謝 骎，陳 勇，李 文

（四川化工職業(yè)技術學院，四川瀘州 646099）

0 引言

汽車發(fā)動機水泵軸承應具有較好的抗熱性、較高的承載能力以及良好的密封性能。由于汽車發(fā)動機水泵的空間位置受限制，散熱面積小，工作條件惡劣，要求汽車發(fā)動機水泵軸承在惡劣工況下仍能保證正常運轉。但該類軸承的密封具有一定的難度，其密封可靠性及耐久性能將直接影響水泵的使用性能和壽命，同時會影響汽車的正常運行。因此，對該類軸承的漏脂研究很有必要。

1 問題描述

在與西峽水泵、NSK（以下稱“三方”）分析水泵法蘭螺紋損壞問題時，對水泵進行解剖，在此過程中發(fā)現(xiàn)水泵軸承漏脂，后又對一臺做完287 h 全速全負荷試驗的水泵進行解剖，也發(fā)現(xiàn)軸連軸承漏脂，如圖1 所示。經(jīng)過初步分析后認為軸承存在異常漏脂問題。

圖1 軸承漏脂實物

2 問題分析

由于軸承旋轉過程中潤滑脂受到離心作用或機械擠壓等作用，潤滑脂遷移到易產(chǎn)生泄漏的密封唇處，隨著軸承的旋轉，潤滑脂被轉移到軸承外部。因此，初步分析汽車水泵軸連軸承漏脂的原因有：①皮帶張緊力過大；②軸連軸承的選配不合理；③軸連軸承的批次質量有問題。經(jīng)過分析，繪制了汽車水泵軸連軸承漏脂的魚骨圖，如圖2 所示。

3 解決思路

（1）皮帶張緊力測量。測量發(fā)動機皮帶張緊力是發(fā)動機裝配過程中的重要工序。皮帶過松，將引起皮帶相對皮帶輪打滑，皮帶過緊，將增加軸承的磨損。因此，發(fā)動機皮帶張緊力調整得是否準確將直接影響到水泵工作狀況。為保證能夠準確測量發(fā)動機皮帶張緊力，三方通過皮帶張緊力測量工具對水泵皮帶張力進行了檢測，結果如下。

圖2 軸連軸承漏脂魚骨圖

臺架實驗室3 臺生產(chǎn)線裝配狀態(tài)的G01 發(fā)動機：338 N，226 N，254.5 N；1 臺按10 kg 力下壓7 mm 狀態(tài)手動調整的G01 汽油機：847 N；3 臺參考樣機：286 N，371 N，433 N；2 臺三菱4G64 發(fā)動機：991 N，670 N。經(jīng)過對比認為，目前生產(chǎn)線裝配水泵皮帶的張緊力比同類機型的偏低，可以看出此次水泵軸承漏脂不是由于皮帶張緊力過大而引起的。

（2）原機軸連軸承與NSK 昆山軸連軸承的結構分析。原機水泵軸連軸承為2 排14 個滾動體，NSK 昆山水泵軸連軸承為2排12 個滾動體，軸承結構存在差異。

（3）軸連軸承的批次質量問題。檢測NSK 昆山軸連軸承的軸向游隙和徑向游隙均在圖紙要求公差的上限，存在一定隱患。

三方經(jīng)過討論一致認為漏脂情況將會影響產(chǎn)品批量質量，必須徹底檢查問題真因。西峽汽車水泵股份有限公司需按照要求工況做水泵（裝有最新批次軸連軸承）的漏脂檢測試驗（40 h），并提交相關的分析報告。

4 實驗驗證

針對水泵運轉中存在的漏脂情況，參照現(xiàn)有軸連軸承密封性能的技術條件，西峽汽車水泵股份有限公司中心試驗室1307100-G01 水泵總成的可靠性試驗臺根據(jù)國家機械行業(yè)標準JB/T 50033.2—1994 開展了水泵軸連軸承可靠性試驗?，F(xiàn)有的密封軸承漏脂試驗及其結論的依據(jù)是側重于評價軸承本身的密封性能，即對于同一組軸承，采取固定轉速、相同的檢驗介質、相同介質溫度、相同的系統(tǒng)壓力，查看軸承的漏脂情況。試驗前對西泵公司生產(chǎn)的G01 水泵和日本原裝G01 水泵檢查情況對比見表1。

表1 水泵檢查情況對比

實驗過程：啟動1307100-G01 水泵總成可靠性試驗臺，水泵總成以7920 r/min 的轉速運轉。利用PLC 設置變頻器參數(shù)控制水泵轉速從零到試驗轉速的時間為15 s，保持30 s，從試驗轉速到零為15 s，1 min 為1 個循環(huán)。利用PLC 對水泵循環(huán)次數(shù)進行計數(shù)。試驗前擴大水泵泄水孔，隨時觀察軸承漏脂情況。對比試驗結果見表2。

圖3 軸承外圈情況

通過實驗，在同等試驗條件下進口水泵日本NSK 原裝G01 水泵軸承未漏脂，而NSK 昆山工廠G01 軸承漏脂，初步總結如下。

（1）軸承游隙檢測。進口軸承的軸向游隙、徑向游隙、法蘭盤端軸徑向偏擺量均小于昆山工廠G01 軸承游隙；

（2）總成軸承游隙檢測。進口原裝水泵軸承軸向游隙、法蘭盤端面偏擺量、法蘭盤外圓徑向偏擺量均小于公司G01 水泵軸承游隙（NSK 昆山工廠G01 軸承）；

（3）從原裝軸承、昆山軸承的軸向游隙分析，2 種軸承設計結構不同，昆山軸承游隙過大，造成漏脂。

5 改進措施

圖4 軸承連接法蘭端情況

圖5 軸承葉輪端情況

表2 對比試驗結果

使用NSK 進口軸承替換原有軸承，替換軸承后的水泵在實驗中心發(fā)動機臺架近40 h 的性能試驗和40 h的冷熱沖擊試驗，共計80 h，拆泵前水泵轉動靈活，水泵未出現(xiàn)漏水痕跡。拆解后軸承外圈無變色（圖3），軸承連接法蘭端正常，無漏脂（圖4），葉輪端正常，無漏脂（圖5），水封正常（圖6）。

圖6 水封情況

6 結束語

分析水泵軸連軸承漏脂問題，探討軸承結構及游隙對漏脂的影響，找出水泵軸承漏脂的正真原因，給出依據(jù)軸承使用工況確定適宜的軸承建議，旨在既能防止漏脂，又能使軸承得到有效潤滑，確保軸承長期穩(wěn)定運轉。