Подшипник ступенчатый

Ступичный подшипник - как проверить неисправность

Дабы автомобиль был безопасной для использования конструкцией, нужно регулярно диагностировать важные узлы этого сложного устройства. Одним из ключевых элементов является ступенчатый подшипник, который в автомобильной конструкции представлен двумя видами деталей – передним и задним ступичными подшипниками. Эти элементы отвечают за поддержку части опоры машины. Главная задача этой детали – фиксация оси или вала. Если подшипник ломается, то до проведения ремонтных работ на такой машине ездить нельзя. Но для ремонта ездить в автосервис не обязательно, можно все сделать своими руками.

Для чего в нашем автомобиле установлен ступичный подшипник?

За счет данного элемента происходит свободное качание или вращение той детали, которую ступичный подшипник фиксирует. Это не единственная функция, выполняемая этой деталью. За счет этого элемента происходит надежное распределение нагрузки, а также нормальная и стабильная ее передача на другие детали. Зачастую, ступичные подшипники устанавливаются в легковушках и грузовых авто. Оба вида ступичных подшипников – передние и задние – способны выдержать огромную нагрузку, причем постоянную, от чего наделены очень высоким показателем прочности. Воздействию высокого давления ступичные подшипники подвергаются во время торможения, а также во время передвижения при наборе скорости. Работает такая деталь по очень простому принципу: за счет подшипника колесо вращается ровно вокруг собственной оси. Передние и задние ступичные подшипники отличаются между собой устройством, но выполняют одинаковую функцию.

Когда нужно менять ступичный подшипник?

Слишком быстро износиться или сломаться ступичные подшипники могут по ряду причин. Это может произойти, например, из-за неправильной установки или некорректной регулировки зазора. Если его размер будет чрезмерно большим или маленьким, то элемент проработает значительно меньше времени, чем ему положено. Такую поломку можно определить только визуально. Вы не почувствуете никакого неудобства во время езды. Также не будут слышны никакие шумы, но это будет так ровно до того момента, когда машина не замрет по причине того, что подшипник просто рассыпался. Для того, чтобы этого не случилось, нужно проверить расположение подшипника как после ремонта, так и после покупки автомобиля.

Также подшипник может сломаться по причине того, что тело качания могло деформироваться или повредиться. Если это так, то машина будет издавать шум во время езды. Чтобы решить эту проблему, нужно будет заменить или передний, или задний ступичный подшипник. Сделать это можно как в автосервисе, так и собственноручно. Еще одна причина – потеря материала для смазки, если нарушилась герметичность. Этот вариант подразумевает замену детали. Но для того, чтобы не допустить такой неполадки, нужно через каждые 30 тыс. км проверять, есть ли на подшипнике смазка.

Съемник ступичных подшипников или как сделать демонтаж?

Главный вопрос – как произвести замену ступичного подшипника? Перед тем, как заменить деталь, ее нужно правильно демонтировать. Для того, чтобы правильно извлечь деталь, нужно: заблокировать колесо, выкрутить болты, которые держат колеса. После этого нужно поднять и зафиксировать машину, используя домкрат. После этого нужно аккуратно извлечь детали тормозной системы, но главное – нельзя отсоединять гибкий шланг. После этого нужно снять тормозной диск вместе с защитным кожухом, в случае его наличия в модели Вашей машины.

Далее нужно отсоединить гайку полуоси, после чего следует отсоединить наконечник рулевой тяги, нижний рычаг, а после – стабилизатор передач. После этого можно снимать ступицу, но очень осторожно: нужно раскачивать кулак, но одновременно с этим важно следить за полуосью, чтобы она не вышла из коробки передач.

Далее нужно снять стопорные и уплотнительное кольца вместе с другими деталями фиксации, имеющиеся на данной модели машины. С помощью специального съемника, нужно демонтировать со ступицы внутреннее кольцо и переустановить кольцо подшипника другой стороной.

