摘　要：該文汽車發電機軸承為研究對（duì）象，通過對影響該（gāi）類軸承使用壽命的分析，提出（chū）對其進行結構的優化及熱（rè）處（chù）理加工工藝的改進來滿足高端（duān）汽（qì）車客戶對軸承使用壽命（mìng）的要求。
　　關鍵詞：汽車發電機軸承（chéng）；密封；結構；使用壽（shòu）命
　　隨（suí）著汽車性能的不斷提高，對汽車發電機軸承的性能有更高的（de）要求（qiú），尤其是高轉速、變速變載、高低溫環（huán）境、高密封性能以及低的啟動（dòng）和旋轉力（lì）矩、高（gāo）可靠（kào）性等（děng）要求。目前，國內軸承產品質（zhì）量水平與國（guó）外相比主要問題（tí）有密封性能較差、產品可（kě）靠性不（bú）高（gāo），難以滿足國內外整機（jī）廠的要求，國內生產的（de）汽車發電機軸承僅僅是以（yǐ）售後維修市場為主。而要滿足汽車整機廠的要求，對（duì）汽車（chē）發電機軸承的使用壽命的研究（jiū）顯得（dé）極為迫切，該文主要討論從軸承參數設計、軸承加工工藝上方麵的（de）改進來提高發電機軸承的使用壽命。
　　1　汽車發電機軸承結構設計的改進
　　為滿足汽車發（fā）電機軸承高密封性能及高（gāo）可靠（kào）性的（de）要（yào）求，對發電機軸承做如下改進：（1）軸承套圈溝曲率（lǜ）半徑的結構參數進行優化，以保證軸（zhóu）承在安裝使（shǐ）用中在一定的徑向遊隙時有較小軸向（xiàng）遊隙，這樣可以降低軸承本身的（de）旋轉（zhuǎn）力矩，減（jiǎn）少軸承內（nèi）部摩擦；一般取內圈溝曲率係（xì）數取（qǔ）0.505，外圈溝曲率係數取0.525，這樣設計溝曲率既能滿足套圈溝（gōu）道（dào）對鋼球的包裹性，又能（néng）減小產品的軸向竄動；（2）密封結構的優化，發（fā）電機軸承從啟動（dòng）開始從0轉速直到20000轉高速，轉速範圍較大（dà），並且（qiě）有時還要在極（jí）短的時間內達到一定高的轉速，也就是（shì）說需要承受較大的加速度。同時要保證不能漏脂、並（bìng）盡量減小摩（mó）擦力矩，因此此類軸（zhóu）承（chéng）即需要有（yǒu）高速性能，有需要有（yǒu）較好的密封性能。因此，設（shè）計了圖二的改進後的（de）密（mì）封結構。 　　改進後的密封結（jié）構特點是密封唇頸較窄，能有效降低摩擦力矩（jǔ），滿足高速性能要（yào）求，密封唇采用三唇結構，能有（yǒu）效的阻止（zhǐ）灰塵（chén）、水汽進入軸承內部，又能（néng）起到防止漏脂作用。相比下改進後的結構比改進前的（de）結構密封性能更好，扭矩更輕，更適合高速旋轉。
　　2　熱處理工藝的改進
　　軸承鋼熱處理後其內部組織直接影（yǐng）響軸承的（de）使用壽命，當（dāng）高碳鋼淬火時獲（huò）得中隱晶馬氏體時軸承（chéng）零件才可能獲得抗失效能力Z佳的基體，同時還要控（kòng）製組織中的殘餘奧氏體的含量。通過分析，多次試驗可以知道，降低殘餘奧氏體的方法如下：（1）采用二次回火或多（duō）次回（huí）火，在生（shēng）產過程中可以增加磨加工（gōng）工序間的回火，每次磨加工後（hòu）進（jìn）行一次回火，使套圈組織更穩定。這是（shì）因為殘（cán）餘奧（ào）氏（shì）體熱穩定（dìng）性較差，回火（huǒ）使其轉化為熱穩定性更強的馬（mǎ）氏體，多次回火可使殘奧充（chōng）分轉變為馬氏體。（2）冰冷處理（-120℃冰冷處理）：冰冷處理使大部（bù）分殘奧轉化為馬氏體，使套圈更穩定。（3）選擇合（hé）適的淬火溫度（dù）：通過反複試（shì）驗及分析得出軸承鋼（gāng）的淬火溫度控製在850℃為宜。否則殘奧含量大（dà）增，且馬氏體組織粗大。因此，熱處（chù）理（lǐ）過程中應（yīng）選用合適（shì）的（de）淬火介質，增大冷卻速度。
