Ступица — основное связующее звено между корпусом автомобиля и дорогой через колесо, и именно она испытывает наибольшие нагрузки, как в движении, так в состоянии покоя.
Вместе с тем, от исправности ступицы зависят не только ходовые и скоростные качества автомобиля, но и безопасность.
Причины неисправности ступицы колеса
Если вовремя не отремонтировать или не заменить вышедшую из строя ступицу, то вполне вероятно можно попасть в серьезную аварию — либо вследствие заклинивания колеса на скорости, либо по причине отрыва диска от вала.
Кроме этого, неисправная ступица сильно греется , и, тем самым, оказывает негативное воздействие на нормальную работу тормозной системы колеса.
Ступица никогда не выходит из строя одномоментно , если не было сильного удара от въезда на скорости в яму, на бордюр или кочку. Она разрушается постепенно, и обычно ее неисправность сопровождается неприятным звуком, вибрацией кузова, ощущениями качения и слабых толчков.
Основные причины поломок ступицы колеса:
- Неаккуратная езда по неровной дороге.
- Перегруз автомобиля.
- Неоднократное проваливание под «брюхо» в грязевую жижу или песок.
- Агрессивное вождение с резкими торможениями и ускорениями, так называемым «дрифтованием».
В зависимости от вышеперечисленного, может деформироваться корпус ступицы, расколоться внешний или внутренний обод подшипника, «высохнуть» смазка, в результате попадания внутрь крутящих деталей песка, влаги и грязи.
Очень редко разрушаются ролики или шарики подшипников , причины поломок которых, скорее, зависят не от качества езды, а от заводского брака.
Все эти неисправности на начальном этапе определить очень трудно и практически невозможно без специального диагностического оборудования , пока не обнаружится большой люфт колеса, либо не проявится характерный звук, напоминающий гул самолета, и иногда сопровождаемый хрустом и скрежетом.
Как определить неисправную ступицу колеса?
- Самый простой и надежный способ определения сломанной ступицы — это постукивание ногой о шины . Если какая-нибудь из шин шатается, появился излишний люфт — то, вероятно, ступица вышла из строя. Причем люфт можно найти задолго до появления посторонних звуков, которые не слышны на малых скоростях, либо схожи с шумом протектора об асфальт.
- Другой способ определить, что ступица требует замены — на слух
, но это возможно, только когда износ ступицы — а, точнее, находящихся в них шарикоподшипников — достиг критической точки, и эксплуатация автомобиля стала уже опасной.
- Неисправность ступиц на передних колесах , благодаря рулевой системе, определить довольно несложно. Для этого надо разогнаться до скорости, когда начнет появляться гул (обычно 40-60км/ч и выше), и немного повилять. Если звук усиливается при повороте направо — то «слетел» левый подшипник, если наоборот — то правый ().
- Определить неисправную ступицу на задних колесах немного сложнее. Бывает, гудит с одной стороны, а поломка, на самом деле, оказывается с другой. Поэтому для точного выявления вышедшей из строя детали необходимо приподнять корму машины. Затем на весу повращать и покачать колесо в одну и другую сторону. Если чувствуется люфт и вибрация колеса, а иногда слышны потрескивания и хруст, то ступица вышла из строя.
- Наконец, третий рекомендуемый способ. Без определенных навыков и соответствующих инструментов заменить ступицу самостоятельно не получится. При малейшем подозрении на посторонние звуки, исходящие из области какого-либо колеса, либо обнаружении люфта, сразу обратиться в специализированный автосервис .
При ревизии подшипников во время периодических осмотров оборудования, рабочих осмотров или замены смежных деталей, необходимо определять состояние подшипников и возможность их дальнейшего обслуживания.Необходимо вести запись осмотра и внешнего вида демонтированных подшипников. После взятия пробы пластичной смазки и оценки количества остаточной пластичной смазки подшипник должен быть очищен. Также необходимо проверить наличие повреждений и дефектов в сепараторе, посадочных поверхностях, на поверхности элементов качения и поверхности дорожки качения. Обратитесь за информацией к Разделу 6 относительно исследования следов качения на поверхности дорожки качения.При оценке возможности дальнейшей эксплуатации подшипника необходимо принять во внимание следующие факторы: степень повреждения подшипника, производительность машины, анализ режима эксплуатации, режима работы, периодичности проверок. Если ревизия выявит повреждения или нарушения в работе подшипника, необходимо выяснить причину и осуществить профилактические мероприятия.
Если ревизия выявит такие повреждения подшипника, при которых его дальнейшая эксплуатация невозможна, то подшипник необходимо заменить новым.
