Для чего нужны подшипники в колесах
Опубликовано: 18.05.2024
Традиционно различают два типа ступичных подшипников — шариковые радиально-упорные и роликовые конические. С середины прошлого века однорядные подшипники вытесняются более прогрессивными подшипниками типа HUB (Hub Unit Bearings).
Особенности эксплуатации ступичных подшипников
В автомобиле ступичные подшипники подвержены экстремальным нагрузкам: высокие перепады температур, различные влияния окружающей среды (не в последнюю очередь соль), а также, в результате ударных нагрузок при попадании колеса в яму, из-за рывков привода, тормозов и рулевого управления. Колесо должно вращаться без люфтов, с допустимым шумом и минимальным трением.
Поколения ступичных подшипников
Ступичные подшипники применялись еще в конструкции подвески карет. По мере развития автомобилей и увеличения средней скорости их движения ступичный подшипник неоднократно подвергался инженерному переосмыслению, чтобы сделать узел, находящийся в постоянной жесткой эксплуатации, более надежным и ремонтопригодным. На данный момент различают четыре поколения ступичных подшипников, каждый из которых можно встретить в конструкции более или менее современного автомобиля.
Некоторые современные ступичные подшипники оснащены многополюсным магнитным кольцом АБС, поэтому при хранении необходимо избегать воздействия магнитных полей. Компания СХ поставляет такие подшипники с металлической защитной крышкой из специальной легированной стали для защиты от размагничивания.
Подшипник должен монтироваться таким образом, чтобы полюсное кольцо было обращено к сенсору датчика оборотов.
Ступичные подшипники однорядные
Однорядные ступичные подшипники бывают двух видов: шариковые и роликовые конические. Особенностью данных типов подшипников являются большие расстояния между эффективными центрами приложение нагрузок.
Основными неудобствами таких подшипников являются: необходимость создания предварительного натяга при работе со ступичным узлом; сложность установочного процесса; необходимость смазки подшипников.
Подшипники типа HUB
С середины прошлого века однорядные подшипники вытесняются более прогрессивными ступичными подшипниками типа HUB (Hub Unit Bearings). Сегодня такие подшипники чаще всего находят применение в ступицах грузовых автомобилей и автомобилях повышенной проходимости.
Ступичный узел HUB-I представляет собой цельный узел, состоящий из двухрядного радиально-упорного шарикового или двухрядного роликового конического подшипников. Основными компонентами являются внешнее кольцо, два внутренних кольца и комплект шариков или роликов с оптимально подобранными зазорами. Угол контакта подшипника оптимизирован, исходя из существующих нагрузок конкретных марок и моделей автомобилей.
Подшипниковый узел типа HUB-I снабжен уплотнениями и заполнен пластичной смазкой на весь срок службы ступичного узла. Фактически ступичные узлы HUB-I были разработаны в конце 60-х годов прошлого века, как следствие растущего интереса со стороны автомобильной промышленности к собранным ступичным узлам с установленным предварительным натягом, что обеспечивало простоту их установки в условиях конвейерной сборки.
Ступичные узлы HUB-I, предназначенные для установки на автомобили с системами ABS, могут быть оснащены специальным датчиком ABS. Основными преимуществами, в сравнении с однорядными подшипниками, являются: установленный преднатяг облегчение процесса установки отсутствие регулировочных прокладок-распорок в узле отсутствие необходимости дополнительной смазки подшипников компактность ступичного узла
Ступичные узлы HUB-II разработаны на основе опыта эксплуатации подшипников HUB-I. Принципиальное их отличие состоит в наличии специального фланца на внешнем кольце подшипника. В зависимости от модели фланец имеет шпильки или отверстия под болтовые соединения и может быть прикреплен к ступице колеса или тормозному диску. Остальные детали аналогичны элементам, используемым в ступичном узле HUB-I.
Ступичные узлы HUB-II обычно применяются с вращающимся внешним кольцом на неведущих передних или задних осях автомобиля. Для ведущих осей доступен альтернативный дизайн подшипника. В этом случае, внешнее кольцо крепится к элементам подвески автомобиля, а внутреннее кольцо вращается. Датчик ABS может быть интегрирован в конструкцию ступичного узла.
