轮毂轴承和轮毂单元的更换(上)

轮毂轴承和轮毂单元的更换(上）

最坏情况下，磨损或损坏的轮毂轴承或轴承单元会带来安全隐患，严重的情况下，可能还会造成伤害。至少它会在行驶的路途中发生不合时宜且成本较高的失效。因此，最好的办法是在它们失效前将轮毂轴承或轮毂单元换掉，但又如何知道它们在什么时候失效呢？

SKF从数以万次的更换过程中收集到的数据中发现，大多数需要进行轴承更换的汽车行驶的里程在13万~19万km之间。因此，为了最大限度地确保安全和可靠性，SKF建议在更换制动器时，不管车龄的长短都要检查轮毂轴承，并且时刻注意轴承磨损的早期预警信号，包括任何转动时的磨损噪声或悬挂组合轮在转弯时不正常的减速。

后轮驱动车辆

当替换前轮轴承时，即使只坏了一个轴承，也要成对更换。这是因为导致一个轴承失效的工作条件和作用于另一个轴承的工作条件相似。大多数生产商建议后轮驱动的车辆在行驶38000km时应对前轮毂轴承进行注油润滑。

然而，大多数情况下，直到更换制动系统才对轴承进行注油润滑，这意味着，在润滑以前，轴承已经工作了两倍或比两倍更多的建议行驶里程数。每当更换制动系统时，检查轴承并更换油封是一个良好的工作习惯。

后轮驱动时，用的最多的前轮毂轴承是单列圆锥滚子轴承。圆锥轴承有两个可分离的部件：圆锥内圈和圆锥外圈。里边的部分或内圈有一个内圈、滚动体和保持架。外圈是经过硬化处理的钢材，给滚动体提供一个光滑的滚动表面。在轮端应用中，圆锥滚子轴承通常成对使用。

在一些场合，后轮驱动车辆使用轮毂单元作为前轮轴承，使用轮毂单元的好处在于：大多数轮毂单元是密封的，且在整个寿命期内保持润滑。

虽然球体、锥体、滚柱轮毂轴承在老式的汽车后轮中广泛运用，但轮毂单元的使用量却在日益增长。大多数后轮驱动车辆上的后轮毂轴承是密封的，且在整个使用寿命期都润滑的，或由差速器中的润滑油润滑。因此，它们通常没有特定的保养间隔期。只有当轮毂密封开始渗漏，且引起差速器的润滑油渗透到制动刹车片时，才需要进行维护。

前轮驱动车辆

前轮驱动车辆中使用最多的前轮毂轴承装置是一种整体轮毂单元。典型的轴承单元，集成了内外圈、滚动体和保持驾，并带有一个或两个安装用的法兰。通常，这些轮毂单元在整个使用寿命期内是密封的，当轮毂单元被损坏或显示出磨损的迹象时，整个轮毂单元被更换掉。

与承受驱动或转向要求而引起负荷的前轮毂相反，前轮驱动车辆的后轮毂轴承只承受径向的负载。因此，如今使用的前轮驱动车辆的后轮中，可以看到各种各样的轴承。

现今国际上广泛使用的由SKF 设计的轮毂单元有：

第一代轮毂单元：由双列角接触球轴承组成。

第二代轮毂单

元，使得汽车维修过程

中的安装变得更容易。

这种系列在外圈上有一

个用于将轴承安装在轴

上的法兰，简单地将轴

承套在轮轴上，并用螺母固定到位。

第三代轮毂单元，当今，许多全球性的汽车制造商都采用SKF 第三代轮毂单元和防抱制动系统相配合。这种轮毂单元设计成具有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。

避免轴承失效的提示

在下列篇幅中，SKF 描述了若干普遍情况下未能正确安装轴承的例子。从下面的例子中，可以看到不按照指定程序安装或没有良好的工作习惯将很容易导致错误。

小心安装。轴承，尽管有结实的结构以及给人一种坚固的感觉，但它却是一种很敏感的机械零部件，通常情况下，必须小心地使用。即使在运输途中，仓储或安装时的一些微小过失(不小心)，也会损伤轴承的内部几何形状，从而反过来导致轴承的早期失效，并对相关部件造成潜在的损坏。