Затяжка ступичного подшипника – осуществляем монтаж детали

После того, как был произведен демонтаж, можно выполнять все работы по установке. Эта работа более сложная, выполнять ее нужно очень внимательно, следуя указаниям. Сначала нужно смазать внутреннюю часть посадочной поверхности и поставить на место стопорное кольцо. После этого нужно запрессовать новый подшипник полностью в поворотный кулак. Этот вариант предусматривает сильную затяжку детали. Также нужно помнить о том, что пара внутренних колец всегда должна быть вместе с подшипником в одном комплекте.

После всего этого нужно устанавливать второе стопорное кольцо. Нужно соединить стопорный кулак и стойку, закрепить с прикладыванием необходимых усилий. Самое главное – это не допустить образование люфта между ступичным подшипником и остальными деталями. Далее нужно установить весь механизм на полуось, после чего можно возвращать на место все остальные детали. Единственное, что останется сделать, - так это убрать домкрат и проехать на машине по ровной дороге. Это нужно сделать для того, чтобы проверить плавность и равномерность движений авто.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

auto.today

Как выявить неисправности ступичного подшипника?

Ступичные подшипники бывают двух типов: шариковые радиально-упорные и роликовые конические. С середины прошлого столетия однорядные подшипники уходят на второй план, а им на замену приходят прогрессивные подшипники типа HUB (Hub Unit Bearings).

Что собой представляют ступичные подшипники

Подшипник - это механизм, поддерживающий часть опоры. Он может поддерживать ось, вал или любую другую деталь, но в любом случае, главным его предназначением является фиксирование вала в пространстве, тем самым обеспечив его свободное вращение либо качание. Второй функцией ступичного подшипника является восприятие механической нагрузки и ее передача другим компонентам.

Ступичный подшипник – это механизм, представляющий собой подшипник качения. Его главным предназначением является обеспечение равного вращения колеса вокруг оси. Такие подшипники подразделяются на двухрядные и однорядные, могут быть открытого либо закрытого вида. Их используют как в грузовых машинах, так и в легковых. Ступичные подшипники для задних и передних колес отличаются друг от друга.

Ступичные подшипники – особенности эксплуатации

Ступичные подшипники в машине подвергаются экстремальным нагрузкам. Такими нагрузками являются высокие перепады температур, оказывает свое влияние и окружающая среда (имеется в виду не только соль), образуются ударные нагрузки при заезде в ямы, рывки привода, тормозов и рулевого управления. Вращению колеса не должны препятствовать люфты, оно должно вращаться с допускаемым шумом и минимальным трением.

Поколения ступичных подшипников

Ступичные подшипники еще когда-то использовались в конструкции подвески карет. С тех пор как началось развитие автомобилей, и средняя скорость их росла, ступичные подшипники очень много раз подвергались инженерному переосмыслению, их хотели сделать более надежными и ремонтопригодными для работы в жестких условиях. В данное время существует 4 поколения ступичных подшипников, любое из этих поколений можно увидеть на более или менее современном автомобиле.

Одни из современных ступичных подшипников имеют многополюсное магнитное кольцо АБС, из-за этого во время хранения не стоит их держать в том месте, где имеет место воздействие магнитного поля. При поставке этих подшипников компания СХ защищает их крышкой, сделанной из легированной стали, чтобы защищать их от размагничивания. Такие подшипники необходимо устанавливать так, чтобы полюсное кольцо было размещено к сенсору датчика оборотов.

Для чего нужны подшипники, и как за ними ухаживать

Несмотря на то, что ступичные подшипники постоянно подвергаются колоссальным нагрузкам, они очень прочны и долго служат. Увеличенное давление на ступичные подшипники возникает во время торможения и ускорения, а при движении на них и вовсе воздействует не одна сила, а несколько. В передней ступице обычно встречается конический однорядный подшипник роликового типа. На переднеприводных машинах чаще всего применяются более сложные двухрядные механизмы. Эти подшипники выдерживают огромные нагрузки, однако и цена их заметно отличается.

Зачастую владельцы автомобилей вспоминают об этих элементах только тогда, когда образуется лишний шум при работе колес. Наиболее распространенными проблемами являются неправильная установка ступичных подшипников, а также неправильная эксплуатация. Если все верно делать и следить за своим автомобилем, то производить замену подшипника либо какой-то другой детали надо будет не скоро.

