ＣＮ４１—１１４８／ＴＨ 轴承２０１３年８期 墨 ！Ｑ ＝ 鱼 Ｂｅａｒｉｎｇ ２０１３，Ｎｏ．８ １２．１６ 深沟球轴承密封圈脱落的原因分析及改进 夏奇志 （无锡市华通微型轴承厂 技术部，江苏 无锡２１４０３７） 摘要：结合６０００—２ＲＳ密封深沟球轴承实例，分析了密封圈易脱落的原因，对密封件配合部分的结构尺寸进行 了改进，解决了出现的问题。 关键词：深沟球轴承；密封；密封槽；密封圈；脱落 中图分类号：ＴＨ１３３．３３ １ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—３７６２（２０１３）０８—００１２—０１ 密封深沟球轴承应用十分广泛，在工作过程 中不允许出现漏脂，密封圈与外圈间相对转动（俗 称窜盖）及密封圈脱落的现象。然而在实际工作 中，时有密封圈从外圈密封槽脱落的问题。在此， 以６０００—２ＲＳ密封深沟球轴承为例，分析密封圈 脱落的原因并找出改进措施，期望能对轴承设计、 参数 表１ 外圈密封槽的相关参数 数值 改进前 Ｈｌ／ｍｍ １．１５ ４５ Ｏ．３５ １．１５ ０．４５ Ｈ ｐ卢改进后 Ｒ Ｃ１．２ 日 （。） Ｌｌ／ｍｍ ４０ Ｍ ｍ ｍ一㈣ ０．３ １．１ Ｌ／ｍｍ Ｂｌ／ｍｍ Ｏ．６ 工艺和检验人员提供借鉴。 表２密封圈外唇口相关参数 参数 改进前 Ｏ．８０ ４５ １ 密封槽及原密封圈外唇口结构 外圈密封槽结构如图１所示，其改进前相关 数值 改进后 １．０ １０ ４０ ０．２Ｏ Ｏ．３５ 参数见表１。原密封圈外唇口结构如图２所示，其 相关参数见表２。 ０．１５ ０．３ ０．６ ０．４５ ０．７０ Ｏ．６ ２原因分析 ６Ｏ０Ｏ一２ＲＳ轴承工作时，由于转速较高，润滑脂 高速流动，在轴承密封腔内产生一定的压力，导致 密封圈从密封槽内脱落，使轴承失效。原密封圈在 图１ 外圈密封槽结构图 ・轴承上进行多次安装试验，虽然可以Ｊｌ￣，Ｎ地进入外 圈密封槽中，而且也没有出现翘盖等现象，但用手 旋转密封圈，发现密封圈可以在密封槽内轻易地转 动，同时用较小的推力，就可以把密封圈从密封槽 二Ｚ－Ｉ ／ — ＼ ）ｊ／／，。＼、 内推出。上述情况结合密封槽及密封圈的结构可 以看出，在原设计中有４个方面导致密封圈外唇口 的强度不足，在其承受较小的压力时就会从外圈密 封槽内脱落。这４个方面为：（１）外圈密封槽的宽 度日 偏小，导致相应的密封圈外唇口的厚度Ｂ 偏 图２原密封圈外唇口结构图 薄；（２）密封圈外唇口的宽度 偏宽；（３）密封圈的 导向角０偏大；（４）密封圈的弹性槽Ｒ偏深。 （下转第１６页） 收稿日期：２０１３一ｏ２一ｌ６ 《轴承））２ｏ１３．№．８ 因此，在划分网格时要考虑模型的大小、计算精度 及速度等，根据实际情况尽量生成较密的网格。 ４．２单个滚子的计算分析 由图６一图７可以看出径向力作用下单个滚 子与内、外圈的接触应力分布情况，应力最大值出 低速重载的滚动轴承。针对这一特征，建立了该 轴承在径向力作用下的有限元计算模型，根据二 分之一轴承模型的计算结果，可以得出轴承在径 向载荷作用下滚子与内、外圈间的接触应力分布； 但考虑到计算的收敛及速度，简化后的模型网格 现在内圈与滚子的接触区域。