К таким повреждениям относятся:
- Трещины или скалывание на сепараторе, элементах качения или кольце с дорожкой качения;
- Усталостное выкрашивание в элементах качения, на дорожке качения;
- Заметное образование задиров на элементах качения, поверхности буртика (втулки) или поверхности следов вращения;
- Заметный износ сепаратора или свободных роликов;
- Дефекты или ржавчина на элементах качения или поверхности следов вращения;
- Заметные выбоины на элементах качения или поверхности следов вращения;
- Заметная ползучесть внешней поверхности наружного кольца или отверстия внутреннего кольца;
- Изменение цвета вследствие нагрева;
- Серьезные повреждения на защитной шайбе или уплотнении закрытого подшипника с незаменяемой пластичной смазкой.
Следы вращения и приложенные нагрузки
Когда подшипник вращается, дорожки качения внутреннего и наружного колец контактируют с элементами качения. Это приводит к появлению следов износа на элементах качения и дорожках качения. Необходимо осмотреть дорожки качения с точки зрения анализа работы подшипника, они отражают характер нагрузки и должны быть тщательно изучены после демонтажа подшипника.
Если дорожки качения явно выражены, то возможно определить, работал ли подшипник при радиальной нагрузке, осевой нагрузке или мгновенной нагрузке. Кроме того, можно определить отклонения колец подшипника от круглости. Проверьте, имеют ли место непредвиденные нагрузки подшипника или серьезные монтажные ошибки. Также определите возможную причину неисправности подшипника.
На рис. 1 показаны дорожки качения, образующиеся в радиальном подшипнике при различных режимах нагрузки. На рис. 1 (a) показан наиболее общий вид дорожки качения, образующейся, когда внутреннее кольцо вращается под действием только радиальной нагрузки. На рис. 1 (e) — (h) изображено несколько различных дорожек качения, которые приводят к снижению ресурса вследствие их неблагоприятного воздействие на подшипники. Аналогично, на рис. 2 показаны различные дорожки качения роликоподшипников: на рис. 2 (i) показана дорожка качения на наружном кольце, когда радиальная нагрузка приложена соответствующим образом к вращающемуся внутреннему кольцу цилиндрического роликоподшипника. На рис. 2 (j) приведена дорожка качения в случае изгиба вала или относительного наклона между внутренним и наружным кольцами. Такая несоосность приводит к образованию слегка затененных (тусклых) полос по ширине кольца. Дорожки расположены по диагонали к началу и концу зоны приложения нагрузки. Для двухрядных конических роликовых подшипников, когда сосредоточенная нагрузка приложена к вращающемуся внутреннему кольцу, на рис. 2 (k) изображена дорожка качения на наружном кольце под действием радиальной нагрузки, а на рис. 2 (I) — дорожка качения на наружном кольце при осевой нагрузке. Если имеет место несоосность между внутренним и наружным кольцами, то приложение радиальной нагрузки вызывает появление дорожек качения на наружном кольце, как показано на рис. 2 (m).
Повреждение подшипников и профилактические мероприятия
Обычно, если подшипники качения эксплуатируются правильно, они достигают своего прогнозируемого усталостного срока службы. Однако, часто подшипники выходят из строя преждевременно в результате ошибок, которых можно было избежать. В отличие от усталостного разрушения, преждевременное разрушение вызвано ошибочным монтажом, несоблюдением правил эксплуатации, недостаточной смазкой, проникновением инородного вещества или повышенным тепловыделением. Например, одной из причин преждевременного выхода из строя является скол на кромке, который может появиться вследствие недостаточной смазки, использования неподходящего смазочного материала, несовершенной системы смазки, проникновения инородного вещества, ошибки при монтаже подшипника, чрезмерных отклонений формы вала или вследствие комбинации перечисленных факторов. Если на данный момент известны все условия, путем изучения природы неполадки и возможных причин ее возникновения могут быть приняты соответствующие профилактические меры как до, так и после поломок, вне зависимости от особенностей применения, условий работы и условий окружающей среды. Удачные профилактические меры снизят или предотвратят повторное возникновение подобных неполадок.
