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如何提高汽车轮毂轴承使用寿命

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如何提高汽车轮毂轴承使用寿命

发布日期:2016-12-10 09:17 来源:http://www.erb-ct.com 点击:

白春利
(西安昂科光电有限公司)
  摘 要:汽车轴承在正确的使用下,可以有很长的寿命,如果过早的出现损伤,很可能是选型错误,使用不当、润滑不良、或妥装不当造成。在选用轴承时,要根据妥装的部位、润滑条件、周围的配合等条件进行选择。通过研究总结轴承的故障类型,问题出现时的环境,以避免故障再次发生。因此就要求在现有的基础上不断提高轮汽车轮毂轴承的使用寿命。
  关键词:汽车轴承;预防;使用寿命
  引言
  在汽车的轮毅、变速器、差速器等中均采用了多种轴承,如球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、直线轴承、滑动轴承等,每辆车的用量多达几十只。加之人们对汽车使用过程中的安全性、操作性以及寿命等指标都提出了更高的要求,因此要找到影响汽车轮毂轴承寿命的因素,并有针对性地找到延长汽车轮毂轴承寿命的技术途径,通过实车进行耐久性试验,以确定对汽车车况的改善程度。
  1 影响汽车轮毂轴承寿命的因素
  1.1安装和调整
  如果安装技术掌握不好会使轴承的受力状态受到影响,导致其在运行过程中无法处于正常情况,尤其是轴承游隙的调整是否得当将关系到汽车轴承的使用寿命,表现在大幅度转弯、侧斜等非平稳状态下轴承轴向荷载和径向荷载过大,如果游隙调整不合格就会使轴承出现严重的早期疲劳而降低轴承使用寿命。
  1.2密封与润滑脂
  汽车轮毂轴承内的润滑脂如果洁净度不够,在长期的轴承旋转过程中会逐渐析出硬粒状物质,另外如果轴承的密封性不强,外界的灰尘、沙粒等会不断进入到轴承的滚道内部,尤其是在恶劣路况环境下这种影响尤为明显。这些异物会显著增,圈滚道、内圈滚道与轴承滚珠之间的摩擦力,在轴承高速旋转过程中就会产生大量的热,导致轴承的局部烧损,对汽车轮毂轴承的使用寿命造成极大影响。
  1.3轴承本身材质
  轴承本身的材质好坏直接影响轴承的使用寿命,由于制造轴承的钢材内可能存在一些非金属氧化物类的夹杂物,物质由于不具备金属的性质,使得其在轧制加工过程中不与金属一起被延展,由此与金属基体之间产生空隙等质量缺陷。这些缺陷作为应力集中之处,并成为轴承整体质量的薄弱环节,因此在长期的应力作用下就会加速轴承的疲劳破坏而缩短使用寿命。
  1.4轴承热处理质量
  轴承的制造过程中要经过热处理以改善钢材料内部组织的微观结构,以提高轴承的硬度和耐磨性能,从而提高轴承的抗疲劳能力,然而在经过淬火等热处理后,轴承也可能会出现热处理变形、过热、欠热、淬火裂纹等质量缺陷,反而会导致轴承的硬度、耐磨性、抗冲击性能变差,因此降低轴承的使用寿命。
  1.5表面层质量
  轮毂轴承的磨损主要发生在表面层,包括内圈、外圈滚道的表面以及滚动体外表面,因此这些表面层的质量直接关乎整个轴承的使用寿命,表面层的质量包括表面粗糙度、表面波纹度等,以轴承的滚道表面层为例,要想使轴承能够达到设计使用寿命,必须保证表面粗糙度Ra在0.05mm以下。
  2 提高汽车轮毂轴承使用寿命的途径
  2.1把握好轴承的润滑、安装和密封技术
  首先,在对轴承添加润滑脂时要充分计算好油脂添加量,避免过多或过少,并保证润滑脂本身的质量过关以及润滑脂内部无异物。具体应该注意以下几方面:
  (1)轮毂轴承清洗干净。保养时,轮毂轴承需要彻底清洗干净,并检查确保轴承无断裂、无脱落、无裂损、无烧蚀后充分干透无水气,否则将会破坏轴承上本身润滑油的润滑效果,减少轴承的使用寿命。
