張偉　李魯江　鄭誌功　史德卿

（洛陽軸承研究所，河南洛陽　471039）

　　摘　要：通過密封（fēng）深溝球軸承試驗研究，對影（yǐng）響密封深溝球軸（zhóu）承密封性能的主要因素進行係統分析，提出提高密封深溝球軸承性能的主要對策與措施。

　　關鍵詞：深溝球軸承；密封軸承；結（jié）構；零件；性（xìng）能

　　各種（zhǒng）家用電器、汽車、摩托車和航空航天等行業出於簡化（huà）主機結構、有利（lì）安（ān）裝、維護及消除周圍環境對軸承的汙染，需要選用大（dà）量的密封軸（zhóu）承，對密封軸（zhóu）承的質量要求（qiú）不僅要保證較高的壽命可靠性，而且必（bì）須保證有效的潤滑和密（mì）封效果以及減振降（jiàng）噪等性能。本文以密（mì）封深溝球軸承為例進行分析。

　　1　結構對密封性能的影響

　　內圈直（zhí）台式密封深溝球軸承結構形式加工（gōng）較簡單，一般用於微型軸承，但其密封性能對軸承零件加工精度及密封圈質量較為敏感，防塵、漏脂性能一般。

　　內圈有槽（cáo）式與內圈無槽式密封深溝球軸承相比，內（nèi）圈有（yǒu）槽式密封深溝球（qiú）軸（zhóu）承密封性（xìng）能較優越。內圈有槽較之內圈無槽式加長了密封曲徑，不論是（shì）軸（zhóu）承內部（bù）潤滑脂的漏出，還是（shì）軸（zhóu）承外部灰塵的進入，都必須通過一個較長的密（mì）封（fēng）曲徑，因此可有（yǒu）效提高（gāo）密封性能。但從加工製造來看，內圈有槽式（shì）密封形（xíng）式，需加工內圈密封槽，增加了加工難度，對軸承的加（jiā）工精度要求更高，加大了軸承製造成本。內圈無槽式密封深溝球（qiú）軸承，加工製（zhì）造較簡單，加工工序較少，但如果（guǒ）加工精度保證，也能取得較好的密封性（xìng）能。

　　無論是內圈有槽式還是內（nèi）圈無槽式密封軸承，密封圈（quān）內徑唇口雙唇式（shì）比單（dān）唇式密封性能要（yào）好，雙唇式結構有前後兩處接觸唇緣（或（huò）兩處密封間隙）和一處空（kōng）間潤滑脂槽構（gòu）成，雙唇（chún）起雙重保護作用，雙唇之間的脂槽與內圈構成（chéng）壓力緩衝室和（hé）潤滑脂的儲存室，有著阻滯潤滑脂泄漏的作（zuò）用，從軸承腔內（nèi）漏出的脂或者是（shì）浸入軸承內部的（de）灰塵雜質存（cún）於環槽內，形成脂環，增加了密封效果。

　　2　密封間隙及過盈量

　　密封軸承結構形式奠定了密封軸承（chéng）的性能基礎，而密封軸承的密封圈內（nèi）徑（jìng）與軸承內圈外徑的密封間隙或過盈量控（kòng）製又是影響密（mì）封軸承（chéng）密封（fēng）性（xìng）能的又一（yī）個重要（yào）因素。

　　試驗中發現一組6205-2RZ、一組6206-2RZ非接觸式（shì）密封深（shēn）溝球軸承按（àn）優化設計選取密封間（jiān）隙，防（fáng）塵、漏脂（zhī）性能不穩（wěn）定（dìng）。壓縮密封間隙至原設計的一（yī）半，試驗結果較理想。這充分證明，在保證密（mì）封圈與軸承內徑同軸度較好的前（qián）提下（xià），密封間隙適（shì）當壓（yā）縮，其密封性（xìng）能會有明顯提高。

　　對（duì）接觸式密封深溝球（qiú）軸承，其過盈量選擇要適當。過（guò）盈量選擇合適，既可以保（bǎo）證良好的密封效果（guǒ），又不致使（shǐ）摩擦力矩過大，軸承（chéng）溫升過高。有一組軸承過盈量選擇過大，用手轉軸承外圈基本轉不動，在振動儀（yí）上振（zhèn）動，因摩擦力矩（jǔ）大（dà），致使振動儀皮帶打滑。溫升（shēng）試驗時（shí），溫升（shēng）高達62～65℃（接觸式密封深溝球軸承，溫升試驗標準：溫升≤55℃）；漏（lòu）脂試驗時，在過（guò）大（dà）的摩擦力作用下，密封圈被軸承內圈拖（tuō）動，與內圈一起轉動，潤滑脂從密封圈外（wài）徑和軸承外圈密封槽處泄出，密封性能很差。

