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雨刮系统采用小间隙轴承

Lynna Liu (刘银) | 9 9 月, 2020

15年前,德国汽车雨刮器100%全部使用的是粉末冶金轴承,成本很低。当我收到每年200万件轴承询价时,出于对成本优势的担忧,我选择了一款性价比极高的轴承材料——iglidur D,开始了耐久测试。

这些轴承被用在雨刮臂的铰链里面、发动机盖的下方,通过这个铰链,电机的旋转运动转化成连杆的摆动,摆动角度90°,径向载荷100~500N,在积雪覆盖的情况下,载荷会达到2500N,相当于2~5Mpa。

雨刮连杆机构轴承

不幸的是,第一轮测试iglidur D轴承磨损严重。轴的材料是一种易切削钢,我想从轴的材料突破,iglidur J260材料对易切削钢的磨损表现比iglidur J还要好,下表是2Mpa和5Mpa载荷下的磨损数据对比。同时J260的摩擦系数更低,对腐蚀性液体有极强的抗性。这意味着,它的价格会比较高,当然也比粉末冶金的贵。

好在,客户并不是只看重价格,在第一轮测试当中,粉末冶金轴承的磨损也相当严重,更重要的是还存在边缘承载能力弱的问题。

JVFM pre-load bearing drawing
预紧型轴承图纸

第二次测试我们选用了iglidur J260标准公差的轴承,不幸的是,测试仍然不通过,项目近乎失败。我想到JVFM,一种在轴向和径向上可以同时带零间隙的设计。但是这种结构改进之后的轴承,成本又高了一些。 经过一番沟通,我得到了客户再次测试的认同,为了解决技术问题,对于博世来说,即便会承受更高的成本压力也是值得的。

最终在第三次测试中,带有径向预紧设计的J260轴承完美通过150万次耐久,我们也成功拿到了这个年用量超过200万件的项目。

这个项目也让我对JVFM的零间隙设计有了深刻的理解,轴向上因为法兰边能完全被压平,可吸收h0的间隙,h0可达0.9mm;径向上,带槽的部分在穿过轴时呈抱轴状态,能校准大到0.2mm的间隙。重要的是,校准的公差范围可以被设计,按照客户的实际情况设计公差。这样,在驱动力可小幅增加的前提下,轴承不仅能满足转动,还能有效防止系统松旷、摇晃和噪音。

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