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輪轂軸承和輪轂單元的更換

2012-10-29

　　Z壞情況下，磨損或損壞的輪轂軸承或軸承單元會帶來安全隱患，嚴(yán)重的情況下，可能還會造成傷害。至少它會在行駛的路途中發(fā)生不合時宜且成本較高的失效。因此，Z好的辦法是在它們失效前將輪轂軸承或輪轂單元換掉，但又如何知道它們在什么時候失效呢？
　　SKF從數(shù)以萬次的更換過程中收集到的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)需要進(jìn)行軸承更換的汽車行駛的里程在13萬~19萬km之間。因此，為了Z大限度地確保安全和可靠性，SKF建議在更換制動器時，不管車齡的長短都要檢查輪轂軸承，并且時刻注意軸承磨損的早期預(yù)警信號，包括任何轉(zhuǎn)動時的磨損噪聲或懸掛組合輪在轉(zhuǎn)彎時不正常的減速。
　　后輪驅(qū)動車輛
　　當(dāng)替換前輪軸承時，即使只壞了一個軸承，也要成對更換。這是因為導(dǎo)致一個軸承失效的工作條件和作用于另一個軸承的工作條件相似。大多數(shù)生產(chǎn)商建議后輪驅(qū)動的車輛在行駛38000km時應(yīng)對前輪轂軸承進(jìn)行注油潤滑。
　　然而，大多數(shù)情況下，直到更換制動系統(tǒng)才對軸承進(jìn)行注油潤滑，這意味著，在潤滑以前，軸承已經(jīng)工作了兩倍或比兩倍更多的建議行駛里程數(shù)。每當(dāng)更換制動系統(tǒng)時，檢查軸承并更換油封是一個良好的工作習(xí)慣。
　　后輪驅(qū)動時，用的Z多的前輪轂軸承是單列圓錐滾子軸承。圓錐軸承有兩個可分離的部件：圓錐內(nèi)圈和圓錐外圈。里邊的部分或內(nèi)圈有一個內(nèi)圈、滾動體和保持架。外圈是經(jīng)過硬化處理的鋼材，給滾動體提供一個光滑的滾動表面。在輪端應(yīng)用中，圓錐滾子軸承通常成對使用。
　　在一些場合，后輪驅(qū)動車輛使用輪轂單元作為前輪軸承，使用輪轂單元的好處在于：大多數(shù)輪轂單元是密封的，且在整個壽命期內(nèi)保持潤滑。
　　雖然球體、錐體、滾柱輪轂軸承在老式的汽車后輪中廣泛運用，但輪轂單元的使用量卻在日益增長。大多數(shù)后輪驅(qū)動車輛上的后輪轂軸承是密封的，且在整個使用壽命期都潤滑的，或由差速器中的潤滑油潤滑。因此，它們通常沒有特定的保養(yǎng)間隔期。只有當(dāng)輪轂密封開始滲漏，且引起差速器的潤滑油滲透到制動剎車片時，才需要進(jìn)行維護。
　　前輪驅(qū)動車輛
　　前輪驅(qū)動車輛中使用Z多的前輪轂軸承裝置是一種整體輪轂單元。典型的軸承單元，集成了內(nèi)外圈、滾動體和保持駕，并帶有一個或兩個安裝用的法蘭。通常，這些輪轂單元在整個使用壽命期內(nèi)是密封的，當(dāng)輪轂單元被損壞或顯示出磨損的跡象時，整個輪轂單元被更換掉。
　　與承受驅(qū)動或轉(zhuǎn)向要求而引起負(fù)荷的前輪轂相反，前輪驅(qū)動車輛的后輪轂軸承只承受徑向的負(fù)載。因此，如今使用的前輪驅(qū)動車輛的后輪中，可以看到各種各樣的軸承。
　　現(xiàn)今上廣泛使用的由SKF設(shè)計的輪轂單元有：
　　代輪轂單元：由雙列角接觸球軸承組成。
　　第二代輪轂單元，使得汽車維修過程中的安裝變得更容易。這種系列在外圈上有一個用于將軸承安裝在軸上的法蘭，簡單地將軸承套在輪軸上，并用螺母固定到位。