В сравнении со ступичными узлами предыдущего поколения подшипники HUB-II имеют ряд преимуществ, а именно: простота установки уменьшение веса и размеров ступичного узла
Дальнейшим развитием подшипников HUB-II явились ступичные узлы HUB-III. Оба кольца таких подшипников, и внешнее и внутреннее, имеют фланцы. С целью избежать коррозии в местах сопряжений, узел имеет специальное гальваническое покрытие. Динамически распределяемая несущая нагрузка максимизирована за счет использования отдельного внутреннего кольца для одного из рядов тел качения. Внутренне кольцо устанавливается на полуось за счет шлицевого соединения, которое передает крутящий момент. Дополнительно, внутреннее кольцо фиксируется в осевом направлении. Внешнее кольцо крепится к ступице. Вращающееся внутренне кольцо предназначено для крепления к тормозным дискам. Присоединительные размеры ступичного узла специфицированы под конкретную марку и модель автомобиля. Как и предыдущие поколения ступичных узлов HUB-III наполнен пластичной смазкой на весь срок службы подшипника. Кроме того, данный узел допускает установку различных видов манжетных уплотнений, выбор которых определяется общими условиями эксплуатации ступичного узла.
В соответствии с требованиями покупателя, данный узел имеет возможность установки датчика ABS, или только одного многополюсного магнитного кольца на вращающийся элемент ступичного узла. Основной отличительной особенностью данного типа ступичных узлов является низкое значение радиального биения, что значительно уменьшает вибрации колеса при торможении. Кроме того, шлицевое соединение упрощает монтаж и демонтаж подшипника, обеспечивая при этом высокую точность посадки.
Тема нашей статьи скорее всего будет интересна в основном мальчикам, поскольку речь в ней пойдет о предмете, без которого не обходится ни одно транспортное средство - о подшипниках. Итак, что же такое подшипники и зачем они нужны?
Если ты внимательно рассмотришь конструкцию своего велосипеда (роликовых коньков или скейта), то непременно обнаружишь деталь с металлическими шариками. Это шариковый подшипник. Изобретателем подшипников считается лесник из Чехии Йозеф Рассел, который еще в 1829 подарил миру первую модель подшипника.
Очень мало таких механизмов, в которых не было бы вращающихся частей - различных колес, рычагов и т.д. Одни свободно вращаются на своих осях, другие прочно закреплены и, вращаясь, передают движение другим деталям. Когда детали вращаются, то между ними и опорами, на которые они опираются, возникает трение, то есть они трутся друг о друга.
Трение мешает свободному вращению деталей. Часто это играет положительную роль, например именно благодаря трению работают тормоза.Однако оно имеет и отрицательные последствия – детали могут из-за трения нагреться и повредиться, а это может привести к поломке всей машины.
Таким образом подшипники служат для двух целей: обеспечить свободу вращения какой либо детали и уменьшить силу трения в месте соединения деталей.
А еще действие подшипников похоже на действие суставов в организме человека, без которых бы наши руки и ноги нестерпимо скрипели и еле двигались. Подшипники являются важнейшей деталью автомобильных двигателей, огромных вентиляторов в зданиях и маленьких компьютерных кулеров, велосипедов, скейтов и т.д
Поэтому покупка подшипников хоть раз в жизни становиться важной необходимостью в жизни каждого человека.
«Тема нашей статьи скорее всего будет интересна в основном мальчикам, поскольку речь в ней пойдет о предмете, без которого не обходится ни одно транспортное средство - о подшипниках. Итак, что же такое подшипники и зачем они нужны?»