Разделы 1–18 содержат примеры повреждений подшипников и меры по их предотвращению. Обращайтесь за справкой к этим разделам, если необходимо определить причину неполадок. Кроме того, в качестве справочного руководства для быстрого ознакомления может оказаться полезной таблица диагностики подшипников в Приложении.(i) (j) (k) (l) (m)
Ступичный подшипник - один из важных элементов в автомобиле. При его отсутствии колеса попросту не будут вращаться. Данный элемент постоянно испытывает высокие нагрузки, поэтому его изготавливают только из качественных материалов. Но из-за больших пробегов автомобиля, а также по причине неправильной эксплуатации данная деталь может выйти из строя раньше. Специалисты рекомендуют ступичные подшипники менять сразу же, а иначе можно попасть в большие неприятности. Итак, давайте рассмотрим, что делать, если загудел ступичный подшипник, какое у него устройство и чем с таким неисправным элементом.
На самом деле, гудение - это только первый сигнал. Дальше ситуация может развиваться быстро и стремительно. На фоне гудения детали водители начинают слышать треск, который исходит из района передних колес автомобиля. И вот в какой-то момент, когда подшипник не сможет выдержать оборотов, он разлетается вдребезги. О том, что случится дальше, легко догадаться. Вначале колесо заклинит, и в самый неподходящий момент автомобиль станет неуправляемым, и его понесет. Далее, сломается опора рычага подвески, а полуось деформируется. Ремонт подвески обойдется автовладельцу значительно дороже, нежели обычная замена ступичных подшипников.
Для самостоятельной диагностики нужно уметь «слышать» автомобиль. Чтобы знать, как определить, какой подшипник ступицы гудит, для начала следует познакомиться с устройством данного элемента, узнать причины неисправностей, а также научиться выполнять самостоятельно диагностику и замену этих деталей.
Конструкция ступичных подшипников
Итак, подшипником принято называть механизм, который выполняет функции поддержки опоры. Он может поддерживать любые оси, валы или другие детали, однако в каждом случае подшипник предназначен для фиксирования валов в пространстве, обеспечивая возможность свободного качения или вращения. Вторая функция, которую выполняет подшипник, - получение механических нагрузок и передача их на другие компоненты.
Ступичный подшипник представляет собой подшипник качения. Главная его задача - обеспечение равного вращения колеса вокруг его оси. Эти механизмы делятся на однорядные и двухрядные. Они могут быть как открытого, так и закрытого типа. Их применяют в конструкции грузовых и легковых автомобилей. подшипник и задний различаются по устройству.
Причины выхода из строя
Откровенно говоря, эта деталь является наиболее прочным узлом ступицы. Для того чтобы данный подшипник полностью вышел из строя, нужно приложить большое количество усилий. Быстрее сломаются стойки, выйдут из строя сайлентблоки и другие навесные элементы подвески. Однако при выборе бракованной детали можно сломать и ступичный подшипник. Важно знать подшипник ступицы.
Большие пробеги - большой износ
Первая и самая популярная причина - большие пробеги автомобиля. При долгой эксплуатации без замены деталей это приводит к сильному износу любого узла, и ступичный подшипник не является исключением из этого правила.
И нужно сказать, что именно большой пробег является первопричиной неисправности. Все остальное - вторично. Эти механизмы в зависимости от того, где и какой компанией они изготовлены, могут эффективно работать в течение 70-120 тысяч километров. Когда наступит время заменить деталь, водитель услышит характерный гул или хруст.
Без смазки
Другая причина - это потеря подшипником герметичности. Внутри детали имеется небольшое количество смазочного материала. Смазка скрыта под специальными резиновыми или пластиковыми кожухами. В случае их разрушения смазка просто выходит, а без нее, как известно, скорость износа значительно увеличивается. Примерно через одну-две тысячи километров деталь начнет издавать громкий гул. Это говорит о том, что необходима замена.
Агрессивная и неаккуратная манера вождения
Если водитель ездит неаккуратно, а именно, проходит дорожные ямы и ухабы на высоких скоростях, это также влияет на скорость износа данного узла, хотя в таком случае быстрее сломается что-нибудь другое (например, амортизаторы).
Нарушение правил монтажа
Еще можно выделить такую причину, как неправильная запрессовка. Эта причина является вторичной. К примеру, в процессе ремонта можно неверно запрессовать новый подшипник, допустим, наискось. По этой причине уже через несколько тысяч километров гудит новый подшипник ступицы, а владелец автомобиля опять должен его заменить.
Еще одна причина, которую можно отнести к неправильному монтажу, - это чрезмерная затяжка. В большинстве случаев это происходит на отечественных автомобилях. Узел в процессе замены перетягивали, в результате чего он перегревался, что не лучшим образом сказывается на ресурсе, а затем ломался. При установке необходимо не забывать об усилии закручивания.