  (2)轮毂轴承润滑充分。在轮毂空腔内涂有一层薄薄的润滑脂防锈的同时,还必须保证轮毂轴承的充分润滑。要确保维修人员用手工办法用力挤压,并旋转轴承反复加注,直到滚柱轴承内充满润滑脂,才算润滑彻底,以保障轮毂轴承润滑状态良好和正常磨损。
  (3)严格执行保养规程。维修人员在保养作业时,需严格遵守技术规范要求,清理、检查、调整、润滑、紧固各个机构件,保证维护质量,确保车辆制动性能。
  (4)实时观察运行情况。车辆在运营时,协调驾驶员注意车轮是否有异响、温度高、制动性能低等异常情况,收集信息并及时处理,排除故障隐患。
  其次,要做好轴承安装工作,尤其是对轴承游隙的调整,应当由轴承制造厂在出厂之前对游隙预先设定,以避免后续安装过程中对游隙的调整不当。再次,为避免外界环境中的杂质进入到轴承内部造成摩擦力过大,应当采取科学有效的密封措施,一般情况下是采用安装密封圈的方式,要求轴承密封圈材料除了要严格密封外,还必须要具备足够的耐热性能,轴承密封圈的安装最好应当在出厂前预先安装好。
  2.2轴承材料洁净冶炼技术
  针对上文提到的制造轴承的钢材内部可能产生质量缺陷的问题,可通过洁净冶炼技术来提高钢材的性能。轴承材料也是影响轴承早期失效的主要因素,随着新的轴承材料不断的研发出来,轴承的选材范围也越来越容宽了,根据设计要求和使用的环境要求选择适合的材料就显得很重要。主要包括以下两个方面的内容:
  (1)通过采用先进的冶炼技术,例如钢包精炼、真空脱气等,以提高钢材本身纯度,并降低杂质和氧的含量,减少应力集中现象,以使钢材本身的抗摩擦、抗疲劳、抗冲击性能得到提高。
  (2)在冶炼过程中向钢材中添加合金成分,如铬、镍等,以强化材料基体的硬度和稳定性,经试验表明,添加合金成分后的轴承抗疲劳性能可提高6倍以上。
  2.3轴承表面改性技术
  由于轴承的表面层是决定其使用寿命的关键因素之一,因此可通过对轴承表面改性的方式来提高轴承滚动部件与内、外滚道的耐磨损和抗疲劳性能,以此延长轴承的使用寿命。具体来说可有以下几个方面的措施:
  (1)可对轴承表面层进行渗碳处理。即将轴承部件置于活性渗碳介质中,并在高温下保持足够的时间,以使表面达到高碳的状态而不改变内在结构,通过渗碳处理后轴承内部表现为韧性而表面表现为硬性,因此轴承的抗磨损、抗疲劳以及抗冲击性能都能得到不同程度的提高。
  (2)可采用先进的激光表面改性方法对轴承表面层进行改性,以获得更高的表面硬度、强度、耐磨性能、耐腐蚀性能、合适的表面粗糙度,并进而获得较长的使用寿命。
  (3)利用离子注入技术使高能量的离子束注入到轴承材料表面层内部,随着离子束能量的逐渐失去,使之停留在材料内部,从而引起轴承表面材料成分的改变,优化表面的性能。有研究表明,通过离子注入技术可以显著提高轴承各个接触面的耐磨性。
  3 结语
  总而言之,汽车轮毂轴承的寿命是提高整车安全运行并降低运行成本的关键所在,在实际工作中可通过对轴承进行润滑、密封、合理安装、提高制作钢材质量以及对轴承表面改性等技术延长汽车轮毂轴承的寿命。除此之外,随着科技的发展,相信还会有更加先进的技术出现,这需要相关工作者去不断发现。通过相应的措施,可有效地提高轴承和总成零部件的使用寿命降、降低用户使用成本,提高用户满意度。
  参考文献
  [1]康军.中国汽车轮毂轴承用脂的发展[J].汽车工艺与材料,2011(07)
  [2]葛胜勇.车用滚动轴承的使用与维护[J].汽车与配件,2014(48)
  [3]郡驹.几个润滑油方面的问题[J].汽车维修技师,2012(12)
  [4]祝溪明.滚动轴承材料热处理及其新技术应用研究[J].机械设计与制造2012,(3):45.
来源:《中国科技博览》2015年42期

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