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轮毂轴承单元密封结构国内外对比检测分析

发布时间：2013-03-13 浏览次数：607

万向集团（浙江杭州 311215）颜波 周旭
洛阳轴承研究所
　　摘　要：本文主要对国外和国内生产的同类轮毂轴承单元的密封结构型式、轴承填脂量、振动、游隙、旋转精度等项目进行了分析对比。样品经过反复测试后，取得了比较满意的测试数据。
　　关键词：轮毂单元；密封检测；对比分析
　　对比分析法是企业促进技术进步，提高产品质量的一条捷径，通过对国内外同类样品的分析、比较，获得对方许多技术、质量方面的信息，借鉴国外产品在结构等技术方面的优点和特点，为我所用，克服本企业在产品质量和技术水平方面的差距和不足，加以改进，为赶超国内外先进水平，加强市场竞争能力，进而赢得国内外市场，奠定坚实的基础。
　　一、轴承振动加速度
　　轴承振动加速度值是在S0910(Ⅲ)上进行的。主要检测了轮毂轴承不同列钢球所对应的振动加速度值。从通频段振动来看，国内轴承平均振动值比国外轴承高5.8db；从不同频段来看，国内轴承在高频段明显高于国外轴承。这与套圈两滚道的平行差、波纹度、粗糙度、钢球质量、轴承的清洁度等诸多因素有关。
　　二、轴承游隙和旋转精度
　　国外轴承的轴向游隙比国内轴承小的多。国外轴承的旋转精度明显高于国内的轴承产品。轴承游隙和旋转精度对密封性能有重要影响，游隙越大，精度越低，密封效果越差。
　　三、轴承填脂量
　　国内轴承的填脂质量比国外轴承多27%。由于无法精确计算轴承内部的净空间，无从得知填脂率。但由于国外轴承的钢球直径大，钢球个数少，密封件骨架钢板薄，所以国外轴承的净空间应比国内轴承大。由此可推断，国内轴承的填脂率比国外轴承高27%以上。
　　四、轴承密封
　　国外和国内轴承密封的剖面形状分别如图1和图2所示。它们都采用了三唇密封，但是结构型式不同。其不同点是：
　　1、三个密封唇与甩油环的接触过盈量或间隙量不同。
　　国外轴承2唇的密封过盈量较小，3唇则为间隙密封，1唇的过盈量与国内轴承相等。从总体看，国外轴承为低扭矩式密封，摩擦力矩、过盈量、接触力都较小，轴承温升应比国内轴承温升低。
　　2、密封件3唇的结构差异。
　　国外和国内轴承密封件3唇的方向是相反的，而且国外轴承密封件3唇与甩油环之间为间隙。当轴承旋转，温度升高时，轴承内部空间的气体压力必然升高。在图1中，由于3唇与甩油环之间为间隙，形不成阻碍，在压力比较小时，就会经由2唇和1唇形成外泄通道；这样由于内外压差比较小，润滑脂的泄漏将是缓慢的。在图2中，当压力比较小时， 3唇的密封过盈量会随着压力的升高而加大；当压力上升到足够高时，3唇将在瞬间被推开，经由2唇和1唇形成一条压力的外泄通道，压力和润滑脂将瞬时局部集中外泄。
　　3、密封件1唇的结构差异
　　国外轴承密封件的1唇与轴承轴心线的夹角比较大，虽然接触过盈量和国内轴承相等，但接触面积比较大，接触力较小。一方面减小了摩擦力矩，另一方面加强了密封效果。
　　4、密封件2唇的结构差异
　　国外轴承密封件2唇根部较薄、端部较厚，而且端部轮廓线向上倾斜。在2唇和3唇之间形成了存储空间。国内轴承2唇厚度比较均匀，2唇和3唇之间的区域则起不到存储外来泥水、灰尘的作用。
　　5、抵御外来泥浆、灰尘的能力
　　外来泥浆、灰尘将通过间隙4进入，首先滞留于空间①，空间①存满后，经由空间②、③进入轴承内部④。国外轴承空间①、②、③都有储存的功能，国内轴承只有空间①、③有储存的功能。因此国外轴承有较好的抵御外来泥浆、灰尘的能力。
 　　五、结论
　　1、国外轴承轴向游隙比较小，旋转精度高，对提高密封效果很有利。
　　2、国外轴承的填脂量和填脂率至少比国内轴承低27%，国内轴承填脂量偏多。
　　3、国外和国内轴承都采用了三唇密封加甩油环的型式，但三唇的结构存在比较明显的差异。国外轴承密封属低扭矩密封，摩擦力矩较小，发热少，有优异的抵御外来泥浆、灰尘的能力，也有比较好的防止润滑脂泄漏的能力。国内轴承的密封结构在抵御外来泥浆、灰尘的能力上比国外差，在防止润滑脂泄漏方面比较好，但是由于摩擦力矩大、温升高，使润滑脂变稀、轴承内外压差增大，再加上润滑脂装填过多，从而削弱了防止润滑脂泄漏的效果。
 　　参考文献
　　[1]T.A.Harris著，罗继伟等译：《滚动轴承分析》，内部资料，1997。
　　[2]Peter Dreschman著:《轿车轮毂轴承集成式密封圈的发展》，《国外轿车轴承》，1997。
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