Типовые симптомы
Это самое интересное. Для того чтобы определить поломку узла, существует несколько способов. На самой начальной стадии поведение подшипника можно проигнорировать, на этом этапе слышится легкий гул, гудение, небольшие постукивания. Также один из первых симптомов - это гул при повороте (на самых начальных этапах поломки). Часто этот звук путают с шумом покрышек. Однако, со временем звук можно сравнить с реактивным самолетом. Косвенным признаком можно считать полное исчезновение любых шумов в момент поворота, но когда автомобиль движется по прямой, все возвращается.
Когда подшипник начинает выходить из строя, то водитель может услышать некий хруст в процессе движения. В механизме подшипника используются сферические элементы - эти звуки издают именно они. По указанным выше причинам эти детали разбили свою обойму и располагаются теперь неравномерно. Перепутать этот звук с чем-то другим невозможно, в салоне автомобиля он отлично слышится. Это самый первый сигнал о необходимости замены, с которой не стоит затягивать. Второй симптом - это вибрация. Если узел уже сильно изношен, при движении будут ощущаться вибрации на кузове и рулевом колесе. Вибрация сообщает владельцу автомобиля о том, что обойма уже практически разрушена, в любой момент колесо может заклинить. Здесь необходима срочная замена. Если автомобиль уходит в сторону, это говорит о том, что механизм не может работать нормально. При работе подшипник немного подклинивает.
Гудит подшипник ступицы: можно ли ездить?
Некоторые автовладельцы с неисправными подшипниками не просто ездят, но и разгоняют автомобили до 100 и выше км/ч - это очень опасно. Не стоит забывать, что ступичный подшипник - это элемент, который отвечает за возможность вращения колеса.
Если данный узел разбит, его в любой момент может заклинить, а это очень серьезно. Часто из-за этого случаются аварийные ситуации со смертельными исходами. Клин - это резкая остановка одного из передних колес, если разрушен передний ступичный подшипник.
На скорости в 100 км/ч автомобиль в самом лучшем случае улетит на обочину дороги, а может выбросить его и на встречную полосу. Также часто автомобили переворачиваются. Стоит помнить, что ступичный подшипник - это ключевой узел. Если гудит подшипник ступицы, можно ли ездить? Можно, однако не быстро, до 40 км/ч.
Способы диагностики
Чтобы не случилось серьезных проблем, поломку следует найти и устранить уже на самых ранних стадиях.
Наиболее простой способ диагностики - это слух. Если механизм находится в изношенном состоянии, то в процессе работы он издает звук, похожий на звук летящего самолета или же запуск снаряда, однако конкретный вариант будет зависеть от вида подшипника, размеров и от того, где он установлен.
Диагностируем на практике
Процесс должен происходить следующим образом: на небольшой скорости, примерно 50 км/ч, подшипник будет издавать сильный гул, интенсивность которого достигнет максимума на скоростях от 60 до 65 км/ч. Затем при выполнении поворота налево гул исчезнет, а если повернуть направо, то сохранится. В этом случае, скорее всего, неисправен левый узел. Вот как понять, какой подшипник ступицы гудит. Нужно просто слушать.
Неисправности в ступичных подшипниках, как уже было замечено, сопровождаются шумом со стороны колес, вибрациями на педали тормоза, различными посторонними звуками в механизмах подвески. Передние ступичные подшипники могут издавать стуки от сильных люфтов в подшипниках, а гул - из-за изношенной беговой дорожки, роликов и сепараторов.
Диагностика на подъемнике или при помощи домкрата
Есть и другой способ, как определить, какой подшипник ступицы гудит. В этом случае необходимо выполнить осмотр машины на подъемнике. Выявляют поломку по тому, как плавно и равномерно вращается колесо. Также смотрят на люфт в вертикальной плоскости. Для того чтобы определить неисправность, руками берутся за нижнюю и верхнюю точку колеса и качают его. Допускается лишь небольшой люфт на передних колесах с типом подвески "МакФерсон". На заднем колесе, а также на переднем, где люфтов быть не должно.
Как проверить, какой подшипник ступицы гудит? Вот что советуют опытные автомеханики. Если есть характерный шум, но точно выявить происхождение не получается, необходимо домкратом поднять колеса, которые расположены на одной оси, и вращать каждое из них. Если одно из колес при вращении шумит больше другого, то в самом скором времени установленные на нем подшипники выйдут из строя.
Движение «змейкой»
Как определить, какой подшипник ступицы гудит? Этот способ подразумевает небольшой разгон до 40-60 км/ч. Далее нужно покачать рулем в левую сторону - проехать небольшую змейку. При этом внимательно слушать звуки. Если шум усиливается при левом повороте, значит, сломан правый подшипник спереди, соответственно, если звук усиливается при повороте вправо, тогда стоит менять левый.