　　第三代輪轂單元，當(dāng)今，許多全球性的汽車制造商都采用SKF第三代輪轂單元和防抱制動系統(tǒng)相配合。這種輪轂單元設(shè)計成具有內(nèi)法蘭和外法蘭，內(nèi)法蘭用螺栓固定在驅(qū)動軸上，外法蘭將整個軸承安裝在一起。
　　避免軸承失效的提示
　　在下列篇幅中，SKF描述了若干普遍情況下未能正確安裝軸承的例子。從下面的例子中，可以看到不按照指定程序安裝或沒有良好的工作習(xí)慣將很容易導(dǎo)致錯誤。
　　小心安裝。軸承，盡管有結(jié)實的結(jié)構(gòu)以及給人一種堅固的感覺，但它卻是一種很敏感的機械零部件，通常情況下，必須小心地使用。即使在運輸途中，倉儲或安裝時的一些微小過失(不小心)，也會損傷軸承的內(nèi)部幾何形狀，從而反過來導(dǎo)致軸承的早期失效，并對相關(guān)部件造成潛在的損壞。
　　致命的灰塵。使用軸承的個需考慮的要素是工作場所必須保持盡可能的清潔，即使是一顆非常細(xì)小的塵?；蛏傲＿M(jìn)入軸承，也會對軸承內(nèi)部造成損傷，從而不可避免地縮短軸承的使用壽命。
　　使用正確的工具。第二個需要考慮的因素是用于拆裝軸承的工具類型。合適的工具能確保工作質(zhì)量又快又好。
　　安裝步驟。第三個重要因素是須遵循正確的安裝步驟，始終參閱汽車制造廠車間的操作手冊。特別是對軸承部件施加不正確的安裝力會使軸承提前失效。如果軸承或密封圈在安裝過程中受損，將會產(chǎn)生提前失效。
　　帶ABS的輪轂單元和軸承。帶整個磁性和密封圈的代輪轂軸承必須根據(jù)汽車制造商的規(guī)定按正確的方向安裝到適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｋ袔BS的軸承只能在安裝前從包裝盒中取出，這類軸承對任何磁場都很敏感。讓它們遠(yuǎn)離磁場，如使用電動機或電動工具等。當(dāng)安裝這些軸承時，通過路試來驗證軸承的運轉(zhuǎn)——在儀表盤上查看ABS警報指示。
　　失效分析
　　通過對早期失效輪轂軸承的分析，SKF掌握了大量軸承失效的原因及如何防止的方法。
　　安裝過程中軸承和軸安裝誤差引起的損害。在安裝過程中，如果內(nèi)圈和軸之間產(chǎn)生安裝誤差，軸承和周圍部件將會發(fā)生塑性變形，從而影響軸承的工作環(huán)境，在后續(xù)階段會產(chǎn)生噪聲和剝落現(xiàn)象。
　　不合適的夾緊負(fù)載。過大預(yù)負(fù)載和過大的夾緊負(fù)載迫使?jié)L動體工作于非理想狀態(tài)，在這種工作條件下，溫度升高，導(dǎo)致油脂的潤滑性喪失，使?jié)L道表面狀態(tài)惡化，在后續(xù)工作階段會發(fā)生剝落現(xiàn)象。
　　低夾緊負(fù)載會引起內(nèi)圈發(fā)生位移，使得軸承工作不在適當(dāng)?shù)念A(yù)載下，而是在大的軸向間隙條件下。在整個工作壽命期間，這個間隙將日趨增大，軸承的滾道上將會出現(xiàn)如圖所示，經(jīng)常是兩條明顯的運行軌跡。
　　另外，內(nèi)圈相對軸會發(fā)生轉(zhuǎn)動，從孔徑上的發(fā)光表面可以看出。
　　不合適的運轉(zhuǎn)條件可能在滾道上產(chǎn)生鱗狀紋，從而在轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生噪聲。
　　安裝過程中的損傷。安裝誤差：施加于密封件的沖擊載荷可能顯著影響它的功能，導(dǎo)致密封唇和拋油環(huán)表面不能正確接觸，這樣降低了密封性能，在這種情況下，水和/或者其它污物(灰塵、臟東西)可能會滲入。
