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卡车桥用长寿命高精度圆锥滚子轴承

发布时间: 2022-03-16

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 合作开发
成果类型: 发明专利,新品种,新技术
行业领域:
高端产业
成果介绍

由于重型车桥大多数用在工程车上,这些车辆的的使用工况非常恶劣,路况条件差,且国内汽车普遍超载,在这些条件下,对轴承的使用性能提出了极高的要求,既要达到原国外轴承的使用水平,又要面对国内超载这一现状,因此在不改变轴承原有外形尺寸的条件下,必须在轴承内部结构设计和工艺加工上有所突破才能够满足重型车桥的性能要求,因此在设计上我们以三维建模为基础,采用CAE仿真模拟分析和计算机优化设计手段,尽可能的在轴承内部有效空间上挖掘潜力,提高了轴承的轴、径向承载能力;轴承零件材料选用国内高级高碳铬轴承钢和先进的无氧化保护气氛热处理工艺技术,有效的提高了产品的使用寿命。滚动接触表面采用凸度设计和表面凸度超精加工工艺,经过一系列的设计改进和特殊工艺加工手段,有效降低了滚动接触表面的应力集中和启动摩擦力矩,提高了产品的动态性能和承载能力,满足了重载汽车车桥高速、重载、高可靠性的需要。通过这些重型车桥轴承的开发,我公司己完全掌握了轻型车桥轴承、中型车桥轴承和重型年桥轴承的核心技术,目前己形成了完整的车桥轴承系列,在车桥轴承的设计制造上处于国内领先水平。

在项目的实施过程中形成了1篇论文《轮毂用双列圆锥滚子轴承锁圈压装模的设计》,发表在中文核心期刊《轴承》2018年第二期。形成2项实用新型专利《一种圆锥滚子轴承落差的气动测量装》(专利申请号201920220391.6)、《一种轮毂台肩距的测量装置》(专利申请号201920220374.2

卡车轮毂组合轴承单元

该类产品主要用于车桥传动系统中,由于卡车轮端在装配过程中,通过调整轴头锁紧螺母,实现轮毂总成的预装游隙,在运行中需要车桥具有运转平稳、长寿命、重载荷等的特殊的要求,因此对轴承提出了极为苛刻的要求,要求轴承具有长寿命和高载荷能力。

该类产品在原有车桥用单列圆锥滚子轴承产品的基础上,消化和吸收国外先进轴承技术的同时,以设计和制造核心技术作为突破口,在技术创新与工艺创新、优化设计技术上进行了突破性研究,运用概率论和统计学原理,使得组合轴承轴向游隙在轴承装配后即达到所要求的游隙值,避免了额外的调整过程、且维护方便、简单;将轴承的润滑脂与其他部件分开,形成独立的润滑系统,避免了轴承润滑脂的受污染失效,提高了轴承的使用寿命和可靠性,降低了轮端的维护成本。

该类卡车轮毂组合轴承单元与传统的卡车轮毂用轴承相比,具有以下优点:

1、用户无需配备轴向游隙调整专用仪器和工装夹具。

2、降低了用户装配生产线人力成本支出和技术能力要求、提高了生产效率。

3、所有装配组件无需选配,节约了大量调整时间,可实现快速、准确装配,适合于大批量生产。

4、避免了装配前轴承润滑脂的涂抹,对轮端两侧的密封装置降低了要求。

5、独立的轴承润滑系统,提高了轴承和轮端的寿命和可靠性,降低了轮端的维护成本。

6、售后维修市场的维护更加容易、快捷和准确且维护成本降低。

产品的创新性和先进性

1、轴承长寿命设计。为满足卡车轮端高可靠性、长寿命的使用要求,通过采用高级优质高碳铬轴承钢,无氧化保护气氛热处理技术,保证了轴承零件热处理组织的均匀一致,实现轴承长寿命。

2、装配游隙预调整设计。为满足轮毂装配轴承游隙免调整,降低装配成本,避免人工频繁选垫片试装调整游隙,造成的效率低下问题,实现装配的快速、准确。轴承采用装配游隙预调整设计,运用概率论、统计学原理和尺寸链计算等分析技术,对影响轴承装配游隙的轴承零件等变量进行各自公差设计,通过对轴承装配高、内、外圈宽度的尺寸公差进行调整,实现组合轴承在装配过程中游隙预调整,适合于大批量生产,提高了维护效率。

3、滚动接触面凸度设计。为了实现轴承长寿命的要求,提高轴向承载能力,在原有的“三凸设计”(即内外滚道带凸度,滚子母线带凸)设计基础上,内圈大挡边面由原来的圆锥曲面改为大曲率外凸型曲面,使滚子曲面与内圈大挡边面的接触为凸对凸接触,可以在挡边和滚子端面之间形成稳定的润滑油膜,使轴承运转过程中的温度得到相应的降低,从而使轴承的轴向承载能力大大提高。对内外圈滚道表面和滚动体滚动母线进行凸度匹配设计,一方面,减小了滚动接触表面两端的应力集中,另一方面可减小滚动接触面上的摩擦阻力,使得轴承寿命和可靠性水平得到很大的提高。

4、保持架的优化设计。卡车轮毂用组合圆锥滚子轴承保持架材料采用PA66-GR25,避免保持架磨损颗粒物对润滑脂的影响,同时在运行过程中降低了噪音;窗口接触面采用20度小压坡角设计,可有效防止保持架与外圈滚道的接触。

5、独立的润滑空间,利用组合轴承两侧的密封装置,将轴承内部的润滑脂隔离成一个独立的空间,避免了外界因素使轴承早起失效的发生,提高了轮端和轴承的使用寿命和可靠性。

6、组合结构的油封密封装置,利用两种不同结构的油封组合,形成多重密封唇,避免了轴承单元内润滑脂的泄漏和外部异物的浸入。

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