alt="книги, зачем, нужны" />Зачем нужны книги Зачем нужны книги. Книги - это источник всех знаний человека, которые он накапливал много веков.Читая их мы познаем мир, узнаем много нового, интересного, многому учимся - как правильно себя вести, как. alt="дымоходы, нужны, зачем" />
Зачем нужны дымоходы Зачем нужны дымоходы. На каждой крыше есть труба из которой идет дым, когда в доме топится печка, это труба часть дымохода. Зачем же нужен этот дымоход? С древнейших времен люди устраивали очаги дл. alt="брови, нужны, зачем" />
Зачем нужны брови Зачем нужны брови. Ответить на вопрос зачем нам например нужны ноги очень легко - ноги нам нужны чтобы ходить, бегать, прыгать и т.д А вот зачем человеку нужны брови многие могут и не ответить. Однако, б. alt="деньги, нужны, зачем" />
Зачем нужны деньги Зачем нужны деньги. Для начала разберемся что же такое деньги.Это такие ценные бумажки, на которые можно купить разные вещи - одежду продукты, игрушки и другие. Но сами деньги купить нельзя, их мож. alt="перчатки, нужны, зачем" />
Зачем нужны перчатки Зачем нужны перчатки. Перчатки предназначенные для защиты рук от холода в наше время носят все - взрослые и дети, мужчины и женщины. Но они бывают не только теплые, но и специальные - спортивные, ме. alt="вулканы, нужны, зачем" />
Зачем нужны вулканы Зачем нужны вулканы. На нашей планете существует очень много вулканов. Все они рассредоточены в разных частях земли. Извержение вулкана - катастрофа для всего живого, конечно если это извержение оче. alt="растения, цветы" />
Зачем растениям нужны цветы Зачем растениям нужны цветы. У многих растений - деревьев, кустов и т.д есть цветы. Они необходимы деревьям для продолжения рода, чтобы растения могли оставить после себя деток, также для появления на. />Зачем нужны драгоценные камни Зачем нужны драгоценные камни. Что такое драгоценные камни? Если судить по названию, то это какие-то дорогие, ценные камни. Конечно это так. Однако, на самом деле драгоценные камни - это прежде всего. alt="волосы, нужны, зачем" />
Зачем людям нужны волосы Зачем людям нужны волосы. У девочек всевозможные косички и хвостики, у мальчиков разные стрижки. А кроме прически зачем еще нам нужны волосы? Природа одарила человека волосами для того, чтобы о. alt="пояс, час" />
Зачем нужны разные часовые пояса Зачем нужны разные часовые пояса. Очень часто дети задаются вопросом - зачем существуют часовые пояса и почему в разных странах и городах разное время. А дело тут вот в чем. Когда-то давно в кажд.
Владельцы автомобилей вспоминают о подшипниках, только когда они начинают греметь. Это один из ключевых элементов в автомобиле, поэтому важно знать особенности конструкции, функции, признаки износа подшипников.
При пробеге 180 000-200 000 км ступичный подшипник совершает до 100 000 000 оборотов. Поэтому кажется логичным, что после такой нагрузки они выходят из строя. Но в действительности разрушение в большей степени провоцируют негативные факторы, которые сопровождают эксплуатацию автомобиля: удары, вибрация, влага и загрязнение.
Характерный признак износа подшипника – шум. Сначала он еле слышен, нарастает по мере ускорения износа. При критических повреждениях неприятный звук становится очень громким, и не заметить его нельзя. Вой или жужжание нарастают по мере набора скорости и не заглушаются музыкой или звуком работающего двигателя.
Игнорирование проблемы приводит к заклиниванию колеса. Это особенно опасно при движении на высокой скорости по трассе. Поэтому не стоит откладывать визит на СТО, если появился неприятный звук во время разгона.
Зачем нужны подшипники, их конструктивные особенности
Это детали, которые обеспечивают вращение колес и других элементов, сочетают плавность движения с жесткой фиксацией. В автомобилях, которые выпускались более 10 лет назад, устанавливались обслуживаемые подшипники. Это означает, что их эксплуатационный ресурс мог быть продлен путем периодического смазывания и регулировки технологических зазоров.
Современные автомобили оснащаются необслуживаемыми подшипниками. Они не подлежат восстановлению и при износе меняются на новые. В основном на машины устанавливаются двухрядные или конические подшипники – производители интегрируют их в конструктивные элементы: ступицы, поворотные кулаки, тормозные барабаны. Подшипники разделяются на модели с дорожками внешнего и внутреннего качения.
Это увеличивает стоимость содержания автомобиля, так как при износе подшипника приходится менять весь узел, хотя он еще пригоден для эксплуатации. Для увеличения ресурса элементов качения устанавливаются средства защиты от влаги и загрязнения: крышки, заглушки. Но они, по мнению производителей, не настолько эффективны.