Об эксплуатации ступичных подшипников
Срок службы этого элемента уменьшится, если неверно подобран вылет колесных дисков.
Здесь увеличивается нагрузка на излом от воздействия массы машины. Кроме того, к преждевременному износу приводят шины с неверным радиусом: в этом случае растет сила, которая действует на механизм при боковом ускорении. Этот фактор можно часто наблюдать на больших внедорожниках, где колеса достаточно крупные.
Также у подшипника сокращается срок эксплуатации, если он установлен в автомобиле с неисправностями амортизаторов: здесь наблюдаются более высокие ударные нагрузки. Тормозная система, которая повреждена, отдает избыток тепла в подшипник. Неверные могут привести к перераспределению нагрузки.
Гудит подшипник ступицы: сколько можно проехать?
Новички среди автомобилистов часто задают этот вопрос. Нужно сказать, что расстояние это зависит от качества дорог. В некоторых местах дорожное покрытие запросто угробит даже внедорожника. Поэтому лишний раз не стоит рисковать, человеческая жизнь одна.
Профессиональные автомеханики утверждают, что ездить все-таки можно, однако допускается это до тех пор, пока гул еще еле-еле слышен. Разрешается движение только на небольших скоростях. При этом нужно объезжать и небольшие ямы и выбоины. Даже водители, которые любят рисковать, уверены, что с такими симптомами более 200 км проезжать опасно.
Теперь вы знаете, как определить, какой подшипник ступицы гудит. Эти советы должны помочь начинающим автомобилистам, которые только-только сели за руль транспорта.
Локализация:Признак:
Отслаивание на одной дорожке качения по всей окружности
Причина:
Чрезмерная осевая нагрузка
Корректирующее действие:
Уточнить правильность использования подшипника и проверить режимы нагрузки
Несмотря на то, что отслаивание в подшипнике сначала проявляется в чрезвычайно малой степени, оно значительно разрастается за сравнительно короткий промежуток времени. Нелегко определить здесь, появилось ли отслаивание в процессе обычной эксплуатации по истечении срока службы, или же это результат неправильной нагрузки.
К тому же, в отличие от других неисправностей, отслаивание часто наступает в результате сложного взаимодействия факторов смазки, нагрузки и вибрации, и, таким образом, сложно все свести к одной причине. Тем не менее, так как вероятность преждевременных трещин при правильном смазывании и нагрузках предельно мала, то следует рассматривать смазывание и размеры нагрузки как возможные источники неисправностей. На рисунке слева показана ранняя стадия отслаивания, которое происходит только на одной стороне сферического роликоподшипника, в результате чрезмерной осевой нагрузки. В дополнение к неправильной нагрузке причинами отслоения на ранней стадии являются сборка в наклонном положении, неправильный выбор зазора подшипника и низкая точность корпуса.
Локализация:
Ролики двухрядного цилиндрического роликоподшипника
Признак:
Задиры на торцевой поверхности роликов
Причина:
Недостаточное количество смазки и чрезмерная осевая нагрузка
Корректирующее действие:
Улучшить условия смазки и метод смазки и проверить режимы нагрузки
В роликоподшипниках шероховатости появляются на поверхности ребра или на ролике из-за аккумуляции маленьких задиров, образованных в результате недостаточной смазки или улавливания осколков на поверхности ребра или конца ролика до того, как задиры появятся на поверхности качения. Следовательно, повреждение возникает на поверхности ребра или конца ролика до того, как оно появится на поверхности качения.
Размывание поверхности (полосы)
Локализация:Наружное кольцо цилиндрического роликоподшипника
Признак:
Размывы появляются по всей окружности на поверхности дорожки качения
Причина:
Недостаточная радиальная нагрузка, проскальзывание роликов, вызванное чрезмерным количеством смазки
Корректирующее действие:
Изменить зазор подшипника, улучшить метод смазки, проверить режимы нагрузки
Размывание представляет собой повреждение поверхности, которое происходит между поверхностью дорожки качения и поверхностью качения, вызванное во время работы небольшими заеданиями, возникающих в результате скольжения и разрыва масляной пленки. Поверхность поврежденной зоны становится грубой в результате накопления мелких прилипаний, как показано на рисунке. Требуются более качественная смазка и улучшение метода смазки.