Ступичные подшипники закрытого типа легче в эксплуатации, потому что смазочный состав в него заливается еще во время изготовления, и производить его замену будет не нужно. Эти подшипники являются полностью герметичными, и разбирать их нельзя. А вот подшипники роликовые открытого типа, наоборот, нуждаются в постоянном уходе. Если следить за состоянием подшипников, то передний и задний подшипники ступицы могут прослужить около 130 тыс. км пробега.

Какие признаки появляются при неисправности подшипников

Если появились какие-либо неполадки, то о них могут говорить нижеперечисленные признаки:

- Гул или сильный шум, происходящий сзади автомобиля. Если ступичный подшипник неисправен, тогда шум становится больше во время проезда поворотов.

- В заднем колесе появляется люфт, который тоже идет с сопровождением постукивания либо шума.

Для того чтобы проверить ступичный подшипник, необходимо провести следующие действия:

1) Нужно при использовании домкрата поднять каждое колесо и как можно больше его раскрутить. Образование лишних звуков говорит о том, что пора менять подшипник.

2) Произвести проверку поперечного люфта. Чтобы это сделать, необходимо покачать колесо от себя – к себе, в случае, если ощущается движение колеса на оси, то тоже стоит заменить ступичный подшипник.

Если имеется только незначительный люфт, то можно поднять гайку ступицы, но такая операция ненадолго отведет вас от замены подшипника.

Инструменты для замены ступичного подшипника:

- торцевой ключ №30

- домкрат.

- баллонный ключ.

- съемник для выпрессовывания ступичных подшипников.

- плоскогубцы – используются для снятия стопорных колец.

- ключ №12 – используется для откручивания направляющих штифтов на заднем тормозном барабане.

- молоток, зубило, монтировка.

Порядок действий при замене ступичных подшипников

Замена ступичных подшипников предполагает собой выполнение следующих действий:

1) Включаем первую передачу и прикладываем посередине колеса "башмаки". Откручиваем колесные болты и при помощи домкрата поднимаем машину для того, чтобы снять задние колеса.

2) Снимаем направляющие штифты и тормозной барабан.

3) Откручиваем гайку ступицы и сбиваем ее с цапфы. Будет лучше, если Вы будете пользоваться съемником. В случае, когда на цапфе осталось внутреннее колечко подшипника, то нужно будет снимать тормозные колодки и только после этого снимать кольцо.

4) Затем выпрессовываем старый подшипник. Это можно сделать при использовании пресса, съемника либо тяжелого молотка.

Для того чтобы заменить подшипник задней ступицы, стоит руководствоваться следующими правилами, которые помогут вам все сделать качественно:

Для начала стоит хорошенько просмотреть ось: имеются ли на ней следы от проворачивания подшипника. Если они есть, то лучшим вариантом будет полная замена ступицы. Затем проверяем тормозной цилиндр, чтобы не было потеков, а тормозные колодки на степень изношенности. Снимаем стопорное кольцо со ступицы с использованием пассатиж или отверток. И последнее – просматриваем посадочное место подшипника на наличие ржавчины, и если она имеется, то затираем ее наждачкой, а потом промачиваем моторным маслом.

От того, насколько качественно вы запрессуете новый подшипник, зависит, как он будет работать; из-за этого стоит проводить такую операцию аккуратно, следуя нижеперечисленной инструкции:

1) Скручиваем ступичный подшипник через шайбы нужным болтом, потому что в итоге во время установки он может разобраться.

2) Ставим подшипник на установочную плоскость в ступицы и, используя простой молоток, выравниваем его в плоскости.

3) При помощи монтировки либо любого другого инструмента наносим слабые удары, чтобы запрессовать подшипник. Запомните одно правило – нельзя наносить сильные удары, а если подшипник не заходит, значит, он плохо установлен.

4) После того как подшипник прошел половину пути, можно наносить более сильные удары, потому что вероятность его перекашивания исчезла. Чтобы не повредить подшипник, можно на него положить старый и так продолжать наносить удары.

5) Загоняем подшипник до тех пор, пока стопор легко пружинит в пазу.

Сборку делаем в следующем порядке:

1) Надеваем ступицу на ось.

