双列圆锥滚子轴承密封结构的改进
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产品质量 。 参考 文献 ：
［ ］ 吴 振东 ， １ 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 ，０ ８ ６ ： ９ ２０ （ ）７— ．
［ ］ ＨｓｓｉＭＡ Ｈ Ｄ ．Ｔｅｄ ｎ ｅ ｅｈｏｏｉｓｏ ２ ｉ ｈ ａ Ｃ Ｉ Ａ ｒｎｓａｄ Ｎ ｗ Ｔ ｃｎｌｇ ｆ ｅ
滚
证一定 的强 度 下 轴 向 结构 占有 空 问 最小 化 ， 密 为
图 １ 双 列 圆锥 滚 子 轴 承整 体 式 密封 结 构
封结构的设计提供足够的密封空间。
改 进后 的密 封结构 ， 图 ３所 示 。为充分利 用 如
１ 改进 前 结 构
密封空间， 密封唇采用了大“ ” ｕ 形结构和主副密封
我公 司产 品 Ｄ ２ ０ ２ ７ 轴 承 内径 ２ ｍ， Ｕ ５ ５３ （ ５ ｍ 外 唇结构 ，ｕ 形密 封结构 对泥水 的 冲击 有 比较强 的 “” 径 ５ ｍ， ２ ｍ 宽度 ３ ｍ） 最早 开发 的双列 圆锥 滚 缓解 能力 ， ７ｍ 是 同时增 强 了 主摩 擦 唇 对 内 圈大 外 径 的 子轴 承产 品 ， 直保 持 良好 的产 销 量 。设 计 初 由 一 “ 随性 ” 避 免 了短 、 追 ， 硬密封 唇 易发 生 过度 磨 损 的 于受 到产 品 密 封 结构 空 间 的 限 制 ， 计 上选 用 单 情况 。对 比发 现 ， 进 后 的密 封 结 构 密 封 能力 提 设 改
封 结构 。
用整 体式 密 封 结 构 ， 于 内径 尺 寸 在 ３ ｍ 以下 对 ８ｍ
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
［ ］ 刘 耀 中． 车 轴 承 的 材 料 及 热 处 理 长 寿 命 技 术 ６ 汽 ［ ］／ 国汽车轴承 技术 攻关 专 题研 讨会 论 文集 ． ｃ ／全
洛 阳： 中国轴承工业协会技术委员会 ， ０ ：７— ３ ２ ８４ ５． ０
［ ］ 渡边哲雄．风车轴承 的高可靠性技术 ［ ］ ７ Ｒ ．上海 ： 恩
曼
二
轴承
２ ０ 年５ ０ ９ 期
ＣＮ４１一 ｌ ４８ ｒ １ ／ｒＨ Ｂ ａ ｎ ０ ９， ． 新与 革新 ． Ｉ
双 列 圆锥滚 子轴 承 密 封结构 的改进
吴振 东 ， 李 婉 薛红文 ，
机 电系 ， 广东 韶关 ５ ２０ ） １０ ５ （． １ 韶关东南轴承股份有 限公司， 广东 韶 关 ５ ２２ ；． １０ ９２ 韶关学院
关键词 ： 汽车轮毂轴承 ； 双列 圆锥滚子轴承； 密封 ； 结构
中 图分 类号 ：Ｈ１３ ３ Ｔ ３ ．３ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ３ ６ （ ０９ ０ ０ ６ ０ １ ０— ７ ２ ２ ０ ）５— ０ ４— ２ ０
近几年， 国汽车行业及其相关配套产业处 我 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
ｐｒ Ｔ ） 和 Ｈ Ｆ Ｈ — Ｆ 钢 制造 风机增 速器 轴 ｅ— Ｆ 钢 Ｔ（ ｉ Ｔ ）
参 考文 献 ：
［ ］ 施鹏 飞． ０７年 国内外 风 电迅猛 发展 ［ ．第 七届 １ ２０ Ｒ］ 世界 风能大会交流资料 ，０８ ２０． ［ ］ 施鹏 飞． ０７年 中国风 电场装机 容量统 计 ［ ．第 ２ ２０ Ｒ］ 七届世界 风能大会交流资料 ， ０ ． ２ ８ ０
图 ３ 改 进 后 的 密 封 结 构