Почему изнашиваются подшипники
Обычно подшипники выдерживают 150 000-180 000 км пробега, но при благоприятных условиях эксплуатации технический ресурс увеличивается. В то же время известно много примеров, когда заводские подшипники не выдерживают и 70 000 км пробега.
На их работоспособность влияет множество факторов: интенсивность использования автомобиля, балансировка, сход-развал, конструктивные особенности подвески. Последнее касается геометрии элементов. Разрушительное воздействие на подшипники оказывают удары при переезде препятствий, например высоких бордюров.
Негативно сказывается на эксплуатационном ресурсе пробуксовка, резкие вхождения в повороты или полицейские развороты. Еще одна актуальная и распространенная проблема – небрежное отношение мастеров СТО. Так, во время ремонта тормозной системы при демонтаже узла неаккуратные действия (например, резкие, сильные удары молотком) повреждают подшипник. После завершения ремонта он быстро разрушается, и владелец опять вынужден обращаться на СТО. Чтобы избежать подобных проблем, для аккуратного снятия подшипников нужно использовать специализированный гидравлический пресс.
Ступенчатый подшипник – совокупность переднего и заднего ступичных подшипников. В статье хочу подробно описать как сам подшипник, так и принцип его работы, диагностика неисправностей. Ремонт ступичного подшипника на примере автомобиля.
По вопросу приобретения подшипников обращайтесь на сайте , консультация, доставка.
Поскольку ступица представляет собой важный элемент ходовой части автомобильного механизма и обеспечивает связь между колесами и осью, а ступичные подшипники выступают в роли связующего звена оси и ступицы, сопротивление вращения колес – минимально.
Ступичный подшипник: устройство, принцип функционирования
Если говорить в целом, ступичный подшипник самая нагруженная автомобильная деталь. Он принимает на себя давление массы всего механизма автомобиля, а кроме этого и нагрузки различных направленностей, вызванных движением по неровным дорожным покрытиям, при резком торможении так далее. Из чего можно сделать вывод, что от этого подшипника зависит безопасное движение автомобиля на дорогах. Следовательно, ступичный подшипник должен быть исправным и надлежащего качества.
Ступицы автомобильного механизма оснащены подшипниками качения, виды этих подшипников отличаются друг от друга, однако устройство их идентично, итак это:
- Сепаратор;
- Тела качения;
- Внутренние/наружные кольца.
Наружные/внутренние кольца – это своего рода опорные поверхности в помощь телам качения, которые расположены промеж обойм. С помощью внутреннего кольца подшипник зафиксирован в области оси, а с помощью наружного фиксируется в отверстии ступицы.
В целях равномерного распределения тел качения по всей окружности обоймы, используется сепаратор. Сепаратор выполняет и еще одну очень важную функцию – полностью исключает соприкосновение тел качения. Кроме всего прочего, некоторые разновидности подшипников ступицы дополнительно оснащены пылесборниками, которые и защищают узел от проникновения пыли/грязи. Такие узлы называются – закрытыми.
Ступичный подшипник: разновидности
Тела качения ступичных подшипников – это конические/цилиндрические шарики и ролики Тела качения выстраиваются либо в один, либо в два ряда. На сегодняшний день широко используется:
- Цилиндрический роликовый/шариковый подшипник;
- Радиально упорный конический роликовый подшипник.
Если говорить о современных модификациях (оснащенных АБС), о ступичные подшипники – это всего лишь составная часть ступицы. Такие подшипники носят закрытый характер, они не обслуживаются, эксплуатационный ресурс которых равен непосредственному эксплуатационному сроку самого автомобиля. Если ломается узе, замене подлежит вся ступица.
Радиальные подшипники зафиксированы каждый по отдельности в ступице, как уже было выше сказано, они – закрытые, необслуживаемые, возможности их отрегулировать тоже нет. В случае возникновения люфтов, последние ликвидируются следующим способом: подшипник сажают в ступицу (на ось) путем сильного натяга.
Встречаются подшипники (радиально-упорные), которые были монтированы на ступицу по два сразу. В таком случае они носят открытый характер (посадка посредством малого натяга). Подобная модификация дает преимущественную возможность регулировки, если образовались люфты.
