深溝球軸承防塵蓋的改進設計

池海鳳，龐偉，紀云巧，王建軍，陳明浩

(瓦房店軸承集團有限責任公司 技術中心，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，因此結構合理的防塵蓋對于軸承至關重要。常規的防塵蓋按照洛陽軸承研究所出版的ZY—83《向心球軸承設計方法》設計。該設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。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形狀不穩定、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而與外圈脫離，產生掉蓋現象。為了解決這一難題，綜合密封圈及防塵蓋的設計理論，對防塵蓋進行了結構改進。

1 常規的防塵蓋結構

常規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。改進前的防塵蓋結構與裝配圖如圖1所示。

圖1 改進前的防塵蓋結構與裝配圖

在設計上，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可自由轉動。通過在壓力機上用帶有45°斜面的工裝壓在防塵蓋卷邊處，使防塵蓋外徑面產生塑性變形，壓靠到外圈密封槽內。

設計上要求壓裝后軸承外圈與防塵蓋不能有相對轉動，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生掉蓋現象。

2 改進后的防塵蓋

依據軸承使用工況，借鑒密封圈及防塵蓋的設計思路與經驗，將防塵蓋卷邊結構改進為密封圈的外唇結構，如圖2所示。

圖2 改進后的防塵蓋結構與裝配圖

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生變形。因而，該種設計一般通過手工即可將防塵蓋裝入軸承密封槽內。

當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計，防止因其過盈量過大而導致防塵蓋安裝不到位。

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

通過改進設計，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防塵蓋的剛性過盈，解決了常規設計中防塵蓋易脫落現象。采用手工安裝，極大地縮短了生產周期。對于一些超薄系列，還消除了由于不均勻的剛性過盈導致的軸承外圈的橢圓變形。

采用該結構的防塵蓋要注意環境溫度。在超過120 ℃的高溫情況下，防塵蓋外唇材料應選擇耐高溫的橡膠，如氟橡膠(耐溫可達到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 結束語

改進結構用于6212-ZN帶蓋產品的設計，用于某公司汽車的重要部件。經用戶裝機使用證明，軸承質量可靠，性能穩定，無掉蓋現象，完全滿足用戶的使用要求。橡膠與防塵蓋結合的新型防塵蓋設計理念值得推廣。