Ｈ ｂＵ ｉＢ ａ ｎ ［ ］ Ｍ ｔ ｎ＆Ｃ ｎｗ ，０ ５ １ （ ） ｕ ｎｔ ｅｔ ｇ Ｊ ． ｏ ｏ ｉ ｉ ｏｔ ｌ２０ ，７ ５ ：
４ —５．
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 ３ ｍ 以上 的产品才有可能 ８ｍ
京： 中国环境 出版社 ，０７：８— ９ ２０ ４ ４ ． ［ ］ 施鹏 飞．全球风力 发电现况 及发展趋 势 ［ ．第 七 ４ Ｒ］ 届世界风能大会交流资料 ，０ ８ ２０ ． ［ ］ 孙立 明． ５ 陈 原， 宋 丽．风力发 电机 组关键轴 承设 计技术 ［ ］ 轴承 ，０ ８ 特刊 ：９— ４ Ｊ． ２０ ， ４ ５．
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 ， 轴 承 的早 期 失效 多 是 由 密封 性 能不 良 如 引起 的 。图 １ 所示 为第 一 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。
析 和寿命 计 算 的新 观 点 、 方 法 。在设 计 风 机增 新 速器 轴承 时 ， 是对 单个 轴 承进 行 受力 分 析 ， 不 而是 将轴 承与增 速器 视为 一 个整 体 ， 动态 状 况 下 ， 在 作
７ 结 束语
风 电产 业 对 于 轴 承 行 业 是 全 新 的服 务 领 域 ， 轴承 生产企 业 应 积 极 开 拓 这 一 充 满 希 望 的市 场 。
［ ］ 李 俊峰 ， ３ 高 虎． 中国风 电发展 报告 · ０ ７ Ｒ］ 北 ２０ ［ ．
承。增速器在 工作过程 中， 齿轮磨损产生 的微小 金属 颗粒 ， 在轴 承工 作表 面形成 压 痕 ， 压痕 边 缘形 成高的应力集 中， 成为疲劳源 ， 导致剥落 ， 缩短轴 承使用寿命 。Ｎ Ｋ公司开发的用中碳合金钢碳氮 Ｓ 共 渗 的 Ｓ Ｆ和 Ｈ Ｆ钢 ， 过 严 格 控制 碳 氮 共渗 工 Ｔ Ｔ 通 艺， 使零件表面得到较多的稳定 的残余奥氏体 （ 约 ３％ 一 ５ ） ０ ３ ％ 和大量 细小 的碳化 物 、 氮化 物 。后 碳 者可保证表面的硬度和耐磨性 ， 使压痕不易形成 ； 前者可以降低压痕 的边缘效应 ， 阻止疲劳源 的形 成和扩展 ， 而大大提高 轴承在如风机增速器这 从 样的在污染 润滑工况下的使用寿命 。这方面 ， 洛 阳轴承研究所 已进行 了研发工作 ， 并取得初步
密 封圈双 径 向密 封唇结 构 ， 图 ２所示 。 如
高约 ３ ％， ０ 特别是试验的中期 ， 密封性能衰减 比较 目 前汽车轮毂轴承使用单密封 囤结构存在以 小， 改进效果 良好 。 下 几方 面的缺 点 ：１ 密封 唇为 短 、 （） 硬唇 ， 封唇早 密 由长期密封性能试验数据 和文献 ［ ］ ２ 的分析 期磨损严重 ， 使得轴承在使用的中、 后期密封能力 得 出， 进后 的密 封 结 构性 能并 不 如 整 体 式 密 封 改 大大降低 。（ ） ２ 对比整体式密封结构， 单密封结构 结构 ］但是整体式的密封结构对密封空间的要 ， 密封人 口直接暴露， 缺乏类似 “ 迷宫 ” 密封结构的 求比较严格 ， 一般要求轴向的密封 空间尺寸大于 功 能 ， 界 物质 易 进入 轴 承 内部 。 ３ 密 封结 构设 ４５ｍ 这也正是 Ｄ ２０２７密封结构设计难 以 外 （） ． ｍ， Ｕ ５５３
本文的阐述 ， 是希望从一个侧 面为那些 已经进 人 或准备进入风电轴承领域 的轴承企业提供一些风 电轴 承技术 和市 场方 面 的信 息 ， 起他 们 的思考 ， 引
为一个系统来分析。要考 虑轴 与箱体 的变形 ， 多 个轴承之间的相互作 用及 非线性 刚性 ， 轴承 内部 滚动 体 之 间 的 载 荷 分 配 等 等。推 荐 采 用 Ｉ Ｓ Ｏ
