Конструкция подвески автомобиля - это достаточно сложный технический узел. Его составляющие постоянно дорабатываются, меняются и усовершенствуются. Но неизменным элементом подвески любого автомобиля был и остаётся ступичный подшипник. Как проверить элемент и каковы причины его износа? Ответы на эти и многие другие вопросы - в нашей сегодняшней статье.
Для чего нужен данный элемент? Ступичный подшипник служит для обеспечения равномерно вращения колес автомобиля. Таким образом, данный механизм является связующим звеном между осью автомобиля и ступицей, к которой крепится на болтах диск с покрышкой.
Деталь относится к подшипникам качения. Состоит из металлических колец, между которыми запрессовываются конические элементы. Последние отделяются от корпуса резиновым изолятором.
Стоит отметить, что ресурс у данного элемента может сильно отличаться. Но зачастую срок службы ступичного подшипника (как проверить его, рассмотрим далее) - около 150 тысяч километров. Деталь без проблем выхаживает 5 и более лет эксплуатации.
Ключевой фактор, влияющий на этот параметр - смазка. Она заложена внутри неразборного корпуса. Материал рассчитан на весь срок эксплуатации. Хотя на некоторых отечественных авто элемент может разбираться и обслуживаться. Ниже мы выделим несколько факторов, из-за которых подшипник ступицы выходит из строя:
Как проверить исправность ступичного подшипника? Сделать это можно несколькими способами. О каждом из них мы расскажем подробней.
Этот метод предполагает проверку состояния элемента без его демонтажа. Более того, вам необязательно заезжать на подъемник или использовать специализированное оборудования. Как проверить подшипник? Суть способа предельно ясна. Необходимо разогнать машину до 70-80 километров в час и переключиться на «нейтраль». Далее нужно тщательно прислушаться к шумам работы подвески. Важно выбирать максимально ровный участок дороги, чтобы ходы подвески были минимальными. Если вы слышите какой-либо гул, это говорит о неисправности подшипника.
Также отметим, что этот гул поначалу может быть еле заметным. Но это говорит о том, что процесс разрушения обоймы уже начался, и он необратим. Со временем гул будет усиливаться. В конечном итоге он сопоставится с шумом работы реактивных турбин самолета. Но доводить элемент до такого состояния крайне опасно - деталь может заклинить в любую секунду.
Как проверить задний ступичный подшипник и передний? Необязательно искать ровный полигон для этого. Можно загнать машину на подъемник. Далее руками следует взяться за верхнюю и нижнюю часть покрышки и немного пошатать ее в горизонтальной или вертикальной плоскости. Какие-либо люфты исключены. Если вы увидели, что колесо шатается с зазором, значит, ступичный подшипник пришел в негодность. Отметим, что на задних колесах допускается небольшой люфт. Но его величина едва превышает сотых долей градуса. На передней же оси люфт и вовсе не допустим.
Если нет возможность использовать подъемник, не беда. Воспользуйтесь домкратом. Но минус данного способа в том, что вывешивать придется все четыре колеса по отдельности (поскольку подшипник может загудеть с разных сторон). Это займет немного больше времени. Но это еще не все методы того, как проверить подшипник ступицы. Есть еще один проверенный способ.
В этом случае нам потребуется применить навыки контраварийного вождения. Плюс этого метода в том, что нам не нужно искать длинный участок дороги и разгонять машину до высоких скоростей. Но ровность покрытия тоже важна. Итак, как проверить ступичный подшипник? Разгоняем машину до 20-30 километров в час и начинаем резко вращать рулем вправо-влево. Так мы проверим, насколько сильно кренится кузов машины. Занос должен увеличиться, если ступичный подшипник неисправен. Все это будет сопровождаться характерным гулом. На поворотах он усиливается в разы.
Также этим способом мы можем определить, на какой именно стороне неисправен элемент. При повороте направо, нагрузка идет на левый подшипник (поскольку кузов смещается в противоположную сторону). Но выяснить, задний это элемент или передний, можно только на подъемнике.
При покупке нового подшипника, важно проверить наличие в нем смазки. Часто недобросовестные производители не докладывают ее до нужного уровня. В результате элемент постоянно подвергается нагрузкам и выходит из строя.