　　3　軸承加工精度的控（kòng）製

　　密封深溝球軸承的（de）加工比一般深（shēn）溝球軸承複雜得多，增加（jiā）了不少工（gōng）序（xù）。在（zài）加工過程中，除要做好一般深溝球軸承的質（zhì）量控製外，還應增加（jiā）密封槽尺寸精度、形位精度、內圈（quān）外（wài）倒角、軸承內外（wài）圈溝位（wèi）置和溝對端麵的平行度（溝擺）控製等等。

　　外圈（quān）密封槽起固定密封（fēng）圈作用，內圈密封槽起（qǐ）保證密封間隙或過盈作用，因而其尺寸精度、形（xíng）位精度直接影響成（chéng）品軸承的密封性能。如果在車加工（gōng）階段忽視對密封槽尺寸及（jí）形位精（jīng）度的嚴格控製，致使密（mì）封槽加工寬窄不一、深淺不等，圓度、同軸度誤差過（guò）大，內（nèi）外圈密封槽軸向（xiàng）錯位，密封槽不在同一（yī）平麵（miàn）內，或套圈在（zài）熱（rè）處理時嚴重變形，軸承裝配後，密封圈定位不牢產生轉動（dòng），密封間隙有的過大有的過小，軸承運轉時產生軸向竄動等，都將嚴重（chóng）影響密封軸承的密封性能。

　　軸承內圈外倒（dǎo）角尺寸對密封性能影響也較大。軸承內（nèi）圈外（wài）徑（或槽）與密封圈內徑唇口配合從而保（bǎo）證（zhèng）密封效果，一般密封圈唇口（kǒu）的尺寸較（jiào）窄，軸承內圈外（wài）倒（dǎo）角（jiǎo）尺寸較小。如果倒角尺寸（cùn）較大，在軸向密封尺寸將減少，密封圈外唇（chún）口將起不到密封作（zuò）用，密封效果受到影響，因此內圈外（wài）倒角尺（chǐ）寸應嚴格控製。

　　有些密封深溝球軸承在（zài）試驗後發現潤滑脂呈黑色，在顯微鏡下無（wú）法檢查灰塵侵入量，手感灰塵也不多，經分析是保持架加工質量或密封槽加工質量問（wèn）題。密封深溝球軸承保持架一般是由滾動體引導，如果保持架的加工精度達不到要求，就可能（néng）使軸承在運轉中出現靠套現象。有些小型（xíng）密封深溝球軸承（chéng）由（yóu）於尺寸較小，保持架（jià）加工誤差等因素，保持架容易與（yǔ）內圈相碰，靠套（tào）磨（mó）損現象明（míng）顯，試驗（yàn）中表現為振動大，噪聲大，溫升高，靠套（tào）磨損產生的局部高熱致（zhì）使潤（rùn）滑脂失效變黑。有些是套圈的（de）密封槽加工誤差較大，保（bǎo）持架兜孔高於套圈密封槽端（duān）麵（miàn），保持架與密封圈相接觸，軸承運轉（zhuǎn）時（shí），保持架與密封（fēng）圈相（xiàng）互摩擦，使得密封圈變形磨損，同時（shí）摩擦（cā）的局部高溫使潤滑脂變黑失效。

　　密（mì）封深溝球（qiú）軸承內外圈溝位置和溝對端麵的平行度（溝擺）的控（kòng）製直接影響密封（fēng）深（shēn）溝（gōu）球軸承的密封性能，若不嚴（yán）加控製，則會（huì）造成內外圈密（mì）封槽前後錯位，特別是非基準麵的密封槽影響尤甚，而溝擺是產（chǎn）生成品端麵側擺的主（zhǔ）要原（yuán）因，若過大則軸承在運轉過程中，容易產生軸向竄動（dòng），從而（ér）影響（xiǎng）軸承的密封性能。