达到 的。所 以 ， 般 设 计 上 如 果 产 品 的密 封 空 问 一
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ 修 回 日期 ：０ ８— １ ２ ２ ８— ６— ４； ０ ２０ １ — １
满足要 求 ， 承 的密 封 结 构 要 优 先 选 用 整 体 式 密 轴
吴振东等 ： 双列 圆锥 滚子轴承密封结构 的改进
２ １ ２０ ＩＯ Ｔ １２ １—２０ ８ — ０７， ／ Ｓ ６８ Ｓ ０ ８标 准 计 算 轴 承 寿
以利于促进风电轴承的研发和产业化快速健康地
发展 。
命， 按载荷、 预紧、 错位、 高速效应 、 微观几何精度 、 应力 分 布 、 油膜 厚度 、 染疲 劳和 载荷 极 限 等诸 因 污 素， 对轴承寿命进行计算和修正。 又如 日本 Ｎ Ｋ公 司采用 自行 开 发 的 ＳＦ Ｓ— Ｓ Ｔ （ ｕ
（ 接第 ５ 上 ８页 ）
［］ 李 ３
婉 ， 振东 ．汽车轮 毂轴 承密 封结 构技 术现状 吴
【 辑 ： 超强 ） 编 李
及 发展 ［ ］ Ｊ ．轴承 ，０ ８ ７ ：７—５ ． ２０ （）４ １
成 果 引。
如在风机传动系统研究上居全球领先地位的 英 国 Ｒ ｍ ｘ 司提 出 的对 风机增 速 器轴 承 受力 分 ｏａ公
外
保 持架
图 ２ 改进 前 的密 封 结 构
计 上没有充 分利用 密封空 间 。
内
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… ， 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， 其在保 使
斯克 中国技术 中心 ，０ ７ １— ． ２０ ： ５ （ 编辑 ： 迎辉 ） 杜
［ ］ 吴 振东 ， １ 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 ，０ ８ ６ ： ９ ２０ （ ）７— ．
［ ］ ＨｓｓｉＭＡ Ｈ Ｄ ．Ｔｅｄ ｎ ｅ ｅｈｏｏｉｓｏ ２ ｉ ｈ ａ Ｃ Ｉ Ａ ｒｎｓａｄ Ｎ ｗ Ｔ ｃｎｌｇ ｆ ｅ
滚
证一定 的强 度 下 轴 向 结构 占有 空 问 最小 化 ， 密 为
图 １ 双 列 圆锥 滚 子 轴 承整 体 式 密封 结 构
封结构的设计提供足够的密封空间。
改 进后 的密 封结构 ， 图 ３所 示 。为充分利 用 如
１ 改进 前 结 构
密封空间， 密封唇采用了大“ ” ｕ 形结构和主副密封
我公 司产 品 Ｄ ２ ０ ２ ７ 轴 承 内径 ２ ｍ， Ｕ ５ ５３ （ ５ ｍ 外 唇结构 ，ｕ 形密 封结构 对泥水 的 冲击 有 比较强 的 “” 径 ５ ｍ， ２ ｍ 宽度 ３ ｍ） 最早 开发 的双列 圆锥 滚 缓解 能力 ， ７ｍ 是 同时增 强 了 主摩 擦 唇 对 内 圈大 外 径 的 子轴 承产 品 ， 直保 持 良好 的产 销 量 。设 计 初 由 一 “ 随性 ” 避 免 了短 、 追 ， 硬密封 唇 易发 生 过度 磨 损 的 于受 到产 品 密 封 结构 空 间 的 限 制 ， 计 上选 用 单 情况 。对 比发 现 ， 进 后 的密 封 结 构 密 封 能力 提 设 改
封 结构 。
用整 体式 密 封 结 构 ， 于 内径 尺 寸 在 ３ ｍ 以下 对 ８ｍ
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
［ ］ 刘 耀 中． 车 轴 承 的 材 料 及 热 处 理 长 寿 命 技 术 ６ 汽 ［ ］／ 国汽车轴承 技术 攻关 专 题研 讨会 论 文集 ． ｃ ／全