Разломы и трещины
Локализация:Признак:
Трещины появляются на обратной поверхности борта внутреннего кольца
Причина:
Большая ударная нагрузка при монтаже
Корректирующее действие:
Откорректировать метод монтажа (использовать и соответствующие инструменты для монтажа)
На рисунке справа показан разлом на большом ребре внутреннего кольца конического подшипника. Это происходит, когда к подшипнику применяется неправильная осевая нагрузка или ударная нагрузка, или когда несоответствующая сила применяется к ребру во время сборки 
или разборки подшипника. Причины трещин включают применение тяжелой ударной нагрузки (см. рисунок слева) и чрезмерного натяга. Когда подшипник поддерживается только за два края внешнего кольца, он может треснуть вдоль осевой плоскости. А там, где есть проскальзывание между внутренним кольцом и валом или корпусом, трещина появится в правых углах в направлении проскальзывания. Данный феномен наблюдается в тех случаях, когда наружное кольцо слабо посажено к валу, и происходит пробуксовка.
Локализация:
Внутреннее кольцо сферического роликоподшипника
Признак:
Осевое растрескивание происходит на поверхности дорожки качения
Причина:
Сильное давление при посадке, вызванное разницей температур вала и внутреннего кольца
Корректирующее действие:
Проверить применение подшипника и использовать подшипники серии TL NSK (специальная сталь)
Локализация:
Сепаратор радиально-упорного шарикоподшипника
Признак:
Разломы стенок карманов чугунного механически обработанного сепаратора
Причина:
Несоответствующее воздействие по нагрузке на сепаратор, вызванное смещением во время монтажа между внутренним и наружным кольцами
Корректирующее действие:
Проверить метод монтажа
Локализация:
Внутреннее кольцо конического роликоподшипника
Признак:
Появление небольших и больших вмятин и зазубрин на всей поверхности дорожки качения
Причина:
Попадание инородных веществ и грязи на поверхность
Корректирующее действие:
Улучшить уплотнение, фильтровать смазочное масло
Локализация:
Тело качения шарикового подшипника
Признак:
Возникновение точечной коррозии на поверхности тел качения
Причина:
Попадание инородных частиц в смазку
Корректирующее действие:
Улучшить механизм уплотнения, фильтровать смазочное масло
Локализация:
Признак:
Появление коррозионно-механического изнашивания на поверхности по внутреннему диаметру подшипника
Причина:
Вибрация
Корректирующее действие:
Проверить посадку с натягом
Ложное бринеллирование (выбоины)
Локализация:Внутреннее кольцо радиального шарикоподшипника
Признак:
Появление ложного бринеллирования на дорожке качения
Причина:
Вибрации от внешнего источника при стационарном положении
Корректирующее действие:
Обеспечить сохранность вала и корпуса при транспортировке, уменьшить вибрацию за счет преднатяга, использовать соответствующий смазочный материал
Выбоины на дорожках скольжения (выбоины Бринелля) могут появиться в результате небрежного обращения с подшипником, попадания посторонних частиц или тяжелой ударной нагрузки, примененной к подшипнику в состоянии покоя. К тому же, выбоина, подобная выбоине Бринелля, может быть вызвана повышенным истиранием в области контакта тела качения и дорожки качения из-за вибрации или качательного движения. Этот феномен, известный как ложное бринеллирование, часто наблюдается особенно в тех случаях, когда подшипник транспортируется во время установки в станок.
Локализация:
Внутреннее кольцо сферического роликоподшипника
Признак:
Проскальзывание, сопровождающееся задирами на поверхности посадочного отверстия подшипника
Причина:
Недостаточный натяг
Корректирующее действие:
Проверить натяг и предотвратить проворот. Использовать .
Проскальзывание - это феномен в подшипниках, когда относительное скольжение происходит на пригнанных поверхностях (между поверхностью отверстия внутреннего кольца и валом; и между внешней поверхностью наружного кольца и корпуса), образуя таким образом зазор на месте установки/подгонки. Проскальзывающая пригнанная поверхность образует блестящую или дымчатую поверхность с иногда появляющимися задирами или износом. На рисунке приведен пример данной проблемы. Проверка натяга пригоняемой поверхности и боковой затяжки внешнего кольца эффективна в целях предупреждении проскальзывания. Смазывание между подшипником и валом/корпусом эффективно в предотвращении задиров и износа.
