Опубликовано: ГП 05-2019
Лёгкой поСТУПью

Подшипники в автомобильных ступицах

Даниил Минаев, фото автора

Конструкторы-машиностроители, проводя некоторые расчёты, иногда цитируют своего знаменитого коллегу: «Правильно подобранный подшипник в узле с правильно рассчитанной нагрузкой – вечен»! Но на практике в автотранспортной отрасли, это, к сожалению, не всегда так.

В теории долговечность (как в часах, так и в миллионах оборотов) подшипников зависит от значений динамической грузоподъёмности и приведённой нагрузки. За расчётную долговечность группы подшипников принимается количество кругов вращений (часов при определённой неизменной скорости), за время которых 90% или более от всего количества подшипников обязаны работать исправно, без каких-либо признаков усталости материала, из которого они изготовлены.

На практике дорожные условия, ударные нагрузки, недостаток смазки и перегрев, а также неверная регулировка сокращают срок службы ступичных узлов автомобиля. Но чтобы продлить жизнь этим скромным шариковым и роликовым труженикам, о них надо просто помнить и изредка заботиться.

Счётчик пробега (одометр) в ступице прицепной техники позволяет спланировать очередную инспекцию ступичного узла

Нестареющая классика

В ведущих задних мостах большегрузной техники подшипники, отвечающие за вращение колеса, являются неотъемлемой частью монолитной конструкции, они служат долго и особого внимания в процессе эксплуатации не требуют. Их заменой, как правило, занимаются при среднем или капитальном агрегатном ремонте. Гораздо чаще напоминают о себе ступицы передних колёс, а не ведущие оси.

«Пассивная» ступица в большинстве случаев устанавливается на цапфу. В этом случае часто могут применяться парные роликовые конические подшипники. Такая классическая конструкция знакома не одному поколению автомобилистов. Её преимущества заключаются в доступности ремонта: для полной разборки и сборки не требуется специнструмент. Недостаток ступичных узлов с коническими подшипниками в том, что узел требует периодической регулировки преднатяга подшипников, а через определённый интервал – полной разборки, промывки и заложения свежей смазки. Параллельно в этот момент заменяют и сальники.

Ступица, интегрированная с барабанным тормозным механизмом, применяемая на тяжёлых грузовиках строительного и внедорожного сегментов
Чтобы минимизировать ошибки при замене ступичных подшипников, в запасные части нередко поставляются ступицы в сборе с подшипниками, сальниками и уже заложенным необходимым количеством смазки. Такой способ ремонта экономит время, но запчасти обойдутся дороже…
Радиальные шариковые подшипники выпускаются двух типов – открытого и закрытого (с уплотнениями). Открытый подшипник не может удерживать смазку и не защищён от попадания пыли. Если требуется защитить подшипник от попадания пыли, твёрдых частиц, влаги, а также для того, чтобы удержать внутри подшипника смазку, используют уплотнения. Закрытый подшипник защищён различными уплотнениями, отличающимися по форме и материалу изготовления. Уплотнения закрывают пространство между кольцами подшипника, обеспечивая его защиту, в то время как открытый подшипник конструктивно защиты не имеет

Для регулировки преднатяга конических роликовых подшипников используется два типа гаек: корончатая, которая стопорится шплинтом, или гайка с обминаемым пояском. Иногда конструкторы на левом борту предусматривают «обратную» резьбу, с направлением затяжки против часовой стрелки. Регулировка сама по себе не сложная, но требует определённого навыка. Перетянутый подшипник быстро выйдет из строя из-за перегрева, недотянутый начнёт усталостно разрушаться из-за ударных нагрузок. А для чуткого водителя люфтящие ступицы, особенно на передней оси, – вещь раздражающая.

Для работы со ступичным крепежом осевых агрегатов тяжёлой прицепной техники требуется мощный пневмоинструмент
Конический роликовый подшипник требователен к регулировке преднатяга

Современность

Более современный вариант – закрытые двухрядные радиальные подшипники. Они используются для серьёзных нагрузок с высокой частотой осевого вращения. Шарик со своим точечным пятном контакта позволяет получить наибольшую скорость вращения в сравнении с другими типами подшипников. Двухрядные шариковые подшипники, по аналогии с их названием, имеют два ряда шариков, что позволяет использовать их при больших нагрузках, чем аналогичные однорядные тех же технических параметров, таких как диаметр внутреннего и наружного кольца.

