提高汽车发电机轴承密封性能的措施-长沙市佳信机电有限公司

提高汽车发电机轴承密封性能的措施

2015-10-30

苏国长

（浙江八环轴承有限公司，浙江台州　318050）

　　摘要：针对6303-2RS1/C3LHT（2RZ）汽车发电机轴承，结合其沟道及内圈结构的设计、密封圈材料的选择、套圈防尘槽加工及油脂的控制等，阐述了提高汽车发电机轴承密封性能应采取的措施，并用试验验证了措施的有效性。

　　关键词：滚动轴承；汽车轴承；密封性能；试验

　　汽车发电机轴承的密封性能直接影响汽车发电机的质量，而如何提高汽车发电机轴承的密封性能是轴承行业面临的普遍问题和难点，本文针对6303-2RS1/C3LHT（2RZ）汽车发电机轴承，结合汽车发电机轴承沟道及内圈结构的设计、密封圈材料的选择、套圈的防尘槽加工及油脂的控制等，阐述提高汽车发动机轴承密封性能应采取的措施。

　　1　汽车发电机轴承沟道及内圈结构的设计

　　为了满足汽车发电机轴承高温、高速、高密封性能的要求，对6303-2RS1/C3LHT轴承沟道及内圈结构在密封性能设计上做以下考虑：

　　（1）内圈沟道采用较小的沟曲率系数，一般取0.505；外圈沟道采用较大的沟曲率系数，一般取0.530。这样既能满足内圈与钢球密合度的要求，又能减少成品轴承的轴向窜动量。

　　（2）内圈采用开V形槽结构，密封圈采用非接触多唇迷宫式结构。汽车发电机轴承设计中轴承的密封性能是否达到理想的状态要求，主要取决于防尘槽与密封圈内唇的配合情况，单纯的考虑密封槽或密封圈结构都是片面的，要综合考虑密封槽和密封圈结构的配合关系。二者之间究竟采取什么方式配合，Z终取决于轴承的工作环境要求。图1为非接触式密封结构，该结构密封线路较短，密封圈内唇不能产生有效的阻尼作用，密封性能一般，防水性能差，常用在普通电动机上。其密封性能远远达不到汽车发电机轴承密封性能要求。为此在其结构的基础上进行改进，采用图2的非接触多唇迷宫式密封结构。该结构与内圈的密封线路较长，且密封线路迂回曲折，中间与内圈防尘槽止口处的密封唇都有软点形成，内圈防尘槽止口处的密封唇与止口径的间隙很小，运转过程中油脂在此处形成油膜，灰尘和水很难进入；即使有少量的异物进入，中间的密封唇也能起到保护作用，把它们挡在内圈防尘槽底处；同时轴承密封唇由于三个唇的作用，形成了有效的油膜和阻尼效应，使油脂无法向外渗漏。

　　2　密封圈材料的选择

　　汽车发电机装在发动机旁边，发动机的机体温度一般为85～118℃，受发动机的温度辐射，加上自身产生的热量，汽车发电机的工作温度一般为-40～115℃，其正常工作温度的上限超过100℃。普通的丁晴橡胶、丙烯酸橡胶和氟橡胶的Z高正常工作温度分别为120、180和250℃。如果汽车发电机轴承密封圈采用丁晴橡胶，轴承常在密封圈温度的上限工作，则轴承的寿命达不到要求；氟橡胶耐磨、耐温等综合性能好，但价格太高；丙烯酸橡胶基本上适应汽车发电机高温等工作环境要求，故选用丙烯酸橡胶。

　　3　防尘槽加工

　　轴承套圈的防尘槽尺寸和形状的稳定性直接影响着轴承的密封性能。在加工过程中采用以下措施来确保防尘槽尺寸和形状的稳定性：（1）采用成形刀加工防尘槽，严格控制防尘槽的尺寸和形状。（2）增添检测防尘槽形状的投影仪器JT12A-Z，加强防尘槽尺寸的抽检频次。（3）热处理之前在内圈防尘槽的止口径上留一定的加工余量Δ（一般Δ为0.015～0.025mm）。
热处理后再实施精加工，保证了止口径尺寸（见图3）。

　　我公司6303-2RS1/C3LHT产品的防尘槽部分关键尺寸控制数值详见表1。

　　4　轴承油脂的控制

　　轴承油脂的控制主要是对油脂牌号、注脂方式及注脂量的控制。对于汽车发电机轴承必须选用高速、高温、使用寿命长的油脂（如Kiuber Asonic GHY72）；油脂牌号确定后，应采用自动定量注脂机两面注脂的方式，使油脂在轴承两边的保持架球兜处分布均匀；Z后要严格控制每套轴承注脂量的分散度，我公司6303-2RS1/C3LHT注脂量控制情况见表2。