Нередки случаи, когда деталь ломалась уже к 3000 км (особенно на УАЗах). Оптимальный вариант - выпотрошить всю имеющуюся смазку и нанести новую, купленную отдельно. Благо, сейчас продаются специализированные смазки. Они отличаются стойкостью к вымыванию и не меняют свойства при высоких температурах.
Итак, мы выяснили, как проверить ступичный подшипник на предмет исправности. Помните, что при любых проблемах будет нарушаться целостность его обоймы. Возрастает люфт, ухудшается управляемость автомобиля. Ну и, конечно же, все проблемы сопровождаются характерным гулом. Важно заметить его на ранней стадии. Ездить с таким подшипником и далее крайне опасно. Особенно если это элемент передней оси.
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
Подшипники используются в различных механизмах. Именно они и позволяют обеспечивать поступательное качение. Однако, у всего существует конечный ресурс. В данной публикации будут описаны методы, которые гарантированно дадут возможность выявить подшипники, которые уже не пригодны к использованию.
Любые подшипники (Днепропетровск поставляет широкий спектр подшипников) тестируются при помощи нижеуказанных методов. Следует понимать, что подшипниковый узел, у которого вышел ресурс, уже не подлежит восстановлению (только под замену).
Советы предельно простые и могут быть выполнены без специализированного оборудования:
Выполнять проверку рекомендуется без перчаток. Естественно, подшипник в полной мере очищается от смазки. Пальцы позволят ощутить даже самые незначительные биения. Если они только появляются, настоятельно рекомендуется оценить шарики/ролики в подшипнике на наличие коррозии или выработки.
В случае, если были обнаружены небольшие пятнышки ржавчины или металлическая пыль, можно с уверенностью сказать, что подшипник уже фактически своё отходил.
Подобная необходимость часто возникает в автомобилях. К примеру, Вы осуществляете проверку подшипникового узла на износ. И в результате обнаруживаете, что с одной стороны автомобиля подшипник уже «приехал».
Однако с другой стороны подшипник «ещё жив» и вполне может эксплуатироваться. В таких ситуациях профессионалы рекомендуют выполнить двойную замену подшипников во избежание возникновения дальнейших проблем в эксплуатации автомобиля.
Следуя вышеозначенным рекомендациям, Вы гарантированно сможете выявить проблему в подшипниковом узле на раннем этапе её формирования. А это означает, что техническая неисправность, которая может привести к серьёзным последствиям, не наступит.
Вы выборе новых подшипников выбирайте продукцию только проверенных брендов, использующих высокопрочные сплавы. Китайцы, к примеру, часто для шариков используют некачественный металл. Неудивительно, что достаточно скоро (тем более при высоких нагрузках) на шариках появляются сколы и выбоины.
В видео будет продемонстрировано, как самостоятельно осуществить проверку подшипника:
После того как я опубликовал статью , ко мне на блог посыпались вопросы об остальных узлах. А именно о том, как определить ту или иную неисправность. И вот уже несколько человек задают вопрос о ступичном подшипнике, а именно как понять, что он неисправен. Сегодня я постараюсь также просто и понятно объяснить, как определить поломку своими руками …
Ступичный подшипник очень важный элемент, без него колесо автомобиля не крутилось бы. Он испытывает действительно высокие нагрузки, а поэтому должен быть сделан из износостойких высококачественных материалов. Однако от времени, от большого пробега или просто неправильной эксплуатации автомобиля эта деталь может выйти из строя. Менять ее нужно – ОБЯЗАТЕЛЬНО, а иначе можно спровоцировать большую аварию.
Если честно, то подшипник это очень прочная часть ступицы. И чтобы его «убить» нужно постараться! Скорее всего, у вас выйдут из строя всевозможные стойки, резиновые втулки и прочие навесные части, но если «постараться» можно вывести из строя и этот элемент.
1) Большой пробег . Как бы банально не звучало, но большой пробег автомобиля изнашивает все узлы, и подшипник тут не исключение. Это основная причина неисправности, остальные вторичны. Примерно через 70 – 120 000 километров, у различных производителей по-разному. Вы услышите характерный хруст. Говорит о том, что эту деталь нужно менять.
2) Потеря герметичности . Подшипник имеет немного смазки, которая закрыта специальными кожухами из резины или пластмассы. Если они разрушаются, то смазка выходит и износ становится намного больше. Уже через пару тысяч километров можно услышать характерный гул, что говорит о неисправности.
