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如何提高汽車輪轂軸承使用壽命

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如何提高汽車輪轂軸承使用壽命

發布日期:2016-12-10 09:17 來源:http://www.cmf10.com 點擊:

白春利
(西安昂科光電有限公司)
  摘 要:汽車軸承在正確的使用下,可以有很長的壽命,如果過早的出現損傷,很可能是選型錯誤,使用不當、潤滑不良、或妥裝不當造成。在選用軸承時,要根據妥裝的部位、潤滑條件、周圍的配合等條件進行選擇。通過研究總結軸承的故障類型,問題出現時的環境,以避免故障再次發生。因此就要求在現有的基礎上不斷提高輪汽車輪轂軸承的使用壽命。
  關鍵詞:汽車軸承;預防;使用壽命
  引言
  在汽車的輪毅、變速器、差速器等中均采用了多種軸承,如球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、直線軸承、滑動軸承等,每輛車的用量多達幾十只。加之人們對汽車使用過程中的安全性、操作性以及壽命等指標都提出了更高的要求,因此要找到影響汽車輪轂軸承壽命的因素,并有針對性地找到延長汽車輪轂軸承壽命的技術途徑,通過實車進行耐久性試驗,以確定對汽車車況的改善程度。
  1 影響汽車輪轂軸承壽命的因素
  1.1安裝和調整
  如果安裝技術掌握不好會使軸承的受力狀態受到影響,導致其在運行過程中無法處于正常情況,尤其是軸承游隙的調整是否得當將關系到汽車軸承的使用壽命,表現在大幅度轉彎、側斜等非平穩狀態下軸承軸向荷載和徑向荷載過大,如果游隙調整不合格就會使軸承出現嚴重的早期疲勞而降低軸承使用壽命。
  1.2密封與潤滑脂
  汽車輪轂軸承內的潤滑脂如果潔凈度不夠,在長期的軸承旋轉過程中會逐漸析出硬粒狀物質,另外如果軸承的密封性不強,外界的灰塵、沙粒等會不斷進入到軸承的滾道內部,尤其是在惡劣路況環境下這種影響尤為明顯。這些異物會顯著增,圈滾道、內圈滾道與軸承滾珠之間的摩擦力,在軸承高速旋轉過程中就會產生大量的熱,導致軸承的局部燒損,對汽車輪轂軸承的使用壽命造成極大影響。
  1.3軸承本身材質
  軸承本身的材質好壞直接影響軸承的使用壽命,由于制造軸承的鋼材內可能存在一些非金屬氧化物類的夾雜物,物質由于不具備金屬的性質,使得其在軋制加工過程中不與金屬一起被延展,由此與金屬基體之間產生空隙等質量缺陷。這些缺陷作為應力集中之處,并成為軸承整體質量的薄弱環節,因此在長期的應力作用下就會加速軸承的疲勞破壞而縮短使用壽命。
  1.4軸承熱處理質量
  軸承的制造過程中要經過熱處理以改善鋼材料內部組織的微觀結構,以提高軸承的硬度和耐磨性能,從而提高軸承的抗疲勞能力,然而在經過淬火等熱處理后,軸承也可能會出現熱處理變形、過熱、欠熱、淬火裂紋等質量缺陷,反而會導致軸承的硬度、耐磨性、抗沖擊性能變差,因此降低軸承的使用壽命。
  1.5表面層質量
  輪轂軸承的磨損主要發生在表面層,包括內圈、外圈滾道的表面以及滾動體外表面,因此這些表面層的質量直接關乎整個軸承的使用壽命,表面層的質量包括表面粗糙度、表面波紋度等,以軸承的滾道表面層為例,要想使軸承能夠達到設計使用壽命,必須保證表面粗糙度Ra在0.05mm以下。
  2 提高汽車輪轂軸承使用壽命的途徑
  2.1把握好軸承的潤滑、安裝和密封技術
  首先,在對軸承添加潤滑脂時要充分計算好油脂添加量,避免過多或過少,并保證潤滑脂本身的質量過關以及潤滑脂內部無異物。具體應該注意以下幾方面:
 ?。?)輪轂軸承清洗干凈。保養時,輪轂軸承需要徹底清洗干凈,并檢查確保軸承無斷裂、無脫落、無裂損、無燒蝕后充分干透無水氣,否則將會破壞軸承上本身潤滑油的潤滑效果,減少軸承的使用壽命。
