MOS軸承被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)、家用電器、機(jī)械設(shè)備、汽車(chē)、摩托車(chē)、航空和航天等領(lǐng)域，其軸承的性能、精度和壽命可靠性的水平直接影響配套主機(jī)的質(zhì)量。MOS軸承的性能從某種意義上講比疲勞壽命還重要，在一些配套主機(jī)上，MOS軸承因性能變化可引起軸承迅速失效破壞。因此，只有研究MOS軸承的性能，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加強(qiáng)工序間控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量，才能不斷縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。近幾十年來(lái)，MOS軸承在世界各國(guó)發(fā)展迅速，產(chǎn)量猛增。深溝球軸承占總產(chǎn)量的50%以上，其中日本占80%以上，美國(guó)75%以上深溝球軸承是MOS軸承。我國(guó)MOS軸承的產(chǎn)量占深溝球軸承的比重由1985年的10%增長(zhǎng)到1990年的30%，如今已達(dá)到70%，并且仍在繼續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)已成為MOS軸承的生產(chǎn)大國(guó)。研究開(kāi)發(fā)MOS軸承是軸承行業(yè)的一項(xiàng)重要工作，現(xiàn)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行介紹。影響MOS軸承性能的因素針對(duì)MOS軸承性能要求，通常主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：摩擦力矩；高速性能（即速度性能，NSK分為接觸、非接觸式2種，KOYO為接觸、非接觸、輕接觸式3種速度參數(shù)）；潤(rùn)滑脂MOS性；防火性；使用溫度范圍。因此無(wú)論從設(shè)計(jì)、制造以及試驗(yàn)評(píng)定及改進(jìn)，都是圍繞這些性能而展開(kāi)的。而MOS軸承的可靠性（即在規(guī)定條件下達(dá)到或完成（滿足）其規(guī)定性能的能力或水平），由于上述性能既是相互矛盾，又是相互統(tǒng)一的，因此在設(shè)計(jì)制造時(shí)必須綜合考慮。 一、MOS軸承的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 　　MOS軸承的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是影響MOS水平最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因其應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)象不同，應(yīng)采用不同的MOS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但目前國(guó)內(nèi)MOS軸承的結(jié)構(gòu)品種還比較少，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度上看，我國(guó)的優(yōu)化設(shè)計(jì)急需制定各種不同結(jié)構(gòu)型譜以供選用。優(yōu)化設(shè)計(jì)是基于80年代的科研成果，推薦給出了接觸式和非接觸式橡膠MOS圈2種結(jié)構(gòu)形式和防塵覆蓋結(jié)構(gòu)形式，這樣針對(duì)各種MOS軸承的應(yīng)用場(chǎng)合就顯得十分不足。對(duì)一般的中小型球軸承設(shè)計(jì)，國(guó)外一般均在內(nèi)圈開(kāi)槽并在槽內(nèi)開(kāi)以斜邊，主要是為了加長(zhǎng)其MOS曲徑尺寸，以增強(qiáng)其MOS效果，對(duì)于非接觸式MOS國(guó)外推行的MOS曲徑尺寸要比我國(guó)現(xiàn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的好。非接觸式MOS的間隙是一個(gè)十分重要的指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)定為0.2mm以上，而認(rèn)為最好能控制在0.10~0.15mm。