2) Закручиваем центральную гайку, перед этим поставив крупную шайбу.

3) Фиксируем тормозной барабан и колесо.

4) Проверяем качество установки, вращая колесо, при этом не должно быть никаких шумов.

5) И последнее, опускаем машину с домкрата и производим затягивание колеса.

Была ли эта статья полезна?

auto.today

Подшипник качения со ступенчатыми роликами

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Подшипник качения со ступенчатыми роликами содержит наружное кольцо (1) и внутреннее кольцо (2) с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, диаметр большей ступени (3) которых контактирует с дорожкой качения внутреннего кольца (2) подшипника, а диаметр меньшей ступени (4) контактирует с дорожкой качения его наружного кольца (1). Диаметры дорожек качения колец (1) и (2) и диаметры большей и меньшей ступеней (3) и (4) ролика находятся в пропорциональной зависимости. Соотношение d1\d2=k равно любому числу в пределах допустимого, при этом диаметры ступеней роликов подшипника определяют из соотношения: d2=(D1-D2)\(k +1) и d1=kd2, где d1 - диаметр большей ступени (3) ролика подшипника; d2 - диаметр меньшей ступени (4) ролика подшипника; D1 - диаметр дорожки качения наружного кольца (1) подшипника; D2 - диаметр дорожки качения внутреннего кольца (2) подшипника; k - понижающий редукционный коэффициент, выбираемый пользователем. Технический результат заключается в повышении в k раз частоты вращения внутреннего кольца подшипника относительно его неподвижного наружного кольца при прежней частоте вращения роликов по наружному кольцу относительно оси подшипника или повышении ресурса времени работы подшипника до k раз при прежней частоте вращения внутреннего кольца, в снижении проскальзывания роликов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности.

Известен подшипник качения, преимущественно крупногабаритных размеров, который содержит тела качения - ролики, выполненные двухступенчатыми. Большая ступень обкатывается только по дорожке качения наружного кольца подшипника, а меньшая ступень ролика, выполненная по меньшей мере с двумя участками, обкатывается только по дорожке качения внутреннего кольца подшипника с постоянной и одинаковой частотой вращения. Большая ступень ролика выполнена бочкообразной и контактирует с дорожкой качения наружного кольца подшипника по линии, а тела качения - ролики выполнены с отверстием, в котором расположена ось с зазором и два встроенных радиально-упорных подшипника качения. При этом должно выполняться условие сборки подшипника качения dlm/Dwm1=Dlm/Dwm2=Const. Два диска выполняют роль сепараторов и не контактируют ни с телами качения, ни с кольцами основного подшипника (см. RU №2291330 МПК F16C 19/54, F16C 33/34, опубликовано 10.01.2007 г.).

Наиболее близким аналогом является подшипник гироскопа радиальный роликовый, который содержит внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора. Ролики выполнены двухступенчатыми. Больший диаметр ступени, имеющий один участок, контактирует только с дорожкой качения наружного кольца подшипника. Меньший диаметр ступени, выполненный с двумя участками, контактирует только с дорожками качения его внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения. При этом должно выполняться условие сборки подшипника качения dlm/Dwm1=Dlm/Dwm2=Const. Дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с проточкой для образования зазора с диаметром большей ступени ролика, которая выполнена сферической или бочкообразной, а дорожка качения наружного кольца подшипника выполнена сферической. При этом отношение диаметра большей ступени ролика к диаметру меньшей ступени ролика равно 2/1, а число роликов равно простому числу, например пяти (см. RU №2385422 МПК F16C 19/22, опубликовано 27.03.2010 г.).

Недостатком известного технического решения является неверная модель вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца подшипника, вызывающая в конструкции аналога повышение частоты вращения роликов относительно оси подшипника по сравнению со стандартным подшипником с такими же моделью вращения и размерами диаметров дорожек качения наружного и внутреннего кольца; в аналоге простые дроби, в которых используются переменные диаметры большей ступени ролика Dwm2, выполненной в круглой или бочкообразной форме, и дорожки качения наружного кольца Dlm, соответствующей по форме большей ступени ролика, не имеют ответа вообще и не равны const в частности, как дроби с переменными компонентами; отсутствует способ расчета диаметров ступеней роликов.