致命的灰尘。使用轴承的第一个需考虑的要素是工作场所必须保持尽可能的清洁，即使是一颗非常细小的尘粒或砂粒进入轴承，也会对轴承内部造成损伤，从而不可避免地缩短轴承的使用寿命。

使用正确的工具。第二个需要考虑的因素是用于拆装轴承的工具类型。合适的工具能确保工作质量又快又好。

安装步骤。第三个重要因素是须遵循正确的安装步骤，始终参阅汽车制造厂车间的操作手册。特别是对轴承部件施加不正确的安装力会使轴承提前失效。如果轴承或密封圈在安装过程中受损，将会产生提前失效。

带ABS的轮毂单元和轴承。带整个磁性和密封圈的第一代轮毂轴承必须根据汽车制造商的规定按正确的方向安装到适当的位置。所有带ABS的轴承只能在安装前从包装盒中取出，这类轴承对任何磁场都很敏感。让它们远离磁场，如使用电动机或电动工具等。当安装这些轴承时，通过路试来验证轴承的运转——在仪表盘上查看ABS警报指示。

失败分析

通过对早期失效轮毂轴承的分析，SKF掌握了大量轴承失效的原因及如何防止的方法。

安装过程中轴承和轴安装误差引起的损害。在安装过程中，如果内圈和轴之间产生安装误差，轴承和周围部件将会发生塑性变形，从而影响轴承的工作环境，在后续阶段会产生噪声和剥落现象。

不合适的夹紧负载。过大预负载和过大的夹紧负载迫使滚动体工作于非理想状态，在这种工作条件下，温度升高，导致油脂的润滑性丧失，使滚道表面状态恶化，在后续工作阶段会发生剥落现象。

低夹紧负载会引起内圈发生位移，使得轴承工作不在适当的预载下，而是在大的轴向间隙条件下。在整个工作寿命期间，这个间隙将日趋增大，轴承的滚道上将会出现如图所示，经常是两条明显的运行轨迹。

另外，内圈相对轴会发生转动，从孔径上的发光表面可以看出。

不合适的运转条件可能在滚道上产生鳞状纹，从而在转动中产生噪声。

安装过程中的损伤。安装误差：施加于密封件的冲击载荷可能显著影响它的功能，导致密封唇和抛油环表面不能正确接触，这样降低了密封性能，在这种情况下，水和/或者其它污物(灰尘、脏东西)可能会渗入。

水的渗透。当水和腐蚀性物质进入轴承内部并达到一定的数量时，使得润滑油不能为材质表面提供保护时，就会发生氧化。这个过程的后果是形成腐蚀坑，最终导致表面剥落，尤其是在内、外圈与滚动体相接触的区域更明显。

螺纹损伤。当螺栓和螺栓孔之间出现安装误差时，在拆装螺栓过程中，有法兰的轮毂单元(第二代和第三代)通常会发生螺纹的损坏。

塑性变形。当超过材料的屈服力时，塑性变形就产生了。当静态载荷和冲击载荷超载时，与滚动体相接触的轴承滚道上就会出现凹陷的塑性变形。这些和滚动体间距相同的滚道上的塑性变形可能因后阶段的连续滚压而不可避免地出现剥落现象。

如果把安装力施加在错误的轴承圈上，则通过滚动体使得滚道和滚动体出现凹陷。如果预负载过大，也会发生过载现象，在这种情况下，损伤不仅出现在滚子上，而且对其它部件也会造成相应的损伤。

由于受损滚动体的连续滚压可能在滚道上产生压痕，在后续阶段会不可避免地产生剥落现象。

轮毂单元的密封问题。密封圈的功能是将润滑脂密封在轴承内，避免引起腐蚀和永久失效的水和尘粒的进入。适量的油脂渗透是允许的，这样可以将外界类似污物的东西与密封圈隔开，以起到保护作用。

冲击损伤。所有轴承对碰撞和冲击都很敏感。在安装轴承时，决不能使用榔头，SKF建议使用合适的安装工具。