對(duì)于接觸式MOS可又分為接觸式、輕接觸式和超輕接觸式，以適用不同的直徑系列和不同使用條件。在設(shè)計(jì)中，接觸唇部與軸承內(nèi)圈接觸部位的過(guò)盈量，以及MOS圈的唇口部的形式是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，接觸式從單唇、雙唇發(fā)展到現(xiàn)在NSK和DDU結(jié)構(gòu)的三唇式。不論MOS圈如何變化，但接觸的形式始終遵循著這一原則，即在軸承內(nèi)熱脹時(shí)內(nèi)部空氣可從軸承內(nèi)排出，反之不允許外部介質(zhì)進(jìn)入，因此接觸部位為外側(cè)斜面，這樣過(guò)盈量所產(chǎn)生的摩擦力可以大大減輕，又可有效地防塵、防水。對(duì)于2RD超輕接觸式一般是為超輕系列軸承設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在也用于其他系列中（共結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單）便于加工制造。對(duì)于我國(guó)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的非接觸式，近來(lái)看到國(guó)外用于接觸型MOS，所不同的是在兩唇部之間涂以少量的兩種潤(rùn)滑脂，以減少摩擦提高M(jìn)OS圈唇部與內(nèi)圈外徑之間的潤(rùn)滑效果，改善MOS性能。這類(lèi)軸承主要用于承受徑向、軸向和扭矩聯(lián)合載荷，且對(duì)防塵防水有嚴(yán)格要求，其試驗(yàn)表明性能良好。國(guó)內(nèi)某些軸承企業(yè)自行設(shè)計(jì)的一些MOS形式，從主觀出發(fā)，在仿制改善國(guó)外結(jié)構(gòu)形式方面由于沒(méi)有很好地理解其內(nèi)涵，加之沒(méi)有進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，以致出現(xiàn)了較多質(zhì)量問(wèn)題，主要反映在漏脂與防塵方面。對(duì)于內(nèi)、外圈MOS槽的尺寸與角度設(shè)計(jì)，應(yīng)作較深入的系統(tǒng)研究，并應(yīng)以試驗(yàn)驗(yàn)證為依據(jù)方可定型。 二、加工制造精度對(duì)MOS軸承的影響 　　MOS深溝球軸承雖然在精度等級(jí)上沒(méi)有標(biāo)明達(dá)到何種公差等級(jí)，但從MOS性能分析入手，筆者認(rèn)為其旋轉(zhuǎn)精度應(yīng)達(dá)到P5級(jí)為宜，主要原因是相對(duì)于MOS軸承的性能而言。軸承的內(nèi)、外圈端面對(duì)滾道的跳動(dòng)影響MOS性能甚為突出，如果Sia、Sea不嚴(yán)加控制，MOS軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生軸向位移（竄動(dòng)），將導(dǎo)致軸承內(nèi)部的油脂沿軸向方面高頻的反復(fù)出現(xiàn)吸入、吐出現(xiàn)象，加劇油脂泄出，對(duì)于防塵性能由于灰塵侵入或附著在MOS泄漏出的油脂上，在軸向竄動(dòng)引出吸入、吐出交替過(guò)程中，就使帶塵脂與內(nèi)部脂交溶在一起，使防塵性能進(jìn)一步惡化。即使唇部無(wú)泄漏的油脂，軸承的軸向竄動(dòng)加劇軸承內(nèi)空氣的吐出和吸入仍將含有灰塵的空氣吸入到軸承內(nèi)部，因此必須從嚴(yán)控制Sia、Sea制造精度。為了提高Sia、Sea精度，必須改進(jìn)相關(guān)尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)對(duì)其他相關(guān)尺寸公差的制造提出嚴(yán)格的要求，例如內(nèi)、外圈的溝位置公差、溝徑公差和保持架的制造精度。現(xiàn)有的優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)定已不能滿足低噪聲軸承發(fā)展的需要，這已經(jīng)引起軸承行業(yè)的重視。 三、各零件之間的配合與裝配質(zhì)量對(duì)MOS性能的影響 　?。?）