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汽车发电机轴承密封性能的分析与改进


汽车发电机轴承密封性能的分析与改进 摘要:汽车行车安全及速度的提高与自身发电机有着莫大的关 系,而发电机则受到了其轴承密封性能的影响。基于此,本文就提 高汽车发电机轴承密封性能展开了几方面的工作;设计的主参数保 证轴承工作过程中同样径向游隙时的较小轴向游隙;密封采用三唇 两腔、动态补偿式结构;选用耐高低温、抗磨损的密封橡胶材料, 以提高密封性能,满足寿命要求;润滑材料采用性价比较高的专用 耐高低温、长寿命润滑脂;同时优化了加工工艺参数,制订了保证 密封槽尺寸和形状的加工方法。 关键词:汽车发电机 轴承 密封性能 随着汽车性能的不断提高,对汽车发电机轴承的性能也提出了更 高的要求。汽车发动机轴承具有高转速(最高工作转速已超过 20000rpm) 、变速变载、高低温环境、高密封性能以及低的启动和 旋转力矩、长寿命、高可靠性等要求。 目前,国内汽车发电机轴承质量水平与国外先进水平相比还有较 大距离,主要问题有,密封性能较差,产品寿命较低,可靠性不高, 特别是批量生产时难以满足国内外高端客户的要求。国内较好企业 生产的该类轴承寿命基本在 8~12 万公里, 个别企业能达到 14~16 万公里,但与国外一流主机客户 20 万公里以上的要求差距很大, 无法与国际知名轴承公司竞争。 汽车发电机的轴承密封性能的好坏对发电机的质量影响至关重 要,而如何才能提高汽车发电机轴承的密封性能,已经成为了当前 相关行业普遍关注的问题,并且也是一个十分棘手的难题。以 6303-2rs1/c3lht(2rz)汽车发电机轴承为例,经过仔细研究分析 后,在原有经验的基础上,对产品设计和加工工艺进行了改进,结 合轴承沟道与内圈结构设计、套圈防尘槽加工、密封圈材料选择及 油脂控制等,分析了提高汽车发动机轴承密封性能的一些有效方 法,希望对相关行业有所借鉴。 1、轴承沟道与内圈结构设计 汽车发动机应满足高速、高温及高密封性能要求,为了实现这些 要求,对 6303-2rs1/c3lht 轴承沟道与内圈结构做了以下方面的改 善设计考虑: 1.1 采用了当今国际知名公司流行的轴承套圈沟曲率半径、旋转 中心径的设计方法,内圈沟道采用沟曲率系数宜较小,0.505 即可; 而外圈则采用沟曲率系数较大的沟道,比如说应达到 0.530。按照 这种考虑,除了能满足内圈和钢球的密合度要求,还能减少相关成 品轴承的轴向窜动量。同时,能够降低噪声及机器功耗,减少钢球 和滚道的磨损,提高轴承运转的稳定性; 1.2 在内圈的密封圈槽设计上可以采用 v 形槽结构,而密封圈则 可以采用非接触多唇迷宫式。就目前来看,对于汽车发动机轴承是 否满足密封性能设计的需求,甚至达到理想状态,主要还在于密封 圈内唇和防尘槽之间是否配合。但是,传统的设计中,往往只是单 纯考虑二者之一,而没有将两者有机配合进行考虑。不过,二者之 间采用何种方式进行配合,依然是目前比较重要的一个问题,主要 应根据轴承的工作环境需求来进行考虑。 如图 1 所示,属于非接触式密封结构示意图,从图中不难看出, 其密封线路过短,密封圈内唇无法发挥出有效的阻尼作用,因此密 封性能不足,防水性也较差,一般只能用于普通的电动机之上。为 了使其能达到汽车发电机轴承密封性能的需求,将其进行了改进, 改进之后的示意图如图 2 所示。可以看出,其采用的是非接触多唇 迷宫式密封结构,这种情况和内圈密封线路都较长,加之密封线路 较曲折,中间和内圈防尘槽止口处密封唇都形成了一些软点,在运 转中油脂在此处会形成油膜,使得水与灰尘都很难进入其中。就算 进入了少量的异物,中间的密

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