近幾年,我國汽車行業處于高速發展時期,產銷量不斷提高,從長遠發展考慮,各個制造商和用戶對整車質量提出了更高的要求。這就要求輪轂軸承要有良好的性能,因而提高其使用壽命,制造高品質的軸承已經成為國各個汽車輪轂軸承生產加工企業共同的努力目標。汽車輪轂軸承的密封結構在軸承所在的空間和成本中占有量很小,但是對于軸承使用過程中起到的重要性作用是眾所周知的。
如果軸承密封能力不好,會導致外界泥沙、灰塵和水汽等侵入,使其發生異響,加重溝道和鋼球的磨損,使鋼球、溝道表面疲勞剝落,嚴重的影響其使用命,有些情況下甚至會導致車輪突然卡死造成嚴重的事故。可見長壽命軸承必然離開優良的密封結構,優良的軸承密封能力是長壽命軸承有利的保障和可靠的支持。我國汽車工業起步較晚,汽車輪轂軸承密封在技術能力、制造水平上均與國外存在一定的差距。為此,了解軸承密封結構的發展過程,分析和學習國外的先進技術,借鑒一些有用的先進經驗,對促進我國行業的發展、提高技術水平,將會起到積極的作用。
一、國內汽車輪轂外軸承密封差異
1、三個密封唇與甩油環的接觸過盈量或間隙量不同。
國外軸承2唇的密封過盈量較小,3唇則為間隙密封,1唇的過盈量與國內軸承相等。從總體看,國外軸承為低扭矩式密封,摩擦力矩、過盈量、接觸力都較小,軸承溫升應比國內軸承溫升低。
2、密封件3唇的結構差異。
國外和國內軸承密封件3唇的方向是相反的,而且國外軸承密封件3唇與甩油環之間為間隙。當軸承旋轉,溫度升高時,軸承內部空間的氣體壓力必然升高。在圖1中,由于3唇與甩油環之間為間隙,形不成阻礙,在壓力比較小時,就會經由2唇和1唇形成外泄通道;這樣由于內外壓差比較小,潤滑脂的泄漏將是緩慢的。在圖2中,當壓力比較小時,3唇的密封過盈量會隨著壓力的升高而加大;當壓力上升到足夠高時,3唇將在瞬間被推開,經由2唇和1唇形成一條壓力的外泄通道,壓力和潤滑脂將瞬時局部集中外泄。
3、密封件1唇的結構差異
國外軸承密封件的1唇與軸承軸心線的夾角比較大,雖然接觸過盈量和國內軸承相等,但接觸面積比較大,接觸力較小。一方面減小了摩擦力矩,另一方面加強了密封效果。
4、密封件2唇的結構差異
國外軸承密封件2唇根部較薄、端部較厚,而且端部輪廓線向上傾斜。在2唇和3唇之間形成了存儲空間。國內軸承2唇厚度比較均勻,2唇和3唇之間的區域則起不到存儲外來泥水、灰塵的作用。
5、抵御外來泥漿、灰塵的能力
外來泥漿、灰塵將通過間隙4進入,首先滯留于空間①,空間①存滿后,經由空間②、③進入軸承內部④。國外軸承空間①、②、③都有儲存的功能,國內軸承只有空間①、③有儲存的功能。因此國外軸承有較好的抵御外來泥漿、灰塵的能力。
二、汽車輪轂畢業設計基本內容和技術方案
1.汽車輪轂軸承油封性能試驗臺需滿足油封實驗的項目
試驗臺主要包括兩個部分:加載部分和驅動部分。PLC控制變頻器控制異步電機最后傳動到軸承上,這部分是驅動部分。PLC控制電機使實驗用的灰塵或泥水噴射到軸承上,這部分是加載部分。在驅動部分中,可以使用步進電機、伺服電機或變頻器控制異步電機調整轉速,但步進電機、伺服電機的價格都比較貴,而且實驗所需轉速的調整不是很頻繁,故采用變頻器控制異步電機來控制轉速,這樣比較經濟。異步電機與離合器用聯軸器相連,離合器的作用是為了選擇控制實驗類型,有兩個檔位,分別控制高溫箱軸承或密封箱軸承轉動(如下圖)。實驗用軸承裝夾在高溫箱或密封箱中,軸承是裝夾在一根相配合的軸上的。
2.試驗臺控制系統
對于油封性能的實驗控制,采用PLC來實現自動循環功能和轉速控制,用PLC控制電機和變頻器來達到要求轉速進行實驗。
首先,試驗臺驅動是由電機驅動,電機帶動輪轂軸承轉動,滿足實驗所需轉速。實驗所需的灰塵和泥水由事先配給好后放入單獨儲存箱,由液壓泵和真空泵實行噴射,實驗后的灰塵和泥水和流入各自儲存箱循環使用。噴射灰塵的油封耐久性實驗所需溫度為100度,定做一個高溫箱來達到規定溫度,噴射泥水時在密封箱內。
三、汽車輪轂畢業設計實驗原理
進行泥水油封耐久實驗時,裝夾好軸承,開始實驗后,離合器打到泥水實驗檔,PLC控制變頻器控制異步電機轉速,異步電機帶動離合器轉動,離合器帶動密封軸承箱內的軸承軸轉動,軸承裝夾在軸承軸上,一起轉動,轉速為300r/h。同時,PLC控制電機1轉動,電機1同時帶動水泵和攪拌器轉動,攪拌器配比實驗用泥水,水泵把泥水抽到實驗密封軸承箱噴射。達到1h后,電機1停止,同時PLC控制變頻器控制異步電機升速到1000r/h,運行1h。如此循環,直至實驗100h。停止實驗,拆下檢測。
進行灰塵油封耐久實驗時,裝夾好軸承,開始實驗后,離合器打到灰塵實驗檔,高溫箱調到100℃恒定溫度。PLC控制變頻器控制異步電機轉速,異步電機帶動離合器轉動,離合器帶動高溫軸承箱內的軸承軸轉動,軸承裝夾在軸承軸上,一起轉動,轉速為1500r/h.。同時PLC控制電機2轉動,電機2帶動鼓風機和攪拌器同時啟動。,攪拌器配比實驗用灰塵,鼓風機把灰塵吹到實驗密封軸承箱噴射。達到20h后,PLC控制所有電機停止轉動4h。如此進行5次循環。結束實驗,待軸承冷卻后拆下,進行檢測。
四、汽車輪轂畢業設計總結
進行泥水油封耐久性實驗時,裝上實驗軸承,把泥水配比材料放入泥水儲存箱,開始實驗。首先打開試驗臺電源,將離合器檔位打到泥水檔,按下開始實驗按鈕,變頻器控制異步電機先動動,達到要求轉速300r/min,電機1開始控制攪拌器開始攪拌,同時電機1帶動水泵開始噴射泥水,計時器滿1h后,電機1停止,泥水噴射停止。然后PLC控制變頻器控制異步電機使轉速達到1000r/min,轉動1h。這樣實驗100h。PLC控制停止實驗。拆下軸承,進行檢驗,看泥水是否進入軸承。
「標簽: 畢業設計開題報告」