除边缘外，滚子与 滚道接触处的接触应力分布比较均匀。滚子与滚 道接触半宽中心位置的接触应力比其他区域明显 偏高，这是由于受载后滚子与滚道产生接触变形， 接触应力迅速增大到最大值，产生了边缘效应＿６ｊ。 边缘效应区域接触应力的大小、方向与滚道及滚 子接触部分的弧度以及各自倒角形状、半径大小 有关，建模一般不考虑这些，因此出现这种现象是 可以理解的。 划分相对稀疏，因此计算结果不够精确，只能为定 性分析提供参考。在单个滚子的有限元计算分析 中，由于模型相对较小，通过对网格精细处理，得 到了与经典Ｈｅｒｔｚ理论相当吻合的计算结果。说 明在计算资源允许的情况下，采用有限元数值模 拟分析可以替代传统的Ｈｅｒｔｚ理论分析，从而为后 续的加载倾覆力矩和联合载荷的轴承有限元分析 打下基础。 参考文献： ［１］ 纪德洲．１３１．５０．３５５０型三排滚柱式回转支承的研究 与开发［Ｄ］．北京：中国农业大学，２００５． 表１列出了第３排最大承载滚子的有限元计 算结果和Ｈｅｒｔｚ理论计算结果。从表１中可以看 出，两种方法计算所得的最大接触应力和接触变 形总量比较接近，但还存在一定的差异。这主要 是有限元分析时轴承的简化假设、网格划分、接触 ［２］徐立民，陈卓．回转支承［Ｍ］．安徽：安徽科学技术出 版社，１９８８：１—２． ［３］ 汪洪，陈原．转盘轴承承载能力及额定寿命的计算方 法［Ｊ］．轴承，２００８（２）：７—９． ［４］ 刘丹丹，韩红彪，刘红彬．三排滚柱式回转支承有 限元分析［Ｊ］．矿山机械，２０１０（１４）：５８—６１． ［５］万长森．滚动轴承的分析方法［Ｍ］．北京：机械工业 出版社，１９８７：４５—４６． 算法及接触参数选择等因素造成的。 表ｌ有限元解和Ｈｅｒｔｚ理论解的比较 计算方法接触变形总量／ ｍ 墅 ［６］ 王兴东，董元龙，刘源洞．低速重载轴承的有限元分 ５ 结束语 所研究的盾构机主轴承为大尺寸、多接触和 （上接第１２页） 析及研究［Ｊ］．武汉科技大学学报：自然科学版， ２００８，３１（１）：１０４—１０７． （编辑：温朝杰） 针对以上情况，必须重新设计密封件配合部 分的结构参数，增加密封圈外唇口的强度，从而提 高其承受压力的能力。 Ｉ ／ 《■ 、 ｌ ｊ 撅 ＼ ３ 改进后的结构 外圈密封槽改进后的结构参数见表１。改进 后的密封圈外唇口的结构如图３所示，其结构参 数见表２。改进设计中，主要是增加了密封圈外唇 １５的厚度日：，并修改确定了０和 角、倒角ｃ及弹 图３ 改进后密封圈外唇口结构图 性槽 的大小；同时，也修改了外圈密封槽的各尺 寸参数。使用自制的拉力测试装置进行密封圈耐 受压力试验，改进后的产品比原产品所能承受的 压力增加了３０％左右，密封圈的强度得到显著加 强，保证了密封圈顺利装入外圈密封槽且不出现 “翘盖”、“窜盖”等现象。 ４ 结束语 改进后的产品经过现场装配和用户批量使 用，效果良好，基本没有再出现密封圈脱落的质量 问题，满足了客户的使用要求。 （编辑：温朝杰）