Локализация:
Внутреннее кольцо сферического роликоподшипника
Признак:
Дорожка качения обесцвечивается и плавится. Частицы износа сепаратора прокатываются и налипают на дорожку качения
Причина:
Недостаточное количество смазки
Корректирующее действие:
Проверить используемую смазку и метод смазки
Локализация:
Внутреннее кольцо конического роликоподшипника
Признак:
Полосатый рисунок коррозии появляется на поверхности дорожки качения
Причина:
Разность электрических потенциалов внутреннего и наружного колец
Корректирующее действие:
Изоляция подшипника
Когда электрический ток проходит через подшипник в рабочем состоянии, область контакта между внутренним/наружным кольцом и шариком/роликом расплавится из-за дугового разряда, проходящего через очень тонкую масляную пленку для формирования желобообразных складок. Данные желобки могут появиться в виде рябизны или полосатой неровной поверхности. Когда степень электрической коррозии значительная, это вызывает отслаивание, или нарушается жесткость поверхности дорожки качения, вызывая ускоренное абразивное истирание.
Локализация:
Внутреннее кольцо сферического роликоподшипника
Признак:
Ржавчина на поверхности качения по шагу роликов
Причина:
Попадание воды в смазку
Корректирующее действие:
Улучшить механизм уплотнения
Коррозия внутренней стороны подшипника вызывается попаданием жидкости или использованием неправильного смазывающего вещества. На рисунке слева показан пример коррозии, вызванной недостаточным смазыванием из-за попадания жидкости.
Красно-коричневый или красно-черный абразивный порошок может появиться на пригнанной поверхности вала между валом/корпусом и внутренним/наружным
кольцом. Окись образуется окислением пригнанной поверхности вала в результате небольшого скольжения между валом/корпусом и внутренним/наружным кольцом,
которое возникает из-за малого контакта между ними, и часто наблюдается в сферах, где применяются вибрация и тяжелые нагрузки. Данный феномен, известный
как коррозионное истирание (также называемый ), на первый взгляд похож на ржавчину.
Локализация:
Внутреннее кольцо цилиндрического роликоподшипника
Признак:
Осевые царапины на поверхности качения
Причина:
Наклон внутреннего и наружного колец во время монтажа
Корректирующее действие:
Центрирование соответствующих сопрягающихся деталей при монтаже
Локализация:
Внутреннее кольцо шарикоподшипника с 4-х точечным контактом
Признак:
Появление голубого или фиолетового оттенка на поверхности дорожки качения
Причина:
Тепловыделение, вызванное недостаточной смазкой
Корректирующее действие:
Откорректировать метод смазки
Факторы, влияющие на износ, включают попадание осколков, недостаточное смазывание и неправильное смазывающее вещество. Или же попадание воды вызывает коррозивный износ поверхности скольжения или поверхности качения. К тому же абразивное истирание может быть вызвано на пригнанной поверхности вала проскальзыванием по причине неправильной посадки.
При работе машин изменяются размеры деталей, структура материала, появляются внешние и внутренние, видимые и скрытые дефекты, от чего падает мощность машин. В этом случае говорят, что машина изнашивается.
Изнашивание - это разрушение и отделение материала от поверхности де-
тали и (или) накопление остаточной деформации при тре-
нии, проявляющейся в постепенном изменении размеров и
(или) формы.
Результат изнашивания называется износом . Он выражается в линейных и массовых единицах или в снижении физико-механических свойств детали: прочности, упругости и др.
Различают:
● местный - называется износ на отдельном участке поверхности
● допускаемый - износ, при котором деталь сохраняет работоспо-
собность;
● и предельный износы деталей - износ соответствует предельному
состоянию детали, при котором дальнейшая работа тех-
нически невозможна или экономически нецелесообразна.
Кроме того, износы деталей, встречающиеся при эксплуатации машин, различаются:
По причинам возникновения;
Характеру их нарастания;
И результатам проявления.
Поэтому износы разделяют:
▪ на медленно нарастающие (естественные ) - являются следст
виием длительной работы сил трения, воздействия вы-
соких температур и других факторов при нормальных ус-
ловиях работы машины и при выполнении в установлен-
ные сроки мероприятий по техническому обслуживанию.
Эти износы составляют группу постепенных отказов и характеризуют долговечность узла и механизма, а следовательно, и машины в целом.
▪ и быстро развивающиеся (аварийны е) - проявляются иногда даже
после непродолжительной работы машины.
Они свидетельствуют о дефектах ее изготовления, о некачественном техническом обслуживании, а также объясняются проявлением случайных обстоятельств при использовании машин и составляют группу внезапных отказов, определяющих надежность машин.
Изнашивание большинства деталей машин при эксплуатации, как показывают исследования, может быть представлено (в упрощенном виде) в виде кривой ABCD (рис. 1). На кривой видны три участка . Участок АВ изображает интенсивное изнашивание деталей в процессе приработки. Участок ВС характеризует постепенное изнашивание в процессе работы машины. Участок CD соответствует интенсивному изнашиванию, при котором дальнейшая эксплуатация может закончиться аварией.
