防尘盖可拆卸式轴承密封结构改进设计
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３ 改进措施
针对可能导致防尘盖发生异常脱落的原因， 提出如下改进措施：１）修车轴承防尘槽，增大 Ｙｍｉｎ， 增加弹簧圈装入防尘槽的比率；２）增加弹簧圈厚 度和径向宽度以增加弹簧圈自身弹力。
４ 试验验证
图 ２ 外圈防尘槽结构示意图
Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｉａｇｒａｍ ｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅｏｆｏｕｔｅｒｒｉｎｇ
表 ２ 防尘槽设计尺寸
Ｔａｂ．２ Ｄｅｓｉｇｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅ
参数 Ｋｃ／ｍｍ Ｋｊ／ｍｍ Ｋｔ／ｍｍ 斜坡角度
数值 ０．６±０．０４
０．１ ０．１５±０．０３
４５°
用户使用后发现该密封结构的轴承频繁出现
防尘盖异常脱落。为解决该问题，有必要对防尘盖
异常脱落原因进行分析，并提出相应的改进措施。
１ 概述
尖口厚度。防尘槽设计尺寸见表 ２。
密封结构为可拆卸式防尘盖的密封轴承能较 好地防止灰 尘、屑 末、切 削 液 等 外 物 进 入，避 免 污 染润滑脂［１－２］，可延长轴承储存期和使用寿命，广 泛应用于航天领域。
某航天用密封深沟球轴承防尘盖结构如图 １ 所示，主要结构设计参数见表 １。该密封结构轴承 的防尘盖靠 弹 簧 圈 定 位，以 阻 断 外 物 进 入 轴 承 内 部。防尘盖在 外 圈 防 尘 槽 内 被 弹 簧 圈 压 紧，弹 簧 圈则依靠弹 力 卡 紧 于 外 圈 防 尘 槽 内，以 保 证 弹 簧 圈和防尘槽不会异常脱落。
２ 防尘盖异常脱落原因分析
由于防 尘 盖 最 小 外 径 均 大 于 弹 簧 圈 最 大 内
径，防尘盖 不 会 越 过 弹 簧 圈 单 独 异 常 脱 落。 原 因
可能为弹簧圈先异常脱落，使防尘盖无法压紧，从
防尘盖可拆卸式轴承密封结构改进设计
师歌１，２，崔静伟１，２，张旭１，２，刘燕娜１，２，朱川峰１，２
（１．洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 ４７１０３９；２．河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 ４７１００３９）
摘要：针对某航天用密封深沟球轴承使用中可能出现防尘盖异常脱落的问题，分析其原因为外圈防尘槽尺寸不 适和弹簧圈自身弹力不足，初步提出增大防尘盖和弹簧圈的最小安装余量，增加弹簧圈厚度和径向宽度的改进 措施，经试验验证增加弹簧圈径向宽度为最可靠的方案。采取改进措施后的轴承满足客户使用要求。 关键词：滚动轴承；航空轴承；深沟球轴承；防尘盖；弹簧；密封结构 中图分类号：ＴＨ１３３．３３＋１；ＴＨ１２４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００－３７６２（２０２０）０３－００１０－０２
针对某航天用密封深沟球轴承使用中可能出现防尘盖异常脱落的问题分析其原因为外圈防尘槽尺寸不适和弹簧圈自身弹力不足初步提出增大防尘盖和弹簧圈的最小安装余量增加弹簧圈厚度和径向宽度的改进措施经试验验证增加弹簧圈径向宽度为最可靠的方案
ＣＩＳＮＳ４Ｎ１１０－０１０１４－８３／７Ｔ６Ｈ２ Ｂ轴ｅａ承ｒｉｎ ｇ２２００２２００年，Ｎ３ｏ期．３ １０－１１ ＤＯＩ：１０．１９５３３／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－３７６２．２０２０．０３．００３
ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＳｅａｌｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒＢｅａｒｉｎｇｓｗｉｔｈ ＤｅｍｏｕｎｔａｂｌｅＳｈｉｅｌｄ
ＳＨＩＧｅ１，２，ＣＵＩＪｉｎｇｗｅｉ１，２，ＺＨＡＮＧＸｕ１，２，ＬＩＵＹａｎｎａ１，２，ＺＨＵＣｈｕａｎｆｅｎｇ１，２
（１．ＬｕｏｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＢｅａｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）
外圈防尘槽结构示意图如图 ２所示，图中：Ｋｃ 为防尘槽总宽度，Ｋｔ为防尘槽台阶宽度，Ｋｄ 为防 尘槽 底 宽 度 ，Ｋｐ为 防 尘 槽 斜 坡 宽 度 ，Ｋｊ为 防 尘 槽
ห้องสมุดไป่ตู้收稿日期：２０１９－０４－２３；修回日期：２０１９－１０－２５
图 １ 防尘盖装配示意图 Ｆｉｇ．１ Ａｓｓｅｍｂｌｙｄｉａｇｒａｍ ｏｆｓｈｉｅｌｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌｄｅｔａｃｈｍｅｎｔｏｆｓｈｉｅｌｄｄｕｒｉｎｇｕｓｅｏｆｄｅｅｐｇｒｏｏｖｅｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｓｆｏｒａｅｒｏｓｐａｃｅｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｕｎｓｕｉｔ ａｂｌｅｓｉｚｅｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅｏｆｏｕｔｅｒｒｉｎｇｓａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｆｏｒｃｅｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ，ｓｕｃｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｍｉｎｉｍｕｍ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｍａｒｇｉｎｏｆｓｈｉｅｌｄａｎｄｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ，ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｉｃｋ ｎｅｓｓａｎｄｒａｄｉａｌｗｉｄｔｈｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ．Ｉｔｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｒａｄｉａｌｗｉｄｔｈｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇｉｓｔｈｅｍｏｓｔ ｒｅｌｉａｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓｍｅｅｔｕｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃｕｓｔｏｍｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ａｖｉａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇ；ｄｅｅｐｇｒｏｏｖｅｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ；ｓｈｉｅｌｄ；ｓｐｒｉｎｇ；ｓｅａｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
师歌，等：防尘盖可拆卸式轴承密封结构改进设计
·１１·
表 １ 轴承主要设计参数 Ｔａｂ．１ Ｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｅａｒｉｎｇ
参数 内径 ／ｍｍ 外径 ／ｍｍ 宽度 ／ｍｍ 钢球数 ／粒 钢球直径 ／ｍｍ 防尘盖最小外径 ／ｍｍ 弹簧圈最大内径 ／ｍｍ 防尘盖厚度 ／ｍｍ 弹簧圈厚度 ／ｍｍ
数值 ５ １５ ５ ８ ２
１２．６４ １２．２３ ０．２±０．０２ ０．２±０．０２
簧圈卡紧于 防 尘 槽 内 并 压 紧 防 尘 盖，防 尘 盖 和 弹 簧圈不会异常脱落；Ｙｍｉｎ＝０．０２ｍｍ，弹簧圈装入防 尘槽的比率会减小，弹簧圈可能会异常脱落。
此外，弹簧 圈 自 身 弹 力 不 足 也 会 导 致 弹 簧 圈 先异常脱落。
针对可能导致防尘盖发生异常脱落的原因， 提出如下改进措施：１）修车轴承防尘槽，增大 Ｙｍｉｎ， 增加弹簧圈装入防尘槽的比率；２）增加弹簧圈厚 度和径向宽度以增加弹簧圈自身弹力。
４ 试验验证
图 ２ 外圈防尘槽结构示意图
Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｉａｇｒａｍ ｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅｏｆｏｕｔｅｒｒｉｎｇ
表 ２ 防尘槽设计尺寸
Ｔａｂ．２ Ｄｅｓｉｇｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅ
参数 Ｋｃ／ｍｍ Ｋｊ／ｍｍ Ｋｔ／ｍｍ 斜坡角度
数值 ０．６±０．０４
０．１ ０．１５±０．０３
４５°
用户使用后发现该密封结构的轴承频繁出现
防尘盖异常脱落。为解决该问题，有必要对防尘盖
异常脱落原因进行分析，并提出相应的改进措施。
１ 概述
尖口厚度。防尘槽设计尺寸见表 ２。
密封结构为可拆卸式防尘盖的密封轴承能较 好地防止灰 尘、屑 末、切 削 液 等 外 物 进 入，避 免 污 染润滑脂［１－２］，可延长轴承储存期和使用寿命，广 泛应用于航天领域。
某航天用密封深沟球轴承防尘盖结构如图 １ 所示，主要结构设计参数见表 １。该密封结构轴承 的防尘盖靠 弹 簧 圈 定 位，以 阻 断 外 物 进 入 轴 承 内 部。防尘盖在 外 圈 防 尘 槽 内 被 弹 簧 圈 压 紧，弹 簧 圈则依靠弹 力 卡 紧 于 外 圈 防 尘 槽 内，以 保 证 弹 簧 圈和防尘槽不会异常脱落。
２ 防尘盖异常脱落原因分析
由于防 尘 盖 最 小 外 径 均 大 于 弹 簧 圈 最 大 内
径，防尘盖 不 会 越 过 弹 簧 圈 单 独 异 常 脱 落。 原 因
可能为弹簧圈先异常脱落，使防尘盖无法压紧，从
防尘盖可拆卸式轴承密封结构改进设计
师歌１，２，崔静伟１，２，张旭１，２，刘燕娜１，２，朱川峰１，２
（１．洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 ４７１０３９；２．河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 ４７１００３９）