洛 阳： 中国轴承工业协会技术委员会 ， ０ ：７— ３ ２ ８４ ５． ０
［ ］ 渡边哲雄．风车轴承 的高可靠性技术 ［ ］ ７ Ｒ ．上海 ： 恩
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二
轴承
２ ０ 年５ ０ ９ 期
ＣＮ４１一 ｌ ４８ ｒ １ ／ｒＨ Ｂ ａ ｎ ０ ９， ． 新与 革新 ． Ｉ
双 列 圆锥滚 子轴 承 密 封结构 的改进
吴振 东 ， 李 婉 薛红文 ，
机 电系 ， 广东 韶关 ５ ２０ ） １０ ５ （． １ 韶关东南轴承股份有 限公司， 广东 韶 关 ５ ２２ ；． １０ ９２ 韶关学院
关键词 ： 汽车轮毂轴承 ； 双列 圆锥滚子轴承； 密封 ； 结构
中 图分 类号 ：Ｈ１３ ３ Ｔ ３ ．３ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ３ ６ （ ０９ ０ ０ ６ ０ １ ０— ７ ２ ２ ０ ）５— ０ ４— ２ ０
近几年， 国汽车行业及其相关配套产业处 我 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
ｐｒ Ｔ ） 和 Ｈ Ｆ Ｈ — Ｆ 钢 制造 风机增 速器 轴 ｅ— Ｆ 钢 Ｔ（ ｉ Ｔ ）
参 考文 献 ：
［ ］ 施鹏 飞． ０７年 国内外 风 电迅猛 发展 ［ ．第 七届 １ ２０ Ｒ］ 世界 风能大会交流资料 ，０８ ２０． ［ ］ 施鹏 飞． ０７年 中国风 电场装机 容量统 计 ［ ．第 ２ ２０ Ｒ］ 七届世界 风能大会交流资料 ， ０ ． ２ ８ ０
图 ３ 改 进 后 的 密 封 结 构
Ｈ ｂＵ ｉＢ ａ ｎ ［ ］ Ｍ ｔ ｎ＆Ｃ ｎｗ ，０ ５ １ （ ） ｕ ｎｔ ｅｔ ｇ Ｊ ． ｏ ｏ ｉ ｉ ｏｔ ｌ２０ ，７ ５ ：
４ —５．
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 ３ ｍ 以上 的产品才有可能 ８ｍ
京： 中国环境 出版社 ，０７：８— ９ ２０ ４ ４ ． ［ ］ 施鹏 飞．全球风力 发电现况 及发展趋 势 ［ ．第 七 ４ Ｒ］ 届世界风能大会交流资料 ，０ ８ ２０ ． ［ ］ 孙立 明． ５ 陈 原， 宋 丽．风力发 电机 组关键轴 承设 计技术 ［ ］ 轴承 ，０ ８ 特刊 ：９— ４ Ｊ． ２０ ， ４ ５．
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 ， 轴 承 的早 期 失效 多 是 由 密封 性 能不 良 如 引起 的 。图 １ 所示 为第 一 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。
析 和寿命 计 算 的新 观 点 、 方 法 。在设 计 风 机增 新 速器 轴承 时 ， 是对 单个 轴 承进 行 受力 分 析 ， 不 而是 将轴 承与增 速器 视为 一 个整 体 ， 动态 状 况 下 ， 在 作
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风 电产 业 对 于 轴 承 行 业 是 全 新 的服 务 领 域 ， 轴承 生产企 业 应 积 极 开 拓 这 一 充 满 希 望 的市 场 。
［ ］ 李 俊峰 ， ３ 高 虎． 中国风 电发展 报告 · ０ ７ Ｒ］ 北 ２０ ［ ．