Для радиального подшипника с моделью вращения внутреннего кольца относительно неподвижного наружного кольца поставлена задача: повысить частоту вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца при прежней частоте вращения роликов по сравнению со стандартным подшипником и аналогами; вывести математическую формулу исчисления диаметров ступеней роликов, позволяющую снизить частоту вращения роликов.

Поставленная задача решается тем, что в подшипнике, содержащем наружное и внутреннее кольца с дорожками качения (с дорожками), помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку его наружного кольца, полный коэффициент понижения частоты вращения роликов находится в пропорциональной зависимости от соотношений диаметров D1\D2=n в пределах допустимого и d1\d2=k в пределах допустимого, произведение соотношений D 1 D 2 ∗ d 1 d 2 = n k является полным коэффициентом понижения частоты вращения роликов по наружному кольцу относительно оси подшипника, обусловленного геометрическими пропорциями диаметров дорожек колец между собой и диаметров ступеней ролика между собой, где:

d1 - диаметр большей ступени ролика подшипника;

d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника;

D1 - диаметр дорожки наружного кольца подшипника;

D2 - диаметр дорожки внутреннего кольца подшипника;

n - коэффициент отношения диаметра дорожки наружного кольца D1 к диаметру дорожки внутреннего кольца D2, величина 1\n показывает, какую часть дорожки наружного кольца обкатит ролик одновременно с обкатом одного оборота дорожки внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца (1\n - частота вращения ролика по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника) в стандартном подшипнике; пределы допустимого n - это размер диаметра дорожки внутреннего кольца D2, имеющего максимально и минимально допустимые размеры, подходящего к внешнему кольцу с произвольным диаметром дорожки D1, когда размеры диаметров колец позволяют разместить между кольцами ступенчатые функционирующие ролики;

k - произвольно выбранный коэффициент понижения частоты вращения ролика по дорожке наружного кольца, являющийся коэффициентом пропорциональности соотношения диаметров ступеней ролика d1\d2, ограниченный размерами диаметров ступеней роликов в пределах возможности функционирования подшипника со ступенчатыми роликами, понижающий частоту вращения роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника по сравнению со стандартным подшипником, по сути являющийся коэффициентом редукции ролика;

стационарная точка дорожки кольца или дорожки ступени ролика - это точка поверхности указанной дорожки, жестко привязанная к дорожке и перемещающаяся вместе с дорожкой;

ступени роликов и дорожек колец подшипника должны быть

цилиндрическими, то есть диаметры дорожек колец и ступеней роликов должны быть постоянными для каждой дорожки или ступени.

Приведенная зависимость D 1 D 2 ∗ d 1 d 2 = n k полного коэффициента понижения частоты вращения роликов относительно оси подшипника во время обката роликом наружного кольца позволила выбрать и исчислить частоту вращения роликов относительно оси для подшипника с известными диаметрами дорожек наружного и внутреннего колец в пределах допустимого и подобрать (исчислить) диаметры ступеней ролика в соответствие с выбранным коэффициентом редукции k.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, он соответствует условиям патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень» и «новизна».

Подшипник качения со ступенчатыми роликами поясняется чертежами:

Фиг.1 - геометрическая схема подшипника качения;

Фиг.2 - подшипник качения в разрезе.

Подшипник качения со ступенчатыми роликами состоит из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, ступенчатого ролика с большей ступенью 3 и меньшей ступенью 4.

Так как ступенчатый ролик большей ступенью обкатывает дорожку качения внутреннего кольца, а меньшей ступенью обкатывает дорожку качения наружного кольца и предназначен для модели вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца подшипника, что является противоположным в сравнении с известными моделями вращения наружного кольца относительно неподвижного внутреннего кольца подшипников со ступенчатыми роликами, то настоящий подшипник будет называться подшипник со ступенчатыми роликами второго типа; подшипник с моделью вращения наружного кольца относительно неподвижного внутреннего кольца будет называться подшипник со ступенчатыми роликами первого типа.

