两种6312-2RS密封产品设计结构对比分析

(大连瓦轴精密电机汽车轴承有限公司，辽宁大连 116600)

轴承是各类机械装备的重要基础零部件，主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。它对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。深沟球轴承是最具代表性的滚动轴承，用途广泛。适用于高转速甚至极高转速的运行，而且非常耐用，无需经常维护。该类轴承摩擦系数小，极限转速高， 结构简单，制造成本低，易达到较高制造精度。 尺寸范围与形式变化多样，主要分为开式轴承和密封轴承两类。密封深沟球轴承是将防尘盖或者密封圈等密封件直接设置在轴承上，具有抗污染、防尘埃、简化主机结构、便于安装和维护等优点，在电动机、家用电器、汽车、摩托车、航空、航天等领域应用广泛 。

1 深沟球轴承的密封结构分类

深沟球轴承的密封结构形式多种多样， 按密封材料不同， 主要分为橡胶密封圈和防尘盖 (标准铁盖) 两种； 按密封配合不同， 可分为接触式密封和非接触式密封。

1)带防尘盖的深沟球轴承，防尘盖与内圈之间有径向间隙，极限转速与基本型深沟球轴承相同，轴承装配时填入了适量润滑剂，在使用过程中不用填加润滑剂。

2)带密封圈的深沟球轴承，一般采用钢骨架式丁腈橡胶密封圈，有接触式和非接触式之分。-RS和-2RS是接触式密封，密封效果较好，但摩擦力矩较大，极限转速较低；-RZ和-2RZ是非接触式密封，其极限转速与基本型深沟球轴承相同。轴承装配时填入了适量润滑剂，在使用过程中不用填加润滑剂。

2 1999年设计的6312-2RS密封产品的设计分析

针对-RS及-2RS接触式密封，我公司在长期生产过程中发生安装密封圈困难、密封圈装入后鼓起或凹陷等变形情况，需要进行返工或依据套圈情况配做密封圈，阻碍生产进度，影响产品质量，导致用户对交货期及质量的双重抱怨，订单减少。为此，成立研发小组对此类轴承的设计进行了详尽剖析，重新进行设计，保证产品保质保量顺利出产。下面就以6312-2RS为例进行说明。设计图如图1、图2。

图1 6312-2RS外圈密封槽(1999年设计)

2.1 对设计图1及图2分析

1)6312-2RS外圈外径牙口尺寸：

max φ112.38，minφ112.22。

2)6312-2RS密封圈外径尺寸:

max φ112.54，minφ112.38。

3)轴承外圈牙口直径尺寸与密封圈外径尺寸最大过盈量为0.32 mm,最小过盈量为0 mm;按公称尺寸计算过盈量为0.16 mm。

图2 6312-2RS密封圈(1999年设计)

2.2 设计图存在的问题

1)外径过盈量平均为0.16 mm,最大过盈量为0.32 mm,造成密封圈装入困难,装盖时装盖机龈伤密封圈外径。

2)由于密封圈产生过盈量大,导致密封圈装入时变形,向外凸起及向内凹陷,质量不合格。

3)人工装配密封圈时非常困难,生产效率低。

4)返修量大,有时必须根据牙口尺寸配做密封圈。

3 2014年修改设计后的6312-2RS产品图分析

3.1 设计图3及图4分析

图3 6312-2RS外圈密封槽(2014年设计)

1)6312-2RS外圈外径牙口尺寸：

max φ111.87，minφ111.73。

2)6312-2RS密封圈外径尺寸:

max φ111.85,minφ111.75。

图4 6312-2RS密封圈(2014年设计)

3)轴承外圈牙口直径尺寸与密封圈外径尺寸最大过盈量为0.12 mm,最小过盈量为0.02 mm;按公称尺寸计算过盈量为0 mm,最大间隙为0.12 mm。

4)为保证密封圈装入时考虑密封圈不产生相对转动,密封圈厚度设计为1.48+0.05mm，外圈牙口宽度:1.2±0.03 mm,最大过盈量为0.36 mm,最小过盈量为0.25 mm，装入时密封圈厚度产生的过盈量全部挤入轴承牙口45°处,见图5。

3.2 设计结构特点

1)轴承套圈牙口尺寸与密封圈外径尺寸过盈量为0 mm，密封圈装入时不产生变形返修率大大降低。

图5 密封圈装配

2)密封圈外径轴向设计了25°导入角，便于压盖机的装配能够实现自动化生产，人工装入密封圈生产效率大大提高。

3)密封圈压入时的厚度过盈量及变形全部挤入到套圈牙口45°处，使密封圈紧压在45°处，不产生相对转动，经过多个品种的设计结构的改进及生产验证，设计结构的改进是合理的。

经过对密封结构的优化设计，安装密封圈实现自动化生产，生产节拍得到保证，产品质量得到用户的广泛认可，在交货期与质量双重保障下，拓展了市场份额，产品订单接踵而至，订单数量增长40%，已经达到年90余万套-RS及-2RS密封深沟球轴承产品的稳定量产。