Как правило, ведомую ось оснащают радиально-упорными подшипниками, а ведущую радиальными ступичными. Рассмотрим в качестве примера отечественный автомобиль ВАЗ:
- ВАЗ 2107 – передние ступицы оснащены коническими подшипниками (по два), а задние шариковым (по одному);
- ВАЗ 2108- впереди используются двухрядные цилиндрические компоненты, а задняя ось оснащена коническими узлами.
Ступичные подшипники: эксплуатация, диагностика неисправностей
Стандартный ресурс пробега подшипника – 100 000 км. Однако на срок службы влияет и:
- Характерные эксплуатационные особенности конкретного автомобиля;
- Качество производства подшипника;
- Регулярная и своевременная регулировка открытых узлов (в целях устранения люфтов);
- Защита подшипника от попадания песка/пыли/грязи.
Другими словами, движение по разбитым дорогам и невнимательное отношение к профилактике – сокращают срок службы тел качения (дорожек на обоймах), а, следовательно, и всего узла в целом.
Износ узлов, речь идет о критическом износе, - недопустим. Следствием может стать полное разрушение всего подшипника, а это чревато:
- Заеданием колеса;
- Срывом колеса с оси.
Отчетливый гул в области колеса во время движения – это верный признак, того что ступичный подшипник изношен. Если же характерный гул незначительный, износ подшипника пока несущественный, в таком случае автомобиль, конечно, можно и дальше эксплуатировать, но все-таки лучше пройти диагностику подшипников ступицы и при необходимости либо отрегулировать, либо и вовсе их заменить. Если же подшипник окончательно разрушен и ремонту не подлежит, будет слышен хруст, в этом случае движение на автомобиле следует немедленно прекратить, а узел заменить целиком.
Диагностировать неполадки ступичного подшипника – не сложно. Такую манипуляцию можно выполнить самостоятельно:
- Колесо нужно вывесить, повращать, посмотреть, нет ли заедания и не клинит ли его;
- Раскачать колесо движением вниз-вверх.
Важно: в области радиально-центрических подшипников – люфт недопустим, тогда как в области радиально-упорных подшипников он допускается, если конечно, носит незначительный характер. Если люфт образовался в цилиндрических узлах – это признак его критического износа, в этом случае необходима его замена, поскольку регулировки цилиндрические подшипники не подлежат. При возникновении люфта в узлах конического вида, его можно устранить путем регулировки.
Регулировка ступичных подшипников
Инструменты, необходимые для регулировки:
- Соответствующие отвертки;
- Молоток;
- Пассатижи;
- Набор ключей.
Порядок регулировочных работ для всех автомобилей – одинаковый, однако могут быть незначительные отличия в деталях:
- На той ступице, которая и подлежит регулировке, ослабить болты колес;
- Используя домкрат, вывесить и снять колесо;
- Сбить защитный колпачок, расположенный в центре ступицы (использовать молот и отвертку);
- Отогнуть усики и вытащить стопор (использовать пассатижи);
- Гайку ступицы закрутить до упора, а затем открутить обратно (на четверть оборота
- Ступица должна вращаться легко и беспрепятственно;
- Собрать в обратном порядке и проверить люфт.
Если все-таки регулировка не дала желаемых результатов и характерный руст все равно слышен, подшипник нужно будет заменить полностью.
Замена ступичных подшипников: на что стоит обратить внимание
Сам принцип и порядок замены ступичного подшипника – не сложный, но нужно обратить внимание на то, что под рукой должны быть специальные инструменты и оснащение, речь идет о прессе или слесарных тисках.
Второй момент, который нужно учитывать: метод забивания узла с использованием молотка путем наставки для ступицы не подходит, поскольку может возникнуть перекос узла, либо повредится посадочное место подшипника ступицы.
В третьих, посадка нового ступичного подшипника при его установке должна быть легкой. Если же идет хоть незначительное сопротивление о стороны ступицы – посадочное место изношено, следовательно, менять нужно сам ступицу.
В четвертых, при посадке подшипника, необходимо обратить внимание на его центрирование, во избежание возникновения перекоса и повреждения поверхности посадочного места.
