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非接觸式密封深溝球軸承漏脂原因分析

2013-07-20 09:10:00趙飛
軸承 2013年3期
關(guān)鍵詞:油脂

趙飛

(洛陽LYC軸承有限公司 球軸承廠,河南 洛陽 471039)

某電動機上使用的6309E-2RZ非接觸式密封深溝球軸承出現(xiàn)漏脂現(xiàn)象,并發(fā)生異常磨損,使電動機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生偏載,造成電動機“燒包”。該型號軸承材料為GCr15鋼,油脂為長城低噪聲2號鋰基脂(允許的工作溫度為-20~120 ℃),密封圈為單唇非接觸式,為內(nèi)圈不帶牙口的密封結(jié)構(gòu)。現(xiàn)對該軸承的失效原因進行分析,并提出改進措施。

1 外觀檢查

拆卸下來的軸承外觀如圖1所示,油脂從密封圈內(nèi)唇口處大量滲出,呈堆積狀。用手推密封圈,不能轉(zhuǎn)動,證明外圈牙口處接觸良好。拆開密封圈后,溝道表面僅附著有少量油膜,溝道呈黑色,磨損嚴重,有燒傷痕跡。大部分油脂堆積黏附在單面密封圈內(nèi)側(cè),少部分堆積在保持架兜孔外側(cè)。

圖1 漏脂樣件

2 原因分析

通過對軸承內(nèi)、外圈和鋼球的硬度及金相組織檢驗分析,發(fā)現(xiàn)均符合行業(yè)標準要求。根據(jù)樣品外觀和后續(xù)分析認為:潤滑脂大量外漏,軸承運轉(zhuǎn)時潤滑不充分,是造成軸承燒傷,轉(zhuǎn)子偏載的根本原因。

3 改進措施

3.1 注脂頭結(jié)構(gòu)

原注脂頭結(jié)構(gòu)如圖2所示,注脂頭下端與自動注脂機連接后,油脂在壓力作用下,通過上端的注脂孔直接注入軸承內(nèi)部,但油脂只能注入到保持架的兩個兜孔之間的鋼板上,僅有很少部分進入溝道,軸承運轉(zhuǎn)時,在離心力的作用下,油脂大部分被甩出、堆積黏附在密封圈上形成滲漏,而溝道上的少量油脂無法形成有效油膜,嚴重影響了軸承的性能和使用壽命。因此,對注脂頭的結(jié)構(gòu)進行改進,改進措施如下:

(1)把注脂頭頂部垂直注脂孔改成向兩側(cè)45°傾斜的小孔(噴射距離最長),使油脂注入方向發(fā)生變化,可將其直接注入兩側(cè)溝道內(nèi),避免了在離心力作用下油脂被甩出的現(xiàn)象;

(2)改變注脂孔兩側(cè)注脂斜孔的長度(壓力、注脂時間一定的情況下,注脂孔長度越長,注入的油脂量越少),以此向內(nèi)、外溝道內(nèi)注入不同量的油脂(一般情況下,密封圈和內(nèi)圈的接觸部分之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,與外圈接觸部分不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,在不減少總注脂量的前提下,減少內(nèi)溝道內(nèi)的注脂量可降低漏脂率);

(3)在注脂頭頂部向外溝道注脂一側(cè)的倒角斜坡上打2~3個小孔,在向內(nèi)溝道注脂一側(cè)倒角斜坡上打1~2個小孔,使注脂點更加分散,起到勻脂作用,如圖3所示。

圖3 新注脂頭

3.2 注脂量控制

對于6309E-2RZ,JB/T 7752—2005《滾動軸承 密封深溝球軸承 技術(shù)條件》規(guī)定的標準注脂量為9.58~15.3 g,JB/T 8571—2008《滾動軸承 密封深溝球軸承防塵、漏脂、溫升性能試驗規(guī)程》規(guī)定油脂體積應(yīng)占軸承有效空間容積的25%~40%。注脂時用定量泵進行精確控制,可把注脂量集中控制在取值范圍中間區(qū)域,使批注脂量符合正態(tài)分布,依據(jù)經(jīng)驗注脂量控制在11~13 g,效果較為理想,避免了在注脂量下限可能會降低軸承壽命,在上限可能會增加漏脂的概率。

3.3 密封倒角

圖4 內(nèi)圈外徑倒角尺寸

3.4 裝配游隙

在滿足用戶使用要求的基礎(chǔ)上,裝配時盡量使軸承的游隙處于上限,避免電動機超負荷運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子變形量增大,造成軸承異常磨損,溫升加劇。

4 改進效果

通過采取以上措施,將新裝配出的6309E-2RZ在B30-60型漏脂試驗機上進行試驗。加載額定動載荷為52.9 kN,徑向載荷Fr為490 N,試驗轉(zhuǎn)速n為1 350 r/min,試驗時間6 h,潤滑脂為長城低噪聲2號鋰基脂,試驗后自然冷卻。通過試驗可知,軸承運轉(zhuǎn)情況良好,密封圈內(nèi)唇口處僅有少量油脂滲出,通過試驗前、后4套樣品軸承的稱重對比(表1),可知軸承漏脂率均低于允許漏脂率10%的標準,滿足了用戶要求。

表1 試驗軸承漏脂率

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