深溝球軸承防塵蓋的改進設(shè)計

池海鳳，龐偉，紀(jì)云巧，王建軍，陳明浩

(瓦房店軸承集團有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，遼寧 瓦房店 116300)

帶有防塵蓋的深溝球軸承廣泛用于汽車、電動機、泵類等領(lǐng)域。防塵蓋本身的防塵性、牢固性直接影響主機的使用壽命及性能，因此結(jié)構(gòu)合理的防塵蓋對于軸承至關(guān)重要。常規(guī)的防塵蓋按照洛陽軸承研究所出版的ZY—83《向心球軸承設(shè)計方法》設(shè)計。該設(shè)計中防塵蓋為鋼板沖壓型，防塵蓋裝入軸承時需要采用特殊工裝進行壓裝。在壓裝過程中，靠防塵蓋外徑面的塑性變形將其壓靠到軸承外圈的密封槽內(nèi)。由于外圈熱處理后密封槽變形尺寸增大(密封槽車削后不再加工)且防塵蓋加工精度低，因此防塵蓋鉚壓后可能出現(xiàn)形狀不穩(wěn)定、壓靠不實、鉚合不良等問題，并在使用過程中隨著主軸的旋轉(zhuǎn)而與外圈脫離，產(chǎn)生掉蓋現(xiàn)象。為了解決這一難題，綜合密封圈及防塵蓋的設(shè)計理論，對防塵蓋進行了結(jié)構(gòu)改進。

1 常規(guī)的防塵蓋結(jié)構(gòu)

常規(guī)的防塵蓋由鋼板沖壓而成，其一般加工工藝流程為：剪料→切料、開槽→打字→成形→卷邊→外觀處理，檢查合格后的防塵蓋再裝入軸承內(nèi)。改進前的防塵蓋結(jié)構(gòu)與裝配圖如圖1所示。

圖1 改進前的防塵蓋結(jié)構(gòu)與裝配圖

在設(shè)計上，成品防塵蓋外徑略小于外圈密封槽開口尺寸，采用間隙配合，防塵蓋在外圈密封槽內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動。通過在壓力機上用帶有45°斜面的工裝壓在防塵蓋卷邊處，使防塵蓋外徑面產(chǎn)生塑性變形，壓靠到外圈密封槽內(nèi)。

設(shè)計上要求壓裝后軸承外圈與防塵蓋不能有相對轉(zhuǎn)動，但由于鉚合不良、振動、腐蝕等因素，軸承運行一段時間后往往會發(fā)生掉蓋現(xiàn)象。

2 改進后的防塵蓋

依據(jù)軸承使用工況，借鑒密封圈及防塵蓋的設(shè)計思路與經(jīng)驗，將防塵蓋卷邊結(jié)構(gòu)改進為密封圈的外唇結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 改進后的防塵蓋結(jié)構(gòu)與裝配圖

外唇采用有較好彈性變形及耐腐蝕性的丁腈橡膠，并增加“匚”形減壓槽[1](圖2)。改進后，當(dāng)防塵蓋外徑面與外圈密封槽口存在較大過盈量時，防塵蓋外徑面易在載荷的作用下產(chǎn)生變形。因而，該種設(shè)計一般通過手工即可將防塵蓋裝入軸承密封槽內(nèi)。

當(dāng)防塵蓋的外唇裝入外圈密封槽后，通過密封槽的軸向過盈控制防塵蓋的圓周運動；而在防塵蓋與密封槽之間采取間隙設(shè)計，防止因其過盈量過大而導(dǎo)致防塵蓋安裝不到位。

為保證防塵蓋的穩(wěn)固性，將新型防塵蓋鋼板沖壓部分設(shè)計為帶密封圈的鋼骨架。鋼骨架與橡膠通過“冂”形結(jié)構(gòu)緊密連接在一起(圖2中A處)。

通過改進設(shè)計，新型防塵蓋抗腐蝕性和防振性得到極大提高。用彈性過盈代替常規(guī)防塵蓋的剛性過盈，解決了常規(guī)設(shè)計中防塵蓋易脫落現(xiàn)象。采用手工安裝，極大地縮短了生產(chǎn)周期。對于一些超薄系列，還消除了由于不均勻的剛性過盈導(dǎo)致的軸承外圈的橢圓變形。

采用該結(jié)構(gòu)的防塵蓋要注意環(huán)境溫度。在超過120 ℃的高溫情況下，防塵蓋外唇材料應(yīng)選擇耐高溫的橡膠，如氟橡膠(耐溫可達(dá)到250 ℃)。但一般情況下軸承使用溫度小于120 ℃，采用丁腈橡膠的防塵蓋可滿足要求。

3 結(jié)束語

改進結(jié)構(gòu)用于6212-ZN帶蓋產(chǎn)品的設(shè)計，用于某公司汽車的重要部件。經(jīng)用戶裝機使用證明，軸承質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，無掉蓋現(xiàn)象，完全滿足用戶的使用要求。橡膠與防塵蓋結(jié)合的新型防塵蓋設(shè)計理念值得推廣。