3) Неаккуратная езда . Если будете постоянно влетать в ямы на больших скоростях, это также немного износит этот узел. Хотя как я уже писал выше, быстрее выйдут из строя другие элементы подвески.
4) Неправильная запрессовка . Это вторичная причина, при ремонте могут неправильно запрессовать новый подшипник, например — наискосок. Таким образом, при движении он будет стоять не правильно, что его достаточно быстро износит, примерно через пару – тройку тысяч километров опять нужно будет менять.
5) Если слишком сильно затянули . Такое бывало особенно на наших отечественных авто, подшипник перетягивали при замене, таким образом, он нагревался больше обычного, что также способствует снижению ресурса и последующей поломки. Так что нужно учитывать силу закручивания, обычно она указывается в инструкции.
Это все основные причины, однако как вы видите две последние это «кривые руки» автосервиса. Так что меняем только на проверенных станциях, которые дают гарантию на работы. Иногда выгоднее посмотреть на официальные станции.
Вот тут самое интересное — как определить неисправность, есть несколько сто процентных методов.
1) «Сухой» хруст . Когда ступичный подшипник выходит из строя, то появляется звук как бы хруста при движении. Это перекатываются сферические элементы. Они разбили обойму в которой находились и теперь расположены не равномерно. Этот звук вы не с чем не перепутаете, поверьте, в салоне этот звук прекрасно слышится. Это самый первый симптом – как появился такой звук сразу же едем на СТО.
2) Вибрация . Если подшипник уже хорошо изношен, то должна появиться вибрация, как в руль так и в кузов. Это говорит о том, что сферические элементы уже хорошо износили обойму подшипника, еще немного и возможно наступит «клин». Срочно меняем.
3) Машину тянет в сторону . Также возможно, часть с неисправным элементом не работает нормально – если можно так выразится, она немного стопорится, а поэтому автомобиль будет тянуть в ту или иную сторону, как при неправильном .
Многие автолюбители катаются с неисправными ступичными подшипниками, да еще и разгоняются под 100 и выше километров в час – ребята это очень опасно, запомните это связующий элемент колеса, который отвечает за его вращение. Если он разбит, то в любой момент его может заклинить. А это резкая остановка одного из передних колес. Теперь представьте если у вас скорость 100 км/ч – вы на такой скорости просто вылетите на обочину это в лучшем случае, но можете вылететь и на «встречку», а тут и до аварии недалеко. Бывали случаи когда машины переворачивались. Так что ребята подшипник ступицы – это очень опасно, если не хотите менять так ездите с небольшими скоростями, до 40 км/ч, иначе может закончится все очень плачевно.
В общем помимо хруста, который вы постоянно будете слышать при движении. Можно определить по признакам самому буквально около дома.
1) Выставляем машину на ровную, желательно асфальтированную площадку.
2) Нужно проверить люфт по вертикальной оси. Для этого берем колесо в верхней точке и пытаемся изо всех сил его раскачать. Если вы слышите щелчки и есть люфт, то это однозначно «ступичный».
3) Для полной уверенности, можно поднять колесо на домкрате и вращать его. Если слышен хруст – неисправность.
4) Есть еще один метод (работает только на переднем приводе), но его желательно делать на подъемнике. Нужно поднять автомобиль, завести, включить передачу и разогнать колеса, затем глушим мотор и слушаем. Та сторона, которая будет шуметь, хрустеть и вибрировать – неисправна.
Сейчас небольшая видео версия статьи
Что хочется сказать – меняйте подшипник правильно, самому сделать это достаточно сложно. Нужны как минимум пару съемников, а также знание подвески автомобиля. Не зря многие автопроизводители меняют полностью ступицу колеса.
При замене важно:
1) Запрессовывать подшипник можно только специальными ровными обоймами (идеально использовать корпус от старого). Не допускается запрессовка «телами качения».
2) Не допускать запрессовку острыми инструментами, которые могут повредить уплотнительное кольцо, что затем приведет к утечке смазки.
Основные причины повреждения подшипников - Подшипники в Беларуси
Выход подшипника из строя не всегда является преждевременным. Большой процент замен подшипников связан с нормальным процессом усталости материала подшипника т.е естественный износ подшипника.