、內(nèi)外套圈的槽MOS深溝球軸承內(nèi)外套圈的槽既是固定橡膠圈（外圈槽），又是保證間隙（內(nèi)圈槽）的要求，其尺寸與形位公差都很重要，但在制造過(guò)程中不好檢驗(yàn)，大部分靠成形刀具來(lái)保證。我國(guó)產(chǎn)品中槽深淺、寬窄不一，圓度、同軸度不好，在成品中出現(xiàn)非接觸部位相磨，間隙過(guò)大，間隙不均現(xiàn)象，MOS圈在外圈MOS槽定不住位，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)情況，嚴(yán)重影響性能。在槽內(nèi)，由于清潔度不好，嚴(yán)重影響軸承的振動(dòng)噪聲性能，這也是我國(guó)軸承產(chǎn)品的多發(fā)滾針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)的專(zhuān)家提出如下解決方案。在現(xiàn)行設(shè)計(jì)中，一般只對(duì)外圈MOS槽的溝底尺寸公差有規(guī)定，而對(duì)槽寬尺寸公差未加限制（溝道在加工過(guò)程中，對(duì)小型中小型軸承檢查困難，必須開(kāi)發(fā)相應(yīng)的專(zhuān)用儀器），建議控制其槽的寬度尺寸和位置公差?，F(xiàn)在有的企業(yè)已這樣做了，取得了良好的效果。對(duì)于內(nèi)圈槽，在檢測(cè)和控制方面比較方便，但現(xiàn)行設(shè)計(jì)中應(yīng)增加MOS圈接觸部位對(duì)溝道（或?qū)鶞?zhǔn)端面）的跳動(dòng)這一項(xiàng)目。由于MOS槽都是在熱處理前加工的，槽的清潔度問(wèn)題，一直影響MOS軸承的噪聲。有關(guān)專(zhuān)家建議研究在熱處理以后，采用硬車(chē)加工槽，目前有的企業(yè)對(duì)小型軸承進(jìn)行了這方面的嘗試。 　　（2）、內(nèi)圈外徑的倒角尺寸這個(gè)問(wèn)題之所以單獨(dú)列出，是由于出現(xiàn)的頻率太高了。無(wú)論內(nèi)圈采用何種結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈外徑與端面處的倒角必須從嚴(yán)控制。例如6204-2RS，優(yōu)化設(shè)計(jì)圖規(guī)定rmax=0.3mm×45°，而實(shí)際上有的產(chǎn)品已超過(guò)了1mm×45°，而實(shí)際上有的產(chǎn)品已超過(guò)了1.5mm，是按倒角0.3mm×45°計(jì)算的，現(xiàn)大于1mm×45°時(shí)，則寬度就小于0.99mm，由于倒角尺寸的差異，使MOS尺寸減少了1/3，雙唇口迷宮式槽其緩沖作用將不復(fù)存在，嚴(yán)重影響了MOS效果，所以此處倒角應(yīng)越小越好。 　?。?）、橡膠圈質(zhì)量圈的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和制造精度是影響MOS軸承性能的重要因素。圈的骨架、材質(zhì)要光潔，無(wú)銹蝕，無(wú)毛刺，尺寸、形位公差要好，具有足夠的剛性；橡膠的硬度、彈力、耐磨性等要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，骨架與橡膠粘接要牢固，尺寸精度與形位公差都有嚴(yán)格的要求。但有些圈出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是：唇與外徑（內(nèi)圈）同軸度差，MOS唇的內(nèi)徑尺寸超差，使間隙難以保證設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響了軸承的性能。由于軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中內(nèi)部溫度高于外部，則內(nèi)部壓力高于外部壓力，由于圈的剛性差，也將引起圈向外翹曲變形。圈因橡膠老化而出現(xiàn)變形和性能下降決定了MOS圈存放時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，這一點(diǎn)尤其應(yīng)注意。 　?。?）、圈的定位和間隙圈的定位一般是靠MOS圈外徑與軸承外圈槽的內(nèi)徑過(guò)盈配合，若外圈槽尺寸超差（因一般企業(yè)在加工中不測(cè)量），定位就不可靠。