Ступенчатый ролик может быть монолитным телом или собранным из отдельных частей. Ступени 3 и 4 ролика жестко связаны между собой. Средний участок ролика с большим диаметром (большая ступень 3) обкатывает дорожку внутреннего кольца 2. Одновременно боковые участки ролика с меньшим диаметром (меньшая ступень 4) обкатывают дорожку наружного кольца 2, разделенную по ширине на две дорожки с зазором между ними для прохождения между ними большей ступени 3 ролика.

Для приведения размеров подшипника со ступенчатыми роликами к размерам стандартных подшипников за основу исчислений берутся наружный и внутренний диаметры стандартного шарикового или роликового подшипника и ширина подшипника. По выбранным диаметрам стандартного подшипника определяются диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 подшипника с учетом присутствия между ними ступенчатых роликов и по этим диаметрам согласуются произвольно выбранные диаметры ступеней 3 и 4 ролика; толщину внутреннего кольца рассматриваемого подшипника можно сделать меньше, чем у стандартного подшипника, учитывая минимизированный износ дорожки качения внутреннего кольца из-за отсутствия трения скольжения, присущего стандартным подшипникам, для расширения диапазона размеров диаметров колец и приближения их к диаметрам колец стандартного подшипника. Отсутствие трения скольжения между роликами и дорожками колец позволяет сделать дорожки колец и ступени роликов рассматриваемого подшипника значительно уже дорожек колец и тел качения стандартного подшипника, зауживание ширины дорожек и ролика не повысит трение скольжения, но приблизит ширину рассматриваемого подшипника к ширине стандартного подшипника.

При обкате большей ступенью ролика одного оборота дорожки внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца ролик совершает D2\d1=n1 оборотов по дорожке внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца.

При обкате большей ступенью ролика n1 оборотов относительно стационарной точки дорожки качения внутреннего кольца меньшая ступень ролика совершит обкат дорожки качения наружного кольца на n1 оборотов. Длина дорожки качения наружного кольца, пройденная меньшей ступенью ролика от стартовой точки касания до конечной точки касания меньшей ступенью ролика дорожки наружного кольца при прохождении n1 оборотов, равна n1πd2, что в d1\d2 раза меньше, чем при условном обкате n1 оборотов по дорожке качения наружного кольца роликом с диаметром d1(n1πd1). Коэффициент редукции ролика k=d1\d2 в k раз снизил длину обката дорожки качения наружного кольца - в k раз снизил частоту вращения роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника

Из Фиг.1 геометрической схемы подшипника выведем равенство

r1 - радиус большей ступени 3 ролика;

r2 - радиус меньшей ступени 4 ролика.

Для удобства вывода формул еще раз запишем найденное выше соотношение диаметров ступеней роликов:

Используя формулу (2), выразим d1 через d2:

Запишем формулу (1) с использованием формулы (3)

Из формулы (4) найдем d2:

По формуле (3) исчислим диаметр d1.

Произвольно выбранные размеры диаметра D2 и коэффициента редукции k должны согласовываться с диаметром D1 и между собой для приведения подшипника в функционирующую конструкцию. Согласованные указанные компоненты удовлетворяют формулу (1).

Вычисленные выше диаметры d1 и d2 ступеней 3 и 4 ролика удовлетворяют условиям сборки подшипника с диаметрами дорожек колец D1 и D2, коэффициентом редукции k ролика, вместе с отсутствием смазки обеспечивают хорошее сцепление между роликом и кольцами подшипника, исключают проскальзывание роликов и понижают частоту вращения роликов относительно оси подшипника в k раз по сравнению со стандартным подшипником (коэффициент n понижает частоту вращения роликов по наружному кольцу из-за разности длин дорожек наружного и внутреннего кольца в стандартном и подшипнике со ступенчатыми роликами).

При обкате большей ступенью 3 ролика с диаметром d1 дорожки внутреннего кольца 2 частота вращения ролика по наружному кольцу 1 относительно оси подшипника снизится в k раз по сравнению со стандартным подшипником.

Применение подшипника со ступенчатыми роликами позволяет повысить частоту вращения внутреннего кольца относительно статичного наружного кольца подшипника в k раз по сравнению со стандартным подшипником с такими же диаметрами D1 и D2 дорожек колец, частота вращения ступенчатых роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника останется такой же, как у стандартного подшипника.

Если подшипник со ступенчатыми роликами использовать не как подшипник с высокочастотным вращением одного кольца относительно другого, а как стандартный подшипник со средней частотой вращения, то срок его эксплуатации повысится до k раз по сравнению со стандартным подшипником.

Для примера расчета выберем произвольные размеры в любых единицах диаметров дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 подшипника D1=116 и D2=68, коэффициент редукции k, равный трем, и по ним рассчитаем диаметры большей и меньшей ступеней 3 и 4 ролика.

Исчислим диаметр меньшей ступени ролика, используя формулу (5):

d2=(D1-D2)\(к+1)=(116-68)\(3+1)=12.

Исчислим диаметр большей ступени ролика, используя формулу (3):

d1=kd2=3*12=36.

Расчет диаметров большей 3 и меньшей 4 ступеней роликов с использованием методики расчета, выбранного коэффициента k, формул (5), (3) показал простоту расчета подшипника второго типа со ступенчатыми роликами с произвольным диаметром D1 дорожки наружного кольца 1 и согласованными с D1 коэффициентом k и диаметром D2 дорожки внутреннего кольца 2. Можно выбрать размер диаметра D2 и согласовать с ним размер диаметра D1 и коэффициент k.

В результате работы подшипника без трения скольжения и лишнего пробега роликов по наружному кольцу, вызванному понижением частоты вращения роликов, он будет меньше греться. Не будут меняться свойства металла и механические свойства подшипника, зависимые от температуры нагрева. Предсказуема экономия на фрикционной смазке для подшипника, ее можно исключить из компонентов обслуживания. Без трения скольжения снизится износ роликов и дорожек колец - не будут увеличиваться конструктивные зазоры. Без лишних зазоров не будет биения роликов о кольца подшипника, следовательно, и уровень шума упадет. Шум уменьшится и из-за отсутствия трения скольжения между кольцами и роликами подшипника и уменьшения длины и скорости пробега ролика по наружному кольцу. Так как уменьшится момент силы трения скольжения подшипника и лишний пробег роликов, будет снижена затрата электроэнергии на преодоление сил трения скольжения и лишний пробег роликов. В масштабах завода или режима многосменной работы подшипников экономия электроэнергии будет значительна. Ресурс работы подшипника со ступенчатыми роликами увеличится многократно по сравнению со стандартным подшипником - будет большая экономия денег и на приобретение запасных подшипников и замене подшипников, их нужно будет менять значительно реже. Простои оборудования для ремонта или замены подшипников уменьшатся многократно - увеличится объем выпускаемой продукции и прибыли производства. Замена подшипника высокочастотного вращения, изготовленного из дорогих материалов с применением дорогих технологий, на подшипник со ступенчатыми роликами тоже принесет прибыль.

Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение частоты вращения внутреннего кольца подшипника относительно статичного наружного кольца без повышения частоты вращения роликов относительно оси подшипника, либо повышение срока работы подшипника по сравнению с аналогичным по размерам дорожек колец и частоте вращения внутреннего кольца относительно статичного наружного кольца стандартным подшипником. Диаметры ступеней ролика представленного подшипника исчисляются по выведенным формулам. Таким образом, технический результат достигнут.

Подшипник качения со ступенчатыми роликами может быть изготовлен на известном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.

1. Подшипник качения со ступенчатыми роликами, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых контактируют с дорожкой качения внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра контактируют с дорожкой качения его наружного кольца, диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец и диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости, отличающийся тем, что соотношение d1\d2=k и равно любому числу в пределах допустимого, при этом диаметры ступеней роликов подшипника определяют из соотношений: d2=(D1-D2)\(k+1) и d1=kd2, гдеd1 - диаметр большей ступени ролика подшипника;d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника;D1 - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника;D2 - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника;k - коэффициент редукции ролика, уменьшающий частоту вращения ступенчатого ролика относительно оси подшипника во время обката роликом дорожки качения наружного кольца подшипника по сравнению со стандартным подшипником, равный от единицы до нескольких единиц, выбираемый самостоятельно по потребностям.

2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что ступени ролика и обкатываемые ими дорожки качения колец должны иметь цилиндрическую форму, то есть постоянные диаметры.

www.FindPatent.ru

Как проверить износ подшипника ступицы колеса. Проверка ступичного подшипника

Примешивание во время движения машины к привычному шуму покрышек неприятного низкочастотного гула — сигнал о необходимости проверки подшипника ступицы колеса.

Чем опасна неисправность подшипника ступицы колеса

В случае, если появившееся гудение игнорировать и не предпринимать никаких действий, оно усилится настолько, что на шум, помимо водителя, станут обращать внимание уже и пассажиры.

Помимо дискомфорта, возникающего из-за повышенной шумности, износ подшипника ступицы колеса опасен тем, что в один (далеко не прекрасный) день уже ставший привычным гул сменится громким треском и хрустом.

Разрушенный подшипник заклинит ступицу колеса, что приведет к выходу из строя шаровой опоры рычага подвески и деформации полуоси.

О том, к чему приведет такая поломка при движении с высокой скоростью, лучше не говорить.

Причины выхода подшипника из строя

Подшипники качения отличаются высокой степенью надежности при работе даже в самых тяжелых условиях, однако, несмотря на заявленный производителями довольно солидный ресурс ступичного подшипника, основная их масса выходит из строя уже после пробега в 100 000 км.

Причин тому несколько: плачевное состояние наших дорог, влекущее за собой повышенную нагрузку на всю подвеску и на ступичный подшипник в частности, естественный износ деталей подшипника вследствие нормального процесса усталости, неудовлетворительное смазывание и неэффективное уплотнение, неправильная установка и связанный с нею чрезмерный натяг в посадке.

Как уже было сказано, неисправный подшипник выдает себя избыточным шумом во время движения автомобиля. Более точно определить состояние подшипников ступиц колес можно, выполняя повороты влево-вправо.

Во время поворота налево происходит крен кузова машины в правую сторону. Большая часть нагрузки приходится на правое колесо, левое при этом, наоборот, разгружается. Если на скорости 10-15 км/ч при сравнительно резком повороте руля влево посторонний звук исчезает, значит его источником является левое колесо, вернее — подшипник его ступицы. Если шум исчезает при повороте руля вправо, неисправный подшипник — в правом колесе.

Для более точной диагностики поднимите автомобиль подъемником или подвесьте его при помощи домкрата. Далее запустите двигатель, «разгоните» автомобиль на 4 передаче до скорости 70-80 км/ч, выжав сцепление, выключите передачу и, выйдя из машины, на слух определите колесо — источник шума. Если колесо не является ведущим, его можно раскрутить руками.

После того, как колеса остановятся, возьмитесь одной рукой в верхней, а другой рукой – в нижней части колеса и попробуйте его раскачать в вертикальной плоскости. Наличие даже незначительного люфта колеса прямо укажет на изношенность подшипника. Точно также проверьте наличие люфта колеса в горизонтальной плоскости, взявшись руками за его левый и правый края и пытаясь его раскачать.

Иногда люфт колеса может быть вызван неисправностью деталей подвески или износом системы рулевого управления. Попросите помощника сильно нажать на педаль тормоза, а сами в это время попробуйте раскачать колесо в вертикальной плоскости. Если и при нажатой педали тормоза люфт остался – его причину следует искать в подвеске. Если же люфт исчез, его причиной однозначно является износ ступичного подшипника.

Запомните — у колеса с исправным подшипником никакого люфта быть не должно.

Поставив диагноз, осталось отогнать автомобиль в автосервис или на СТО, доверив замену ступичного подшипника специалистам. При наличии навыков и специального инструмента эту работу можно выполнить и самостоятельно.

Главное при выполнении работ – соблюдать чистоту, правильно выставить зазор при установке конического подшипника, избегать использования острых инструментов, способных повредить его уплотнение, при запрессовке подшипника в отверстие усилие через оправку передавать к его наружному кольцу, а при установке на ось воздействовать оправкой на внутреннее кольцо.

Удачи вам! Ни гвоздя, ни жезла!