双列圆锥滚子轴承密封结构的改进

　　关键词：汽车轮毂轴承；双列圆锥滚子轴承；密封；结构
　　近几年，我国汽车行业及其相关配套产业处于高速发展时期，各个制造商和用户对整车或零部件产品的质量也都提出了更高的要求。汽车轮毂轴承密封结构在轴承中所占空问和成本都是很小的，但是对于轴承使用过程中起到的作用却非常关键，如轴承的早期失效多是由密封性能不良引起的。图1所示为代双列圆锥滚子轮毂轴承，密封结构选用的是整体式密封结构。 　　1　改进前结构
　　我公司产品DU2505237（轴承内径25mm，外径52mm，宽度37mm）是Z早开发的双列圆锥滚子轴承产品，一直保持良好的产销量。设计初由于受到产品密封结构空间的限制，设计上选用单密封圈双径向密封唇结构，如图2所示。 　　目前汽车轮毂轴承使用单密封囤结构存在以下几方面的缺点：（1）密封唇为短、硬唇，密封唇早期磨损严重，使得轴承在使用的中、后期密封能力大大降低。（2）对比整体式密封结构，单密封结构密封入口直接暴露，缺乏类似“迷宫”密封结构的功能，外界物质易进入轴承内部。（3）密封结构设计上没有充分利用密封空间。
　　2　改进后结构
　　经过对密封空间和系列产品密封结构的综合考虑，首先规范了圆锥滚子（塑料）保持架的结构^[1]，设计上控制其与密封件相关的结构。规范了保持架大端突出结构的形状及尺寸，使其在保证一定的强度下轴向结构占有空问Z小化，为密封结构的设计提供足够的密封空间。
　　改进后的密封结构，如图3所示。为充分利用密封空间，密封唇采用了大“U”形结构和主副密封唇结构，“U”形密封结构对泥水的冲击有比较强的缓解能力，同时增强了主摩擦唇对内圈大外径的“追随性”，避免了短、硬密封唇易发生过度磨损的情况。对比发现，改进后的密封结构密封能力提高约30％，特别是试验的中期，密封性能衰减比较小，改进效果良好。 　　由长期密封性能试验数据和文献^[2]的分析得出，改进后的密封结构性能并不如整体式密封结构[^2,3]，但是整体式的密封结构对密封空间的要求比较严格，一般要求轴向的密封空间尺寸大于4.5mm，这也正是DU2505237密封结构设计难以达到的。所以，一般设计上如果产品的密封空间满足要求，轴承的密封结构要优先选用整体式密封结构。
　　3　结束语
　　通过对此产品密封及相关的结构设计特点分析，设计上要求注意以下几点：（1）对于此系列产品，轴承内径尺寸在38mm以上的产品才有可能用整体式密封结构，对于内径尺寸在38mm以下的产品目前仍需要用单密封结构。（2）注意系列产品密封结构及其周边零部件的标准化和系列化设计要求。（3）强调理论设计和试验验证环节，研发密封性能更优的密封结构替代品，不断地提高产品质量。
　　参考文献：
　　[1]吴振东，李婉.双列圆锥滚子汽车轮毂轴承塑料保持架设计方法[J].轴承，2008(6)：7-9.
　　[2]Hisashi MACHIDA.Trends and New Technologies of Hub Unit Beating[J].Motion＆Contwl，2005，17(5)：4-5.
　　[3]李婉，吴振东.汽车轮毂轴承密封结构技术现状及发展[J].轴承，2008(7)：47-51.