在試驗(yàn)中就發(fā)生有些產(chǎn)品的圈存在輕微活動(dòng)甚至轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，影響了MOS性能（多發(fā)生在接觸）。有的企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中除靠外圈槽的內(nèi)部定位外，還增加MOS圈的端面厚度，利用橡膠的彈性變形，卡人軸承外圈槽內(nèi)，使定位更為可靠。非接觸式MOS軸承的內(nèi)圈外徑（槽）與圈唇口內(nèi)徑之間的間隙大小是影響MOS性能的重要因素之一。以6204作代表，優(yōu)化設(shè)計(jì)最大間隙為0.534mm，最小間隙應(yīng)為0.27mm（直徑方向即2δ），國(guó)產(chǎn)軸承因唇的尺寸公差達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)為減少軸承的摩擦力矩，而加大間隙。在試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)有的甚至超過(guò)1.4mm（直徑方向2δ），這樣造成漏脂防塵性能都很差，當(dāng)注脂量較多時(shí)，漏脂嚴(yán)重，同時(shí)防塵性能不好，當(dāng)注脂量較少時(shí)，漏脂量雖很小，但防塵性能不好，這說(shuō)明防塵漏脂各有其特點(diǎn)，不能認(rèn)為漏脂率低，防塵效果就好。 　?。?）、保持架與內(nèi)外套相碰，與圈相磨深溝球軸承是由滾動(dòng)體引導(dǎo)，如果保持架的制造精度達(dá)不到要求，就會(huì)在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)靠套現(xiàn)象，引起軸承振動(dòng)、噪聲加大，性能受到影響，同時(shí)易導(dǎo)致油脂發(fā)黑。雖然進(jìn)入灰塵不一定很多，但油脂的壽命受到很大的影響，反過(guò)來(lái)使軸承精度很快喪失。由于槽加工過(guò)寬，致使圈與保持架相接觸，兩者相磨或相碰，MOS圈很快變形，嚴(yán)重地喪失軸承性能，制造中應(yīng)列為重要質(zhì)量控制點(diǎn)。 四、油脂（注脂量與注脂方法） 　　油脂是影響MOS軸承性能和壽命的主要因素之一，分析軸承損壞的原因，因潤(rùn)滑不良使軸承疲勞失效的約占43%，如果按噪聲壽命和精度壽命，評(píng)定因潤(rùn)滑問(wèn)題使軸承失效為50%以上。軸承性能差將很難保證軸承的良好潤(rùn)滑狀態(tài)，使軸承的壽命、可靠性達(dá)不到預(yù)期的指標(biāo)。國(guó)產(chǎn)軸承潤(rùn)滑脂主要是礦物鋰基脂，其質(zhì)量與進(jìn)口產(chǎn)品相比還有一定差距，主要是降振降噪能力低、清潔度和質(zhì)量穩(wěn)定性差等問(wèn)題，因而目前大量采用進(jìn)口油脂。單從油脂而言從改善MOS的漏脂性能、防塵性能角度，選用粘度偏高的潤(rùn)滑脂較好，脂的粘度高，則不易流出。但對(duì)溫升性能不利，脂的粘度高，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)粘滯阻力增大，溫升提高。因此要綜合考慮，以保證軸承的性能和壽命、可靠性要求。 　?。?）、注脂量對(duì)MOS性能的影響大量的試驗(yàn)證明，當(dāng)注脂量是軸承內(nèi)部腔體容積的大約30%以下時(shí)，由于在軸承內(nèi)部脂沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)，所以潤(rùn)滑脂漏失很少。注脂量超過(guò)30%時(shí)，軸承內(nèi)部局部產(chǎn)生飽和狀態(tài)，當(dāng)注脂量達(dá)到50%時(shí)，軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂達(dá)到完全飽和狀態(tài)，多余的脂被“擠”出。特別注意，有時(shí)盡管脂注的不多，但注脂方法不規(guī)范，科學(xué)，導(dǎo)致軸承腔內(nèi)的脂不均勻，也會(huì)出現(xiàn)軸承內(nèi)局部飽和，發(fā)生早期快速“擠”出現(xiàn)象。 　?。?）、注脂量對(duì)防塵性能的影響防塵性能與注脂量也有密切關(guān)系，潤(rùn)滑脂泄

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