摘要：针对某航天用密封深沟球轴承使用中可能出现防尘盖异常脱落的问题，分析其原因为外圈防尘槽尺寸不 适和弹簧圈自身弹力不足，初步提出增大防尘盖和弹簧圈的最小安装余量，增加弹簧圈厚度和径向宽度的改进 措施，经试验验证增加弹簧圈径向宽度为最可靠的方案。采取改进措施后的轴承满足客户使用要求。 关键词：滚动轴承；航空轴承；深沟球轴承；防尘盖；弹簧；密封结构 中图分类号：ＴＨ１３３．３３＋１；ＴＨ１２４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００－３７６２（２０２０）０３－００１０－０２
针对某航天用密封深沟球轴承使用中可能出现防尘盖异常脱落的问题分析其原因为外圈防尘槽尺寸不适和弹簧圈自身弹力不足初步提出增大防尘盖和弹簧圈的最小安装余量增加弹簧圈厚度和径向宽度的改进措施经试验验证增加弹簧圈径向宽度为最可靠的方案
ＣＩＳＮＳ４Ｎ１１０－０１０１４－８３／７Ｔ６Ｈ２ Ｂ轴ｅａ承ｒｉｎ ｇ２２００２２００年，Ｎ３ｏ期．３ １０－１１ ＤＯＩ：１０．１９５３３／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－３７６２．２０２０．０３．００３
ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＳｅａｌｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒＢｅａｒｉｎｇｓｗｉｔｈ ＤｅｍｏｕｎｔａｂｌｅＳｈｉｅｌｄ
ＳＨＩＧｅ１，２，ＣＵＩＪｉｎｇｗｅｉ１，２，ＺＨＡＮＧＸｕ１，２，ＬＩＵＹａｎｎａ１，２，ＺＨＵＣｈｕａｎｆｅｎｇ１，２
（１．ＬｕｏｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＢｅａｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）
外圈防尘槽结构示意图如图 ２所示，图中：Ｋｃ 为防尘槽总宽度，Ｋｔ为防尘槽台阶宽度，Ｋｄ 为防 尘槽 底 宽 度 ，Ｋｐ为 防 尘 槽 斜 坡 宽 度 ，Ｋｊ为 防 尘 槽
ห้องสมุดไป่ตู้收稿日期：２０１９－０４－２３；修回日期：２０１９－１０－２５
图 １ 防尘盖装配示意图 Ｆｉｇ．１ Ａｓｓｅｍｂｌｙｄｉａｇｒａｍ ｏｆｓｈｉｅｌｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌｄｅｔａｃｈｍｅｎｔｏｆｓｈｉｅｌｄｄｕｒｉｎｇｕｓｅｏｆｄｅｅｐｇｒｏｏｖｅｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｓｆｏｒａｅｒｏｓｐａｃｅｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｕｎｓｕｉｔ ａｂｌｅｓｉｚｅｏｆｓｈｉｅｌｄｇｒｏｏｖｅｏｆｏｕｔｅｒｒｉｎｇｓａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｆｏｒｃｅｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ，ｓｕｃｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｍｉｎｉｍｕｍ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｍａｒｇｉｎｏｆｓｈｉｅｌｄａｎｄｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ，ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｉｃｋ ｎｅｓｓａｎｄｒａｄｉａｌｗｉｄｔｈｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇ．Ｉｔｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｒａｄｉａｌｗｉｄｔｈｏｆｓｐｒｉｎｇｒｉｎｇｉｓｔｈｅｍｏｓｔ ｒｅｌｉａｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓｍｅｅｔｕｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃｕｓｔｏｍｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ａｖｉａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇ；ｄｅｅｐｇｒｏｏｖｅｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ；ｓｈｉｅｌｄ；ｓｐｒｉｎｇ；ｓｅａｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
师歌，等：防尘盖可拆卸式轴承密封结构改进设计
·１１·
表 １ 轴承主要设计参数 Ｔａｂ．１ Ｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｅａｒｉｎｇ
参数 内径 ／ｍｍ 外径 ／ｍｍ 宽度 ／ｍｍ 钢球数 ／粒 钢球直径 ／ｍｍ 防尘盖最小外径 ／ｍｍ 弹簧圈最大内径 ／ｍｍ 防尘盖厚度 ／ｍｍ 弹簧圈厚度 ／ｍｍ
数值 ５ １５ ５ ８ ２
１２．６４ １２．２３ ０．２±０．０２ ０．２±０．０２
簧圈卡紧于 防 尘 槽 内 并 压 紧 防 尘 盖，防 尘 盖 和 弹 簧圈不会异常脱落；Ｙｍｉｎ＝０．０２ｍｍ，弹簧圈装入防 尘槽的比率会减小，弹簧圈可能会异常脱落。
此外，弹簧 圈 自 身 弹 力 不 足 也 会 导 致 弹 簧 圈 先异常脱落。