Рис.1. Кривая изнашивания сопряжения деталей.
Валы и оси поддерживаются специальными деталями, которые являются опорами. Название "подшипник " происходит от слова "шип" (англ. shaft, нем. zappen, голл. shiffen – вал ). Так раньше называли хвостовики и шейки вала, где, собственно говоря, подшипники и устанавливаются.
Опоры валов и осей, на которые они опираются своими цапфами, называются подшипниками ;
Опоры, воспринимающие осевую нагрузку от пяты вала, называются подпятниками .
Назначение подшипника состоит в том, что он должен обеспечить надёжное и точное соединение вращающейся (вал, ось) детали и неподвижного корпуса. Следовательно, главная особенность работы подшипника – трение сопряжённых деталей.
Подши́пник - это техническое устройство, предназначенное для использо-
вания в качестве опоры движущихся деталей механизма с це-
лью фиксации их положения относительно неподвижных де-
талей, восприятия и передачи нагрузки на другие части конст-
рукции, обеспечения вращения, качания или линейного пере-
мещения (для линейных подшипников) и снижения трения.
Основные типы подшипников . По принципу работы все подшипники можно разделить на несколько типов:
Подшипники качения;
Подшипники скольжения;
Газостатические подшипники;
Газодинамические подшипники;
Гидростатические подшипники;
Гидродинамические подшипники;
Магнитные подшипники.
В зависимости от принципа действия подшипники делят на два основных вида:
I - подшипники качения - в качестве основного узла, уменьшающего
трение выступают тела качения (шарики или ролики);
II - и подшипники скольжения - тела качения отсутствуют и трение
уменьшается за счет гладких, как правило смазываемых поверхно-
Подшипники качения. Подшипники качения – те, у которых потери на трение во много раз меньше за счёт установки между опорными поверхностями цапфы и подшипника шариков или роликов, т.е. скольжение заменяется трением качения.
Трением качения называется трение, проявляющееся при перекатывании круглого тела по поверхности.
Основными частями подшипника качения являются:
Наружное кольцо;
Внутреннее кольцо;
Тело качения (шарик или ролик);
Сепаратор, фиксирующий положение тел качения.
Это могут быть или шарики, или ролики (короткие толстые либо длинные иглообразные), или конические ролики, или бочкообразные, или даже спиралевидные пружины. Обычно подшипник выполняется как самостоятельная сборочная единица, состоящая из наружного и внутреннего.
Рис.3. Принципиальная схема опоры с подшипником качения.
По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.
Тела качения во избежание ненужного контакта друг с другом и равномерного распределения по окружности заключены в специальную кольцеобразную обойму – сепаратор (лат. Separatum – разделять).
Классификация подшипников качения осуществляется на основе следующих признаков:
А). По виду тел качения :
Шариковые;
Роликовые.
Б). По типу воспринимаемой нагрузки :
Радиальные;
Радиально-упорные;
Упорно-радиальные;
Упорные;
Линейные.
В). По числу рядов тел качения :
Однорядные;
Двухрядные;
Многорядные.
Г). По способности компенсировать перекосы валов :
Самоустанавливающиеся;
Несамоустанавливающиеся.
Достоинства подшипников качения:
Низкое трение, низкий нагрева, следовательно, более высокий КПД (до 0,995) ;
В 10...20 раз меньше момент трения при пуске по сравнению с подшипниками
скольжения;
Простота обслуживания и замены;
Экономия смазки;
Высокий уровень стандартизации (комплектной взаимозаменяемостью в миро-
вом масштабе);
Экономия дорогих антифрикционных материалов;
Малой чувствительностью к недостатку смазки;
Простота ремонта машины вследствие взаимозаменяемости подшипников;
Относительной дешевизной, благодаря массовому характеру производства.
колец, между которыми и помещены тела качения.
Недостатки подшипников качения:
Высокие габариты (особенно радиальные) и вес;
Высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;
Слабая виброзащита, более того, подшипники сами являются генераторами ви-
брации за счёт даже очень малой неизбежной разноразмерности тел качения;
Шум во время работы, обусловленный погрешностями форм;
Повышенная чувствительность к неточности установки;
Сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;
Слабая сопротивляемость ударной нагрузке;
Невозможность работы на сверхвысоких скоростях (свыше 50000 об/мин ),
вследствие прогрессивного возрастания центробежных сил инерции;
Плохую работу в загрязненной среде;
Высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам