非接触式密封深沟球轴承漏脂原因分析

赵飞

(洛阳LYC轴承有限公司 球轴承厂，河南 洛阳 471039)

某电动机上使用的6309E-2RZ非接触式密封深沟球轴承出现漏脂现象，并发生异常磨损，使电动机转子产生偏载，造成电动机“烧包”。该型号轴承材料为GCr15钢，油脂为长城低噪声2号锂基脂(允许的工作温度为-20～120 ℃)，密封圈为单唇非接触式，为内圈不带牙口的密封结构。现对该轴承的失效原因进行分析，并提出改进措施。

1 外观检查

拆卸下来的轴承外观如图1所示，油脂从密封圈内唇口处大量渗出，呈堆积状。用手推密封圈，不能转动，证明外圈牙口处接触良好。拆开密封圈后，沟道表面仅附着有少量油膜，沟道呈黑色，磨损严重，有烧伤痕迹。大部分油脂堆积黏附在单面密封圈内侧，少部分堆积在保持架兜孔外侧。

图1 漏脂样件

2 原因分析

通过对轴承内、外圈和钢球的硬度及金相组织检验分析，发现均符合行业标准要求。根据样品外观和后续分析认为：润滑脂大量外漏，轴承运转时润滑不充分，是造成轴承烧伤，转子偏载的根本原因。

3 改进措施

3.1 注脂头结构

原注脂头结构如图2所示，注脂头下端与自动注脂机连接后，油脂在压力作用下，通过上端的注脂孔直接注入轴承内部，但油脂只能注入到保持架的两个兜孔之间的钢板上，仅有很少部分进入沟道，轴承运转时，在离心力的作用下，油脂大部分被甩出、堆积黏附在密封圈上形成渗漏，而沟道上的少量油脂无法形成有效油膜，严重影响了轴承的性能和使用寿命。因此，对注脂头的结构进行改进，改进措施如下：

(1)把注脂头顶部垂直注脂孔改成向两侧45°倾斜的小孔(喷射距离最长)，使油脂注入方向发生变化，可将其直接注入两侧沟道内，避免了在离心力作用下油脂被甩出的现象；

(2)改变注脂孔两侧注脂斜孔的长度(压力、注脂时间一定的情况下，注脂孔长度越长，注入的油脂量越少)，以此向内、外沟道内注入不同量的油脂(一般情况下，密封圈和内圈的接触部分之间发生相对转动，与外圈接触部分不发生相对转动，在不减少总注脂量的前提下，减少内沟道内的注脂量可降低漏脂率)；

(3)在注脂头顶部向外沟道注脂一侧的倒角斜坡上打2～3个小孔，在向内沟道注脂一侧倒角斜坡上打1～2个小孔，使注脂点更加分散，起到匀脂作用，如图3所示。

图3 新注脂头

3.2 注脂量控制

对于6309E-2RZ，JB/T 7752—2005《滚动轴承 密封深沟球轴承 技术条件》规定的标准注脂量为9.58～15.3 g，JB/T 8571—2008《滚动轴承 密封深沟球轴承防尘、漏脂、温升性能试验规程》规定油脂体积应占轴承有效空间容积的25%～40%。注脂时用定量泵进行精确控制，可把注脂量集中控制在取值范围中间区域，使批注脂量符合正态分布，依据经验注脂量控制在11～13 g，效果较为理想，避免了在注脂量下限可能会降低轴承寿命，在上限可能会增加漏脂的概率。

3.3 密封倒角

图4 内圈外径倒角尺寸

3.4 装配游隙

在满足用户使用要求的基础上，装配时尽量使轴承的游隙处于上限，避免电动机超负荷运转时，转子变形量增大，造成轴承异常磨损，温升加剧。

4 改进效果

通过采取以上措施，将新装配出的6309E-2RZ在B30-60型漏脂试验机上进行试验。加载额定动载荷为52.9 kN，径向载荷Fr为490 N，试验转速n为1 350 r/min，试验时间6 h，润滑脂为长城低噪声2号锂基脂，试验后自然冷却。通过试验可知，轴承运转情况良好，密封圈内唇口处仅有少量油脂渗出，通过试验前、后4套样品轴承的称重对比(表1)，可知轴承漏脂率均低于允许漏脂率10%的标准，满足了用户要求。

表1 试验轴承漏脂率