　　磨加工過程中附加回火（huǒ），在循環一次磨加工後，采用150℃附（fù）加回火，消除（chú）磨（mó）削過程中產生的附加應（yīng）力（淬火（huǒ）後的套圈內存（cún）有應力；粗磨時切去Z外（wài）層金屬，引起內應力重新分（fèn）布（bù）而發生變形；粗磨時磨削力和磨削溫度高，工件（jiàn）容易產生彈性變（biàn）形（xíng）和熱變形，通過附件回火進一步控製和穩定殘餘奧氏體（tǐ），使得（dé）軸（zhóu）承的尺寸穩定性更好。試驗證明，沒有進行真空淬火+附件（jiàn）回火的產品在磨削過（guò）程中其變形（xíng）量增（zēng）加30%。因此對（duì）於高精密軸（zhóu）承熱處理工藝直接影響產品的加工尺寸的穩定（dìng）性及軸承安裝使用壽命。
　　3　溝道表麵硬化工藝的處（chù）理
　　眾所周之，軸承套圈在加（jiā）工過程中，由於磨削熱而不可避免要（yào）在表麵產（chǎn）生磨削變質層，這（zhè）些變質層厚（hòu）達2～3μm左右，變質層可（kě）使溝道表麵硬度下（xià）降，而且是拉應力（lì）層，易產生疲勞裂紋（wén），這對軸承的疲勞壽命和可靠性大大（dà）不利。因此，在一般的磨加工中，套（tào）圈已加工表麵會出現殘餘拉應力（lì），而且比較難（nán）控（kòng）製，為此提出軸承溝道表麵強化研磨的新加工方法，運用該方法能夠改善套圈表麵（miàn）性能，生產出表麵具有（yǒu）有利（lì）的殘餘壓應力的套圈，延長（zhǎng）其疲勞壽（shòu）命。
　　使產品表麵具有壓應力的方法有幾（jǐ）種（zhǒng），（1）采用把強化研磨料（liào）（由圓形陶瓷球、強化（huà）液和研磨液組成）噴射產品表麵，撞擊產品（pǐn）表（biǎo）麵來產生壓應力；（2）采（cǎi）用液泡震蕩的方式與套圈一起震蕩，來撞擊套圈溝道表麵，使溝道表麵層（céng）發生彈塑性（xìng）變（biàn）形，引起強（qiáng）化層亞晶粒細化、位錯密度增加，撞擊的（de）實質是由於強化研磨料尤（yóu）其是研磨粉與溝道產生切向運動使溝道表麵上產生摩擦和微切削，從而產生研磨加工，同時還可（kě）以達到降（jiàng）低表麵粗糙度的效果。
　　針對溝（gōu）道（dào）表麵（miàn）沒有進行硬化加工的與進行硬化（huà）加工的零件進行表麵壓應（yīng）力測試，經過強化處理（lǐ）的零件表麵壓應力的數值比沒有處理的（de）高出（chū）2倍多，並對其進行裝機試驗，經過強化的（de）產品比（bǐ）沒有處理的壽命提高60%以上。因此（cǐ），套圈溝道表麵硬化（huà）也是高速（sù）精密軸承加工中必不可少的一道工序，而一般（bān）軸承則無需此工序。
　　4　結語（yǔ）
　　通過對（duì）影響汽（qì）車發電機軸承（chéng）使用壽命的因素分析，優化此類軸承結構設計，改善熱處理工藝，控製軸承鋼熱處理後的內部（bù）組織，來提升發電機軸承的使用壽命。另外（wài），為了更能適應高低溫、高速、變載（zǎi）可進一步對其磨加工、尤（yóu）其是（shì）超精工藝的研（yán）究，來進一步提升此類軸承的使用壽命。同時也可為其（qí）他領域的使用條件苛刻的軸承上起到借鑒作用。
　　參考（kǎo）文獻
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　　[3] 劉傳劍，劉曉初（chū），李（lǐ）文雄，等.軸承套圈溝道強化研磨（mó）加工中碰（pèng）撞數值模擬分析[J].軸承，2010（12）：21-24.
　　[4] JB/T8167-1996.汽車發電（diàn）機軸承（chéng）技術條件[S].