　　4　橡膠（jiāo）密（mì）封圈

　　密封深溝球軸承中用量較大的橡膠密封圈的結構、材質和加工精度對密封深溝球軸承的密封性能影響很大。應根據軸承在（zài）使用中的不同工況（kuàng）、不同（tóng）環境介質來選擇密封圈材料。密封圈骨架要有良（liáng）好的剛度，材質要均勻，表麵要經過防鏽處理，尺寸精度要保證。橡膠要均勻（yún），物理性能要（yào）符合要求，要有一定的硬度和（hé）彈性，而且要和潤滑脂及防鏽油相匹配（pèi），與骨架的粘接要牢固，成品密封圈的結構形狀和尺寸精度要符合要求。

　　試驗中發現的主要問題有：（1）密封圈內外（wài）徑同軸（zhóu）度誤差大，密封圈內徑為橢圓形，與軸承裝配後密封間隙不均勻，密封性能不好。（2）密封圈唇口有的（de）彈性（xìng）較好，有的彈性較差。（3）密封圈唇口毛刺大，唇邊不平整（zhěng）；唇口有缺陷，切膜時部分唇口被切掉。（4）骨架剛度不夠，密封圈翹曲變形。（5）密封圈外觀不好，分膜麵溢膠未修整。（6）密封圈存放時間長，橡膠老化變形。

　　由（yóu）於軸承在使用過程中，其內部壓力和（hé）溫度要比外部的壓力和（hé）溫度要大，密封圈特別是（shì）唇口要（yào）承受較大（dà）的壓力，所以密封（fēng）圈的尺寸精度和物（wù）理性（xìng）能等（děng）直接關係到密封深溝球軸承的密封性能。

　　5　潤（rùn）滑脂（zhī）

　　密封深溝球軸承中潤滑脂的重（chóng）要功能就是（shì）保（bǎo）證密封（fēng）深溝（gōu）球軸承有足夠的潤滑，保（bǎo）證軸承的壽命可靠性及密封性能穩定。潤滑脂要根據軸承的用途、使用場合和使用（yòng）條件的（de）不同來選擇。一般要求有以下特點：良好的穩定性和流動性，良好的溫度特性，良好的（de）減振、降噪性，良好的潔（jié）淨度，良好的防鏽、防水耐濕性（xìng），與密封圈（quān）用橡膠有良好的適應性以及良好（hǎo）的防塵、防漏性等等。
　　從提高密封深溝球軸承的密封性能來看，密封深溝球軸承應選擇粘度較（jiào）大的潤滑脂，流動性差，脂不容易露，其密封、防（fáng）塵和防漏性能較（jiào）好。但（dàn）如果潤滑脂粘度過大，在（zài）軸承（chéng）運轉（zhuǎn）中，脂的攪（jiǎo）拌阻力大，密封深溝球軸承的（de）溫升有所（suǒ）升高，脂的流動性就（jiù）增大，脂也容易泄漏。所以在選擇潤滑脂時，要充分考慮密封深（shēn）溝球（qiú）軸承的使用條件和工況，以保證密（mì）封深溝球軸承的壽命可靠性及密封（fēng）性（xìng）能要求。

　　6　工作條件對密封性能的影響

　　一般情況下，密封軸承的轉速對（duì）防塵、漏脂性能影響不大，但如（rú）果填脂量較多，軸承內部出現飽和狀態後，脂泄漏隨著轉速增（zēng）高而增多，外界灰塵也隨著漏脂（zhī）量的增多而侵入軸承內部愈多。轉速（sù）對溫升影響較大，轉速升高，軸承各零件的滾動摩擦增大，軸承（chéng）的溫度也隨著升高。
　　徑向載荷（hé）對密封性能影響不大。但如果（guǒ）在使用中，軸承安裝不當，承受了軸向載（zǎi）荷，則對密封性（xìng）能有影響。尤其是內圈無槽式密封深溝球（qiú）軸承受影響（xiǎng）較大，內圈無槽（cáo）式結構承受軸向載荷時，軸承（chéng）內圈、外圈和（hé）密封圈之間產生軸向位移，密封部位（wèi）尺寸將減小，引起（qǐ）密封性能降低。徑向（xiàng）載荷較大，溫（wēn）升升高，但載荷對（duì）溫升的影響不及轉速大。
　　工作條（tiáo）件相同的密封軸承，環境溫度高，軸承的密封性能（néng）略有下降。環境溫度（dù）高，潤滑脂的粘度下降，流動性增加，易造成泄漏，灰塵侵入軸承內部（bù）就多。溫（wēn）升是軸承（chéng）運轉時產生熱量與周圍環境熱交（jiāo）換後的綜合反映（yìng），環（huán）境溫度高，不利熱交換，軸承的溫升也就高（gāo）。
 

來源：《軸承》2003年第3期