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一、深溝球軸承密封結(jié)構(gòu)形式分析
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。對于摩托車、家電電機、豪華吊扇等密封深溝球軸承，目前常用的基本密封結(jié)構(gòu)主要有如下五種形式，如圖1至圖5所示。其中圖1至圖4密封結(jié)構(gòu)采用橡膠密封圈，圖5采用防塵蓋。
圖2密封結(jié)構(gòu)屬于內(nèi)外徑接觸式密封結(jié)構(gòu)，與圖1槽接觸式密封結(jié)構(gòu)不同的是軸承內(nèi)圈不帶密封槽，密封路線較短，這點不利于密封。但優(yōu)點是內(nèi)圈外徑可以通過磨削加工來大大提高尺寸加工精度和降低粗糙度，并且這種密封結(jié)構(gòu)是通過密封圈唇口與內(nèi)圈的外徑接觸來密封，一般情況下不受密封圈軸向定位的影響，與軸承外圈密封槽軸向尺寸加工精度無關(guān)。因此，密封圈唇口與內(nèi)圈外徑的配合精度高，過盈量分散度較小，有利于密封性能的提高。同時由于內(nèi)圈外徑磨削加工的粗糙度較好，軸承在同等密封效果下，比圖1槽接觸式密封結(jié)構(gòu)的摩擦力矩小。
圖3密封結(jié)構(gòu)稱為雙唇密封，既具有圖1結(jié)構(gòu)的密封優(yōu)點，又具有圖2結(jié)構(gòu)的密封優(yōu)點，所以密封效果更好。但是由于受目前加工條件和生產(chǎn)成本的限制，雙唇同時達到理想的接觸密封狀態(tài)較難，所以一般先保證徑向具有較好的接觸狀態(tài)，而軸向允許存在非接觸狀態(tài)。如果再考慮密封圈外緣唇口的密封作用，也可稱三唇或多唇口密封。由于該結(jié)構(gòu)要求密封圈和套圈密封槽的加工精度高，生產(chǎn)成本較高，因而還未被普遍采用。隨著密封圈和套圈加工技術(shù)的不斷發(fā)展和加工質(zhì)量水平的不斷提高，多唇密封結(jié)構(gòu)將是軸承高密封性能的發(fā)展方向。比如，目前國內(nèi)有些軸承生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的精密低嶸音汽車軸承，密封槽就采用成型砂輪進行磨削加工，大大地提高了密封槽的加工精度以及與密封圈的配合精度，使軸承的密封性能和振動噪音質(zhì)量有了明顯的改善。
圖4密封結(jié)構(gòu)為非接觸式橡膠密封結(jié)構(gòu)，與圖1槽接觸式密封結(jié)構(gòu)相比，密封效果差些，尤其不適于防漏油、防水等方面的密封。但其優(yōu)點是對密封圈和套圈密封槽的加工精度要求沒有圖1結(jié)構(gòu)要求的那么高，因此在生產(chǎn)成本控制方面具有較大優(yōu)勢。
圖5密封結(jié)構(gòu)與圖4結(jié)構(gòu)同屬于非接觸式密封結(jié)構(gòu)，不同的是圖4結(jié)構(gòu)采用橡膠密封圈，而圖5結(jié)構(gòu)采用的是防塵蓋。對于非接觸式密封結(jié)構(gòu)來說，密封圈或防塵蓋與密封槽的配合間隙越小，密封效果越好。由于橡膠密封圈具有優(yōu)良的彈性，即使是非接觸式結(jié)構(gòu)，往往也允許存在超輕接觸;而防塵蓋是鐵蓋，不具有上述優(yōu)點，其配合必須是間隙配合，設(shè)計上為了確保防塵蓋與密封槽的間隙配合不得不預(yù)留較大的間隙。因此，圖5非接觸式防塵蓋密封結(jié)構(gòu)的密封性能往往比圖4結(jié)構(gòu)的密封性能差。但由于防塵蓋加工簡單和間隙成本低，成本約是丁腈橡膠密封圈的70%，所以在一些密封要求不高的場合還是經(jīng)常被應(yīng)用。
二、深溝球軸承密封結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
目前應(yīng)用于摩托車、家電電機和豪華吊扇行業(yè)的深溝球軸承，通常根據(jù)軸承的安裝部位或工作狀況來設(shè)計不同的密封結(jié)構(gòu)。
比如，單面密封的摩托車發(fā)動機箱體軸承，其潤滑是通過發(fā)動機工作時帶動機內(nèi)的機油進行飛濺潤滑。這種飛濺潤滑方式不但在發(fā)動機機腔內(nèi)和軸承腔內(nèi)形成.定的油壓，且機油具有一定的流動速度，這點不利于軸承的防漏油密封。因此對此類軸承的防漏油密封性能要求非常高，軸承必須采用接觸式密封結(jié)構(gòu)。從以上五種基本密封結(jié)構(gòu)的對比分析可知，圖1~圖3的密封結(jié)構(gòu)都能基本滿足要求。但由于圖3雙唇密封結(jié)構(gòu)加工難度較大，生產(chǎn)成本較高，目前很少采用。
比較圖1槽接觸式密封結(jié)構(gòu)和圖2內(nèi)外徑接觸式密封結(jié)構(gòu)，由于圖2結(jié)構(gòu)具體如下四個優(yōu)點:(1) 內(nèi)圈不帶密封槽，加工成本更低; (2)密封圈唇口與經(jīng)過磨削的內(nèi)外徑配合過盈量分散度較小; (3)在相同密封效果下摩擦力矩更小; (4) 在相同摩擦力矩和密封圈內(nèi)側(cè)承受相同油壓下，密封圈唇口與內(nèi)圈接觸面不易脫離，這點對于軸承密封圈內(nèi)側(cè)受壓情況下的密封非常有利。
因此，摩托車發(fā)動機箱體軸承采用圖2內(nèi)外徑接觸式密封結(jié)構(gòu)更為普遍。這里提到的配合過盈量是一個既影響軸承防漏油密封性能，又影響摩擦力矩大小的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。
如摩托車輪轂軸承和洗衣機、水泵等家電電機軸承采用油脂潤滑，在防塵、防水和防漏脂等方面要求較高，因此一般也采用圖1和圖2所示的接觸式密封結(jié)構(gòu)。但由于沒有摩托車發(fā)動機軸承的密封性能要求那么高，所以密封圈唇口與內(nèi)圈的配合過盈量相對來說小些，特別是對于家電電機軸承來說，為了盡可能減少軸承的摩擦力矩，降低軸承的振動噪音和溫升，過盈量一般取很小，這時也常稱之為輕接觸式密封結(jié)構(gòu)。
工業(yè)縫紉機軸承也采用油脂潤滑，對防油、防水沒有特別要求，但由于軸承的安裝環(huán)境和工縫機的使用環(huán)境都存在塵埃較多的問題，因此對軸承防塵密封性能要求較高，一般配采用密封線路較長的迷宮式密封結(jié)構(gòu)，如輕接觸式的圖1結(jié)構(gòu)或非接觸式的圖4密封結(jié)構(gòu)。
豪華吊扇電機軸承是上述幾類軸承中對密封性能要求最低的一類軸承，由于豪華吊扇安裝于家庭，工作環(huán)境較好，對防塵和防水性能要求都不高;同時由于轉(zhuǎn)速較低，正常工作一般只有每分鐘幾百轉(zhuǎn)，油脂所受的離心力很小，不易造成漏脂現(xiàn)象，所以一般采用生產(chǎn)成本最低的非接觸式防塵蓋密封結(jié)構(gòu)(如圖5所示)。
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