Основными причинами преждевременного выхода подшипников из строя являются загрязнение - последствия неправильного обращения и перебои в подаче смазки. Особенно опасно попадание в смазку окалины, металлической стружки или песка. В результате износа рабочих поверхностей подшипника нарушается его работоспособность, для восстановления которой необходим ремонт с заменой подшипникового узла.
Можно рассматривать следующие причины переждевременного выхода подшипников из строя:
У многоопорных валов наиболее частой причиной отказов подшипников являются отклонения от соосности опор или шеек вала и недостаточная жесткость корпуса, несущего опоры.
Так как процесс усталостного выкрашивания деталей подшипника развивается сравнительно медленно и сопровождается усилением шума и вибрации при его работе, можно достаточно быстро обнаружить такие повреждения и успеть заменить подшипник еще до его полного разрушения.
Необходимо иметь в виду, что если слой смазочного материала достаточно большой по отношению к величине шероховатости поверхности, то опасность повреждений очень мала. Тем не менее, при нагрузке на подшипник, превышающей граничную нагрузку по усталости, со временем может возникнуть нормальное усталостное разрушение.
Наблюдение за состоянием подшипников во время их эксплуатации может осуществляться методом замера уровня вибрации или шума. Этот метод применяется в качестве диагностического инструмента для раннего обнаружения неисправности. Для вибромониторинга состояния подшипников существуют специальные приборы, позволяющие по уровню шума диагностировать состояние подшипников и степень их износа.
Максимальная долговечность подшипников достигается, прежде всего, благодаря точному соблюдению правил их установки и технического обслуживания. Срок службы подшипников также зависит от правильного выбора самого подшипника и применения надлежащего инструмента для его установки. Подшипник должен быть защищен от попадания в него грязи и влаги, правильно установлен и смазан. При монтаже подшипников необходимо соблюдать следующие правила:
|
Вид повреждения |
Описание |
Профилактика |
|
|
Износ вследствие недостаточного смазывания |
Изношенные, иногда отполированные до блеска поверхности; голубовато-коричневая окраска после некоторого времени работы |
Недостаточное смазывание и, вследствие этого, быстрый разогрев |
Улучшать условия смазывания, не нарушать сроки смазывания и своевременно проверять состояние уплотнений |
|
«Задиры» на внешних поверхностях |
Характерные «задиры» и изменение цвета на внешней поверхности или торце |
Проворачивание кольца подшипника относительно вала или корпуса |
Единственный способ предотвращения такого повреждения – увеличить натяжение до значения, обеспечивающего отсутствие перемещения в посадке. Осевого зажима подшипников для этого недостаточно |
|
Коррозия, или глубокие коррозийные раковины |
Серо-черные полосы поперек дорожек качения, в большинстве случаев, - на расстоянии шага тел качения |
Попадание в подшипник воды или других веществ, порождающих коррозию. После длительного времени работы происходит образование раковин (питтинг) на поверхности подшипника |
Проверить состояние уплотнений и применить смазочный материал с лучшими антикоррозийными свойствами |
|
Контактная (фреттинг) коррозия |
Фpеттинг-коррозия возникает при относительном движении между кольцом подшипника и валом либо корпусом. Проявляется в виде ржавчины на посадочной поверхности внутреннего или наружного кольца. Иногда явно выражены следы качения. |
Посадка с зазором, либо погрешности формы посадочных мест |
Обеспечить безупречные условия посадки |
|
Выкрашивание вследствие овальности посадочной поверхности |
Резко выраженные следы качения на двух диаметрально противоположных участках одного из колец, выкрашивание на этих участках |
Возможно отклонение от круглой поверхности отверстия корпуса вследствие его установки на неплоском основании |
Обычно нужно изготовить новый вал или корпус. Другой возможный путь – напыление металла на посадочную поверхность и ее перешлифовка |
|
Трещины вследствие неправильного обращения с подшипником |
Трещины и сколы, возникающие обычно на боковых поверхностях |
Удары при монтаже непосредственно по кольцу |
|
|
Вмятины под воздействием инородных частиц |
Небольшие царапины на дорожках и телах качения |
В подшипник проникли инородные частицы при монтаже – либо со смазкой, либо из окружающей среды |
Обеспечить чистоту подшипников при монтаже, заменить смазку и проверить состояние уплотнений |