　　水的滲透。當(dāng)水和腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部并達(dá)到一定的數(shù)量時，使得潤滑油不能為材質(zhì)表面提供保護時，就會發(fā)生氧化。這個過程的后果是形成腐蝕坑，Z終導(dǎo)致表面剝落，尤其是在內(nèi)、外圈與滾動體相接觸的區(qū)域更明顯。
　　螺紋損傷。當(dāng)螺栓和螺栓孔之間出現(xiàn)安裝誤差時，在拆裝螺栓過程中，有法蘭的輪轂單元(第二代和第三代)通常會發(fā)生螺紋的損壞。
　　塑性變形。當(dāng)超過材料的屈服力時，塑性變形就產(chǎn)生了。當(dāng)靜態(tài)載荷和沖擊載荷超載時，與滾動體相接觸的軸承滾道上就會出現(xiàn)凹陷的塑性變形。這些和滾動體間距相同的滾道上的塑性變形可能因后階段的連續(xù)滾壓而不可避免地出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。
　　如果把安裝力施加在錯誤的軸承圈上，則通過滾動體使得滾道和滾動體出現(xiàn)凹陷。如果預(yù)負(fù)載過大，也會發(fā)生過載現(xiàn)象，在這種情況下，損傷不僅出現(xiàn)在滾子上，而且對其它部件也會造成相應(yīng)的損傷。
　　由于受損滾動體的連續(xù)滾壓可能在滾道上產(chǎn)生壓痕，在后續(xù)階段會不可避免地產(chǎn)生剝落現(xiàn)象。
　　輪轂單元的密封問題。密封圈的功能是將潤滑脂密封在軸承內(nèi)，避免引起腐蝕和永久失效的水和塵粒的進(jìn)入。適量的油脂滲透是允許的，這樣可以將外界類似污物的東西與密封圈隔開，以起到保護作用。
　　沖擊損傷。所有軸承對碰撞和沖擊都很敏感。在安裝軸承時，決不能使用榔頭，SKF建議使用合適的安裝工具。
　　輪轂單元安裝指導(dǎo)原則(見輪轂單元安裝指導(dǎo)原則圖)
　　當(dāng)安裝和調(diào)整輪轂軸承時，由于車輛結(jié)構(gòu)的差異，下述的指導(dǎo)原則只針對通用技術(shù)原則。當(dāng)更換軸承時，確保使用正確的安裝方法，及使用合適的工具，并遵循所有部件的安裝步驟，特別是軸承，在沒有做好安裝準(zhǔn)備前勿打開包裝，在安裝時，要防止鐵銹物質(zhì)滯留在軸承上。
　　拆卸：
　　1.鎖定一個車輪，防止汽車滑動。
　　2.在車輪仍接觸地面時，松開驅(qū)動輪的螺母(1)和車輪螺栓螺母。
　　3.頂起車輛并用軸架支撐(必須使用軸架以免傷及人員)。移走車輪。
　　4.拆下制動組件和制動鉗(2)，但不要把制動軟管拆開。
　　5.卸下制動盤(3)。
　　6.卸下盤蓋(4)(如果有的話)。
　　7.卸下驅(qū)動軸的螺母(1)(一些車輛有螺釘、驅(qū)動軸上有螺紋孔)。
　　8.把轉(zhuǎn)向臂(5)從轉(zhuǎn)向連桿末端(6)及下懸掛臂(7)和穩(wěn)定器上卸下。(如果它和支柱后的轉(zhuǎn)向臂關(guān)聯(lián)的話)
　　9.把轉(zhuǎn)向臂(5)從輪轂9中轉(zhuǎn)出來，以清潔驅(qū)動軸(8)，同時，確保驅(qū)動軸在 中的位置正確。
　　10.把轉(zhuǎn)向臂(5)從立柱(10)上卸下。
　　11.卸下密封圈(如果適用的話)。
　　12.卸下彈性擋圈(11)或其它固定件，彈性擋圈可能在轉(zhuǎn)向臂內(nèi)或在外面的軸承上。 
 　　13.用專用工具或壓機和合適的頂桿把輪轂(9)壓出。
　　14.用一個外部軸承拆卸器把軸承內(nèi)滾道從輪轂中卸下。
　　15.重新將內(nèi)滾道裝回軸承，并且用一個專用工具把軸承(12)從轉(zhuǎn)向臂中拉出或用合適的芯棒壓出。(如果轉(zhuǎn)向臂用兩個彈性擋圈安裝定，則這個操作就用不著再安裝內(nèi)滾道，只要對外圈加力即可。)