高莹
【福建龙溪轴承（集团）股份有限公司】

　　摘　要：文章简要介绍了关节轴承密封圈结构设计，针对密封圈的性能实验及装配进行了阐述，以供同行借鉴。
　　关键词：密封圈；结构设计；实验；装配
　　密封圈作为轴承的一个密封零件，其作用是在轴承工作过程中防止异物侵入轴承工作表面而影响轴承的使用性能和寿命。本文开发的密封圈其结构特点是以08、08F或性能相近的优质冷轧钢板为基体，周围粘合橡胶的密封圈（即所谓的带骨架橡胶密封圈），是专门为对密封圈有特殊要求而特别研制的一种新型密封圈，该密封圈具有与关节轴承外圈之间的定位功能又有与关节轴承内圈外球面之间的动接触密封功能。它在结构设计、性能指标要求和装配方式等方面完全不同于目前常用的关节轴承密封圈。
　　一、密封圈结构设计
　　1.1骨架位置的确定
　　该密封圈骨架设计为“L字形”的直角边结构，内侧两条直角边和外侧轴向一段与橡胶硫化在一起，起紧固作用，其余骨架呈暴露状态（见图1）。外侧的骨架在硫化过程中起定位作用，这样加工出来的密封圈制造精度较高。 　　1.2多唇密封结构设计
　　密封圈唇口采用“阶梯形”的设计方式（见图2），Z外面斜边唇口的过盈量Z大，属主密封唇，主密封唇上方有一沟槽，主要是增加主密封唇的弹性，而斜边上方的两级台阶与装配后轴承的球面也产生了一定的过盈量，使密封圈密封唇部有A、B、C三处与关节轴承内圈外球面相接触，形成三个主次分明的工作唇部，即所谓的双重迷宫式结构，因此该结构更具有超强的密封性能。 　　1.3定位方式的确定
　　正常情况下关节轴承密封均采用挡边定位，由于橡胶密封圈带骨架，密封圈台阶位置是裸露的骨架，不像聚酯或尼龙材料的密封圈，可采用台阶径向方向的过盈量进行挡边定位，如果让带骨架橡胶密封圈采用挡边定位方式，势必造成外圈的引裂缝被撑大用手压无法合拢，导致外径尺寸超差。因此，采用新的定位方式即密封圈两侧面定位，同时在密封圈的内侧端面上设计一凸出的外环，增加侧面定位的稳定性，当密封圈装入密封槽侧面定位后，在轴承外圈引裂缝处的径向方向用手压，缝可合拢，保证轴承装配过程中的精度要求。
　　1.4密封圈模具设计
　　模具在闭合和打开过程中上、下模位置由导柱（件2）和导套（件11）定位，保证模具使用的安全；下模1（件3）型腔设计成阶梯状，主要是为了定位骨架直角边，起固定作用，下模2（件9）外径尺寸设计成与骨架内径尺寸一致，与下模1配合后同时验证骨架的尺寸，确保密封圈的精度。
　　1.5主要参数的确定
　　①基于模具设计考虑，骨架轴向与径向尺寸的长度比≤1，便于骨架的加工。
　　②密封圈唇口过盈量：根据阶梯形的密封唇结构，主密封唇的过盈量Z大，一般取1.2～1.5mm左右，其余两台阶密封唇的过盈量与其距离球心位置大小成正比。
　　二、密封圈的性能实验
　　①性能指标标准制定:根据《滚动轴承零件骨架式丁腈橡胶密封圈技术条件》标准，制定带骨架关节轴承橡胶密封圈中橡胶的物理性能指标标准，密封圈骨架的结构、尺寸、公差要求以及密封圈的其它表面外观质量要求，作为密封圈性能实验和验收的依据。
　　②密封圈的性能实验：主要进行密封圈丙酮浸泡实验，按一定时间观察并记录密封圈在浸泡过程中表面是否起泡、皱折或脱层，来判定密封圈中橡胶与金属骨架的粘合程度。
　　三、装配
　　由于带骨架橡胶密封圈强度大，用常规装密封圈的方法是无法将它压入密封槽内，即使免强装入也会造成密封圈骨架变形，影响装配质量。因此装配时必须采用专用夹具，其装配方法：将轴承平放在专用夹具上→放入密封圈→对内圈外球面施加压力撑开外圈→直到密封圈外径刚好能进入密封槽挡边→将密封圈压入密封槽内→检查密封圈是否安装到位→退去对内圈外球面施加的压力→再按同样方法装第二面密封圈。
　　四、结语
　　带骨架橡胶密封圈是一种新型的密封圈，在轴承的使用过程中具有更好的密封性能和超强的装配牢固性，它的开发提高了密封圈在装配和使用过程的稳定性，同时该密封圈还获得了实用新型发明专利，填补了关节轴承骨架式橡胶密封圈的空白。