承。增速器在 工作过程 中， 齿轮磨损产生 的微小 金属 颗粒 ， 在轴 承工 作表 面形成 压 痕 ， 压痕 边 缘形 成高的应力集 中， 成为疲劳源 ， 导致剥落 ， 缩短轴 承使用寿命 。Ｎ Ｋ公司开发的用中碳合金钢碳氮 Ｓ 共 渗 的 Ｓ Ｆ和 Ｈ Ｆ钢 ， 过 严 格 控制 碳 氮 共渗 工 Ｔ Ｔ 通 艺， 使零件表面得到较多的稳定 的残余奥氏体 （ 约 ３％ 一 ５ ） ０ ３ ％ 和大量 细小 的碳化 物 、 氮化 物 。后 碳 者可保证表面的硬度和耐磨性 ， 使压痕不易形成 ； 前者可以降低压痕 的边缘效应 ， 阻止疲劳源 的形 成和扩展 ， 而大大提高 轴承在如风机增速器这 从 样的在污染 润滑工况下的使用寿命 。这方面 ， 洛 阳轴承研究所 已进行 了研发工作 ， 并取得初步
密 封圈双 径 向密 封唇结 构 ， 图 ２所示 。 如
高约 ３ ％， ０ 特别是试验的中期 ， 密封性能衰减 比较 目 前汽车轮毂轴承使用单密封 囤结构存在以 小， 改进效果 良好 。 下 几方 面的缺 点 ：１ 密封 唇为 短 、 （） 硬唇 ， 封唇早 密 由长期密封性能试验数据 和文献 ［ ］ ２ 的分析 期磨损严重 ， 使得轴承在使用的中、 后期密封能力 得 出， 进后 的密 封 结 构性 能并 不 如 整 体 式 密 封 改 大大降低 。（ ） ２ 对比整体式密封结构， 单密封结构 结构 ］但是整体式的密封结构对密封空间的要 ， 密封人 口直接暴露， 缺乏类似 “ 迷宫 ” 密封结构的 求比较严格 ， 一般要求轴向的密封 空间尺寸大于 功 能 ， 界 物质 易 进入 轴 承 内部 。 ３ 密 封结 构设 ４５ｍ 这也正是 Ｄ ２０２７密封结构设计难 以 外 （） ． ｍ， Ｕ ５５３
本文的阐述 ， 是希望从一个侧 面为那些 已经进 人 或准备进入风电轴承领域 的轴承企业提供一些风 电轴 承技术 和市 场方 面 的信 息 ， 起他 们 的思考 ， 引
为一个系统来分析。要考 虑轴 与箱体 的变形 ， 多 个轴承之间的相互作 用及 非线性 刚性 ， 轴承 内部 滚动 体 之 间 的 载 荷 分 配 等 等。推 荐 采 用 Ｉ Ｓ Ｏ
达到 的。所 以 ， 般 设 计 上 如 果 产 品 的密 封 空 问 一
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ 修 回 日期 ：０ ８— １ ２ ２ ８— ６— ４； ０ ２０ １ — １
满足要 求 ， 承 的密 封 结 构 要 优 先 选 用 整 体 式 密 轴
吴振东等 ： 双列 圆锥 滚子轴承密封结构 的改进
２ １ ２０ ＩＯ Ｔ １２ １—２０ ８ — ０７， ／ Ｓ ６８ Ｓ ０ ８标 准 计 算 轴 承 寿
以利于促进风电轴承的研发和产业化快速健康地
发展 。
命， 按载荷、 预紧、 错位、 高速效应 、 微观几何精度 、 应力 分 布 、 油膜 厚度 、 染疲 劳和 载荷 极 限 等诸 因 污 素， 对轴承寿命进行计算和修正。 又如 日本 Ｎ Ｋ公 司采用 自行 开 发 的 ＳＦ Ｓ— Ｓ Ｔ （ ｕ
（ 接第 ５ 上 ８页 ）
［］ 李 ３
婉 ， 振东 ．汽车轮 毂轴 承密 封结 构技 术现状 吴
【 辑 ： 超强 ） 编 李
及 发展 ［ ］ Ｊ ．轴承 ，０ ８ ７ ：７—５ ． ２０ （）４ １
成 果 引。
如在风机传动系统研究上居全球领先地位的 英 国 Ｒ ｍ ｘ 司提 出 的对 风机增 速 器轴 承 受力 分 ｏａ公
外
保 持架
图 ２ 改进 前 的密 封 结 构
计 上没有充 分利用 密封空 间 。
内
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… ， 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， 其在保 使
斯克 中国技术 中心 ，０ ７ １— ． ２０ ： ５ （ 编辑 ： 迎辉 ） 杜