 ?。?)輪轂軸承潤滑充分。在輪轂空腔內涂有一層薄薄的潤滑脂防銹的同時,還必須保證輪轂軸承的充分潤滑。要確保維修人員用手工辦法用力擠壓,并旋轉軸承反復加注,直到滾柱軸承內充滿潤滑脂,才算潤滑徹底,以保障輪轂軸承潤滑狀態良好和正常磨損。
 ?。?)嚴格執行保養規程。維修人員在保養作業時,需嚴格遵守技術規范要求,清理、檢查、調整、潤滑、緊固各個機構件,保證維護質量,確保車輛制動性能。
 ?。?)實時觀察運行情況。車輛在運營時,協調駕駛員注意車輪是否有異響、溫度高、制動性能低等異常情況,收集信息并及時處理,排除故障隱患。
  其次,要做好軸承安裝工作,尤其是對軸承游隙的調整,應當由軸承制造廠在出廠之前對游隙預先設定,以避免后續安裝過程中對游隙的調整不當。再次,為避免外界環境中的雜質進入到軸承內部造成摩擦力過大,應當采取科學有效的密封措施,一般情況下是采用安裝密封圈的方式,要求軸承密封圈材料除了要嚴格密封外,還必須要具備足夠的耐熱性能,軸承密封圈的安裝最好應當在出廠前預先安裝好。
  2.2軸承材料潔凈冶煉技術
  針對上文提到的制造軸承的鋼材內部可能產生質量缺陷的問題,可通過潔凈冶煉技術來提高鋼材的性能。軸承材料也是影響軸承早期失效的主要因素,隨著新的軸承材料不斷的研發出來,軸承的選材范圍也越來越容寬了,根據設計要求和使用的環境要求選擇適合的材料就顯得很重要。主要包括以下兩個方面的內容:
 ?。?)通過采用先進的冶煉技術,例如鋼包精煉、真空脫氣等,以提高鋼材本身純度,并降低雜質和氧的含量,減少應力集中現象,以使鋼材本身的抗摩擦、抗疲勞、抗沖擊性能得到提高。
 ?。?)在冶煉過程中向鋼材中添加合金成分,如鉻、鎳等,以強化材料基體的硬度和穩定性,經試驗表明,添加合金成分后的軸承抗疲勞性能可提高6倍以上。
  2.3軸承表面改性技術
  由于軸承的表面層是決定其使用壽命的關鍵因素之一,因此可通過對軸承表面改性的方式來提高軸承滾動部件與內、外滾道的耐磨損和抗疲勞性能,以此延長軸承的使用壽命。具體來說可有以下幾個方面的措施:
 ?。?)可對軸承表面層進行滲碳處理。即將軸承部件置于活性滲碳介質中,并在高溫下保持足夠的時間,以使表面達到高碳的狀態而不改變內在結構,通過滲碳處理后軸承內部表現為韌性而表面表現為硬性,因此軸承的抗磨損、抗疲勞以及抗沖擊性能都能得到不同程度的提高。
 ?。?)可采用先進的激光表面改性方法對軸承表面層進行改性,以獲得更高的表面硬度、強度、耐磨性能、耐腐蝕性能、合適的表面粗糙度,并進而獲得較長的使用壽命。
 ?。?)利用離子注入技術使高能量的離子束注入到軸承材料表面層內部,隨著離子束能量的逐漸失去,使之停留在材料內部,從而引起軸承表面材料成分的改變,優化表面的性能。有研究表明,通過離子注入技術可以顯著提高軸承各個接觸面的耐磨性。
  3 結語
  總而言之,汽車輪轂軸承的壽命是提高整車安全運行并降低運行成本的關鍵所在,在實際工作中可通過對軸承進行潤滑、密封、合理安裝、提高制作鋼材質量以及對軸承表面改性等技術延長汽車輪轂軸承的壽命。除此之外,隨著科技的發展,相信還會有更加先進的技術出現,這需要相關工作者去不斷發現。通過相應的措施,可有效地提高軸承和總成零部件的使用壽命降、降低用戶使用成本,提高用戶滿意度。
  參考文獻
  [1]康軍.中國汽車輪轂軸承用脂的發展[J].汽車工藝與材料,2011(07)
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  [4]祝溪明.滾動軸承材料熱處理及其新技術應用研究[J].機械設計與制造2012,(3):45.
來源:《中國科技博覽》2015年42期

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