1-Подшипник – это устройство, поддерживающее часть опоры. Это может быть ось, вал или иная деталь, однако в любом случае главное назначение подшипника – зафиксировать вал в пространстве, обеспечив ему свободное вращение или качание. Вторая функция – восприятие механической нагрузки и ее передача другим элементам. При том, что ступичные подшипники постоянно выдерживают колоссальные нагрузки, это достаточно долговечные и прочные детали. Повышенное давление на них оказывается и при торможении, и при ускорении, а во время движения на них действуют сразу несколько сил.
2-Материал. Подшипники могут быть изготовлены из нержавеющей, хромолибденовой стали и даже керамического материала из нитрида кремния. Гибридные подшипники используют керамические шарики и стальные обоймы.
3-Нагрузка. Верьте или нет, но на колесные подшипники кроссового мотоцикла очень низкий спрос. Типичный подшипник колеса кроссового мотоцикла рассчитан на 19 000 об / мин и нагрузку 1574 фунт-силы. При максимальных оборотах и максимальной нагрузке он должен вращаться на миллион оборотов, что составляет более полторы тысячи километров пробега. При скорости 100км в час 21-дюймовое колесо (включая шину) вращается только со скоростью 960 об / мин. Несмотря на то, что подшипники колес могут получать огромные нагрузки радиально, их ахиллесовой пятой является осевая нагрузка.
4-Срок службы оригинальных подшипников ступицы достаточно велик. Но на практике, этот показатель резко отличается от расчетного, так как все зависит от нагрузки и условий эксплуатации. Конечно же подшипники в колесе не изнашиваются из-за сил, действующих в условиях мотокросса; они изнашиваются от попадания песка, грязи и воды, что приводит к преждевременному повреждению и тем самым сокращает его ресурс.
5-Уплотнения. Поскольку песок и грязь являются главными врагами шарикоподшипников, поэтому подшипники колес имеют внешние защитные уплотнения. Кроме того, некоторые подшипники имеют уплотнения только с одной стороны (с внешней стороны). Это обеспечивает хорошую защиту, сохраняя при этом легкий доступ для очистки. Установка уплотнений с обеих сторон подшипника обеспечивает еще большую защиту. Герметичные подшипники не предназначены для регенерации. Когда уплотненный подшипник потерял герметичность, лучше заменить его.
6-Смазка. Для большинства ступичных подшипников вполне подойдут обыкновенные высокотемпературные литиевые смазки. Материал с плохой стойкостью к повышенной температуре через какое-то время вытечет из элемента, из-за чего он будет функционировать на сухую. Категорически запрещено смешивать смазки, поскольку они предназначаются для различных типов подшипников, и работают в различных условиях. Стоит отметить, что перед смазкой подшипник ступицы необходимо тщательно очистить и промыть бензином. Как избыток, так и недостаток смазки негативно отразятся на работе ступичного подвижного элемента. В первом случае, лишний материал вывалиться из обоймы, а во втором — подшипник может попросту заклинить.
7-Износ. Как узнать, что подшипник изношен и подлежит замене? Нужно поставить мотоцикл на подставку (чтобы колеса не касались земли) и повернуть переднюю вилку до ограничителя, далее обхватываем колесо и шатаем слева направо. Этим действием мы проверяем исправность ступичного подшипника переднего колеса. Если люфта колеса на оси нет, то всё в порядке и подшипник исправен. Если люфт присутствует, то разборка неизбежна. Также можно проверить ступичные подшипники на снятом колесе. Для этого надо рукой прокрутить внутреннюю обойму. Заеданий, люфтов и "перекатывания" шариков быть не должно.
8-Обслуживание и замена. Для обслуживания подшипника тщательно промойте его растворителем, вращая подшипник вручную. Остерегайтесь использования растворителей вблизи резиновых уплотнений. Менять подшипники в колесе надо оба.
9-Установка подшипника – это очень важный процесс, от правильности которого зависит срок эксплуатации. Большую роль играет правильная «запресовка» подшипника и поэтому эту работу лучше доверить специалистам мотосервиса у которых есть необходимое оборудование.
10-Важно: износ или повреждение ступичных подшипников представляет опасность, так как это может привести к дорогостоящей и несвоевременной поломке. Гораздо лучше заменить ступичный подшипники до его выхода из строя.
Читайте также: