兩種6312-2RS密封產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

(大連瓦軸精密電機(jī)汽車軸承有限公司，遼寧大連 116600)

軸承是各類機(jī)械裝備的重要基礎(chǔ)零部件，主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。它對(duì)主機(jī)的精度、性能、壽命和可靠性起著決定性的作用。深溝球軸承是最具代表性的滾動(dòng)軸承，用途廣泛。適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行，而且非常耐用，無(wú)需經(jīng)常維護(hù)。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易達(dá)到較高制造精度。 尺寸范圍與形式變化多樣，主要分為開式軸承和密封軸承兩類。密封深溝球軸承是將防塵蓋或者密封圈等密封件直接設(shè)置在軸承上，具有抗污染、防塵埃、簡(jiǎn)化主機(jī)結(jié)構(gòu)、便于安裝和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)機(jī)、家用電器、汽車、摩托車、航空、航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 。

1 深溝球軸承的密封結(jié)構(gòu)分類

深溝球軸承的密封結(jié)構(gòu)形式多種多樣， 按密封材料不同， 主要分為橡膠密封圈和防塵蓋 (標(biāo)準(zhǔn)鐵蓋) 兩種； 按密封配合不同， 可分為接觸式密封和非接觸式密封。

1)帶防塵蓋的深溝球軸承，防塵蓋與內(nèi)圈之間有徑向間隙，極限轉(zhuǎn)速與基本型深溝球軸承相同，軸承裝配時(shí)填入了適量潤(rùn)滑劑，在使用過(guò)程中不用填加潤(rùn)滑劑。

2)帶密封圈的深溝球軸承，一般采用鋼骨架式丁腈橡膠密封圈，有接觸式和非接觸式之分。-RS和-2RS是接觸式密封，密封效果較好，但摩擦力矩較大，極限轉(zhuǎn)速較低；-RZ和-2RZ是非接觸式密封，其極限轉(zhuǎn)速與基本型深溝球軸承相同。軸承裝配時(shí)填入了適量潤(rùn)滑劑，在使用過(guò)程中不用填加潤(rùn)滑劑。

2 1999年設(shè)計(jì)的6312-2RS密封產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分析

針對(duì)-RS及-2RS接觸式密封，我公司在長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生安裝密封圈困難、密封圈裝入后鼓起或凹陷等變形情況，需要進(jìn)行返工或依據(jù)套圈情況配做密封圈，阻礙生產(chǎn)進(jìn)度，影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致用戶對(duì)交貨期及質(zhì)量的雙重抱怨，訂單減少。為此，成立研發(fā)小組對(duì)此類軸承的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳盡剖析，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品保質(zhì)保量順利出產(chǎn)。下面就以6312-2RS為例進(jìn)行說(shuō)明。設(shè)計(jì)圖如圖1、圖2。

圖1 6312-2RS外圈密封槽(1999年設(shè)計(jì))

2.1 對(duì)設(shè)計(jì)圖1及圖2分析

1)6312-2RS外圈外徑牙口尺寸：

max φ112.38，minφ112.22。

2)6312-2RS密封圈外徑尺寸:

max φ112.54，minφ112.38。

3)軸承外圈牙口直徑尺寸與密封圈外徑尺寸最大過(guò)盈量為0.32 mm,最小過(guò)盈量為0 mm;按公稱尺寸計(jì)算過(guò)盈量為0.16 mm。

圖2 6312-2RS密封圈(1999年設(shè)計(jì))

2.2 設(shè)計(jì)圖存在的問(wèn)題

1)外徑過(guò)盈量平均為0.16 mm,最大過(guò)盈量為0.32 mm,造成密封圈裝入困難,裝蓋時(shí)裝蓋機(jī)齦傷密封圈外徑。

2)由于密封圈產(chǎn)生過(guò)盈量大,導(dǎo)致密封圈裝入時(shí)變形,向外凸起及向內(nèi)凹陷,質(zhì)量不合格。

3)人工裝配密封圈時(shí)非常困難,生產(chǎn)效率低。

4)返修量大,有時(shí)必須根據(jù)牙口尺寸配做密封圈。

3 2014年修改設(shè)計(jì)后的6312-2RS產(chǎn)品圖分析

3.1 設(shè)計(jì)圖3及圖4分析

圖3 6312-2RS外圈密封槽(2014年設(shè)計(jì))

1)6312-2RS外圈外徑牙口尺寸：

max φ111.87，minφ111.73。

2)6312-2RS密封圈外徑尺寸:

max φ111.85,minφ111.75。

圖4 6312-2RS密封圈(2014年設(shè)計(jì))

3)軸承外圈牙口直徑尺寸與密封圈外徑尺寸最大過(guò)盈量為0.12 mm,最小過(guò)盈量為0.02 mm;按公稱尺寸計(jì)算過(guò)盈量為0 mm,最大間隙為0.12 mm。

4)為保證密封圈裝入時(shí)考慮密封圈不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),密封圈厚度設(shè)計(jì)為1.48+0.05mm，外圈牙口寬度:1.2±0.03 mm,最大過(guò)盈量為0.36 mm,最小過(guò)盈量為0.25 mm，裝入時(shí)密封圈厚度產(chǎn)生的過(guò)盈量全部擠入軸承牙口45°處,見圖5。

3.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)軸承套圈牙口尺寸與密封圈外徑尺寸過(guò)盈量為0 mm，密封圈裝入時(shí)不產(chǎn)生變形返修率大大降低。

圖5 密封圈裝配

2)密封圈外徑軸向設(shè)計(jì)了25°導(dǎo)入角，便于壓蓋機(jī)的裝配能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，人工裝入密封圈生產(chǎn)效率大大提高。

3)密封圈壓入時(shí)的厚度過(guò)盈量及變形全部擠入到套圈牙口45°處，使密封圈緊壓在45°處，不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)多個(gè)品種的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及生產(chǎn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是合理的。

經(jīng)過(guò)對(duì)密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，安裝密封圈實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)節(jié)拍得到保證，產(chǎn)品質(zhì)量得到用戶的廣泛認(rèn)可，在交貨期與質(zhì)量雙重保障下，拓展了市場(chǎng)份額，產(chǎn)品訂單接踵而至，訂單數(shù)量增長(zhǎng)40%，已經(jīng)達(dá)到年90余萬(wàn)套-RS及-2RS密封深溝球軸承產(chǎn)品的穩(wěn)定量產(chǎn)。