼球所對應的振動加速度值。從通頻段振動來看，國內軸承平均振動值比國外軸承高5.8db；從不同頻段來看，國內軸承在高頻段明顯高于國外軸承。這與套圈兩滾道的平行差、波紋度、粗糙度、鋼球質量、軸承的清潔度等諸多因素有關。
二、軸承游隙和旋轉精度
國外軸承的軸向游隙比國內軸承小的多。國外軸承的旋轉精度明顯高于國內的軸承產品。軸承游隙和旋轉精度對密封性能有重要影響，游隙越大，精度越低，密封效果越差。
三、軸承填脂量
國內軸承的填脂質量比國外軸承多27%。由于無法精確計算軸承內部的凈空間，無從得知填脂率。但由于國外軸承的鋼球直徑大，鋼球個數少，密封件骨架鋼板薄，所以國外軸承的凈空間應比國內軸承大。由此可推斷，國內軸承的填脂率比國外軸承高27%以上。
四、軸承密封
國外和國內軸承密封的剖面形狀分別如圖1和圖2所示。它們都采用了三唇密封，但是結構型式不同。其不同點是：
國外軸承2唇的密封過盈量較小，3唇則為間隙密封，1唇的過盈量與國內軸承相等。從總體看，國外軸承為低扭矩式密封，摩擦力矩、過盈量、接觸力都較小，軸承溫升應比國內軸承溫升低。
2、密封件3唇的結構差異。
國外和國內軸承密封件3唇的方向是相反的，而且國外軸承密封件3唇與甩油環之間為間隙。當軸承旋轉，溫度升高時，軸承內部空間的氣體壓力必然升高。在圖1中，由于3唇與甩油環之間為間隙，形不成阻礙，在壓力比較小時，就會經由2唇和1唇形成外泄通道；這樣由于內外壓差比較小，潤滑脂的泄漏將是緩慢的。在圖2中，當壓力比較小時， 3唇的密封過盈量會隨著壓力的升高而加大；當壓力上升到足夠高時，3唇將在瞬間被推開，經由2唇和1唇形成一條壓力的外泄通道，壓力和潤滑脂將瞬時局部集中外泄。
3、密封件1唇的結構差異
國外軸承密封件的1唇與軸承軸心線的夾角比較大，雖然接觸過盈量和國內軸承相等，但接觸面積比較大，接觸力較小。一方面減小了摩擦力矩，另一方面加強了密封效果。
4、密封件2唇的結構差異
國外軸承密封件2唇根部較薄、端部較厚，而且端部輪廓線向上傾斜。在2唇和3唇之間形成了存儲空間。國內軸承2唇厚度比較均勻，2唇和3唇之間的區域則起不到存儲外來泥水、灰塵的作用。
5、抵御外來泥漿、灰塵的能力
外來泥漿、灰塵將通過間隙4進入，首先滯留于空間①，空間①存滿后，經由空間②、③進入軸承內部④。國外軸承空間①、②、③都有儲存的功能，國內軸承只有空間①、③有儲存的功能。因此國外軸承有較好的抵御外來泥漿、灰塵的能力。
五、結論
1、國外軸承軸向游隙比較小，旋轉精度高，對提高密封效果很有利。
2、國外軸承的填脂量和填脂率至少比國內軸承低27%，國內軸承填脂量偏多。
3、國外和國內軸承都采用了三唇密封加甩油環的型式，但三唇的結構存在比較明顯的差異。國外軸承密封屬低扭矩密封，摩擦力矩較小，發熱少，有優異的抵御外來泥漿、灰塵的能力，也有比較好的防止潤滑脂泄漏的能力。國內軸承的密封結構在抵御外來泥漿、灰塵的能力上比國外差，在防止潤滑脂泄漏方面比較好，但是由于摩擦力矩大、溫升高，使潤滑脂變稀、軸承內外壓差增大，再加上潤滑脂裝填過多，從而削弱了防止潤滑脂泄漏的效果。
參考文獻
[1]T.A.Harris著，羅繼偉等譯：《滾動軸承分析》，內部資料，1997。
[2]Peter Dreschman著:《轎車輪轂軸承集成式密封圈的發展》，《國外轎車軸承》，1997。
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