Конструкция сферических двухрядных радиальных шариковых подшипников с внутренним кольцом позволяет им успешно работать в достаточно неблагоприятных точках нагрузок, при которых происходят перекосы осей наружного и внутреннего колец. Эти подшипники способны отлично держать радиальные нагрузки, но осевые нагрузки выдерживают немного хуже, чем роликовые.

Так выглядит качественный ремкомплект ступицы: подшипники во влагозащитной упаковке, сальники, шплинт, фиксатор, шайба ступичной гайки и защитный колпак ступицы

Если говорить об автомобильных ступицах, то смазку в закрытые двухрядные радиальные подшипники закладывают при изготовлении на весь срок службы узла. Поэтому они не требуют подтяжки и дополнительного обслуживания за весь период эксплуатации. При установке такого подшипника на автомобиль ступичная гайка затягивается единожды достаточно большим моментом согласно руководству по ремонту, который в обязательном порядке контролируется динамометрическим ключом. Такого рода конструктив сплошь и рядом можно увидеть на переднеприводных автомобилях.

При ремонте ходовой части, если пришлось демонтировать подшипник такого типа, его повторная установка не рекомендуется, а иногда и вовсе не допускается производителем техники. Из практики можно сказать, что если ремонт, например, поворотного кулака не связан с ДТП, то нередко и незаменённый согласно инструкции подшипник вполне нормально доживает отведённый ему срок.

Для снятия и установки элементов ступицы используются специальные съёмники и пресс

Теоретические рассуждения

Явные эксплуатационные преимущества шариковых или роликовых подшипников на автотранспорте выделить сложно из-за сильного разброса по качеству выпускаемых изделий, а также добротности, зрелости общей конструкции конкретного автомобиля. Но теоретически шариковый подшипник имеет меньший момент трения, так как пятно контакта у него точка, а не прямая как у роликового собрата, меньше шумит и почти не боится чрезмерной затяжки. Роликовый «коллега» более шумный, медлительный, но более грузоподъёмный, особенно в части пиковых нагрузок, зато требует более аккуратной регулировки преднатяга.

Сессия вопросов и ответов

Как правильно отрегулировать преднатяг конических роликовых подшипников?

Несмотря на то что эта работа требует определённого опыта и «чутья», особой сложности она не представляет. Ступичная гайка аккуратно затягивается при вывешенном колесе до тех пор, пока вращение колеса не начнётся с заметным усилием (туго). Затем очень медленно гайку отпускаем до тех пор, пока не восстановится лёгкое вращение и одновременно покачиванием колеса в осевом направлении контролируем отсутствие люфта. Появившийся люфт устраняем подтягиванием гайки с минимальным шагом. Эта процедура «аналоговая», надо потренироваться. Затем остаётся только законтрить гайку. Если ступица отрегулирована верно, то при отсутствии люфта она не должна сильно нагреваться (рука «терпит») даже после длительного движения.

Для замены закрытых шариковых подшипников ступиц в руководстве по ремонту требуется использовать специальные съёмники и пресс для их установки. Но гаражные мастера обходятся без этих специальных приспособлений. Насколько качественно будет выполнена их работа?

Самое главное в этой операции, если нет специальных приспособлений, удалить изношенный подшипник, не повредив внутренние поверхности ступицы, и затем так же без повреждений установить новый. При наличии опыта мастер аккуратно инструментом из мягкого металла способен выбить негодный подшипник, но на это потребуется значительно больше времени, чем при использовании фирменной оснастки. Запрессовка нового подшипника осуществляется в нашем случае неспешно, с использованием наружного кольца демонтированного подшипника, самая главная ошибка – никогда для этой цели нельзя прикладывать усилия к внутреннему кольцу! Если эти условия будут выполнены, то ресурс нового подшипника не пострадает.

Надо ли перед установкой нового закрытого подшипника вскрывать уплотнение и добавлять смазку?

Для качественных изделий такой контроль не требуется, к тому же можно испортить уплотнитель. Однако из практики, мне попадались подшипники с неизвестной «родословной», под уплотнениями которых наблюдался явный дефицит смазочного материала.

Какую смазку выбрать для обслуживания регулируемых ступиц?

На рынке огромный выбор различных пластичных (консистентных) смазок. Предпочтение следует отдать материалам на синтетической основе проверенных брендов, температурный диапазон работы смазки указан на упаковке, его необходимо сопоставить с требованиями производителя техники. Ещё необходимо убедиться, что резиновые уплотнения (сальники) совместимы с выбранным вами смазочным материалом.

Комментировать ... >>
Loading...