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輪轂軸承和輪轂單元的更換
2012-10-29
Z壞情況下，磨損或損壞的輪轂軸承或軸承單元會帶來安全隱患，嚴重的情況下，可能還會造成傷害。至少它會在行駛的路途中發生不合時宜且成本較高的失效。因此，Z好的辦法是在它們失效前將輪轂軸承或輪轂單元換掉，但又如何知道它們在什么時候失效呢？
SKF從數以萬次的更換過程中收集到的數據中發現，大多數需要進行軸承更換的汽車行駛的里程在13萬~19萬km之間。因此，為了Z大限度地確保安全和可靠性，SKF建議在更換制動器時，不管車齡的長短都要檢查輪轂軸承，并且時刻注意軸承磨損的早期預警信號，包括任何轉動時的磨損噪聲或懸掛組合輪在轉彎時不正常的減速。
后輪驅動車輛
當替換前輪軸承時，即使只壞了一個軸承，也要成對更換。這是因為導致一個軸承失效的工作條件和作用于另一個軸承的工作條件相似。大多數生產商建議后輪驅動的車輛在行駛38000km時應對前輪轂軸承進行注油潤滑。
然而，大多數情況下，直到更換制動系統才對軸承進行注油潤滑，這意味著，在潤滑以前，軸承已經工作了兩倍或比兩倍更多的建議行駛里程數。每當更換制動系統時，檢查軸承并更換油封是一個良好的工作習慣。
后輪驅動時，用的Z多的前輪轂軸承是單列圓錐滾子軸承。圓錐軸承有兩個可分離的部件：圓錐內圈和圓錐外圈。里邊的部分或內圈有一個內圈、滾動體和保持架。外圈是經過硬化處理的鋼材，給滾動體提供一個光滑的滾動表面。在輪端應用中，圓錐滾子軸承通常成對使用。
在一些場合，后輪驅動車輛使用輪轂單元作為前輪軸承，使用輪轂單元的好處在于：大多數輪轂單元是密封的，且在整個壽命期內保持潤滑。
雖然球體、錐體、滾柱輪轂軸承在老式的汽車后輪中廣泛運用，但輪轂單元的使用量卻在日益增長。大多數后輪驅動車輛上的后輪轂軸承是密封的，且在整個使用壽命期都潤滑的，或由差速器中的潤滑油潤滑。因此，它們通常沒有特定的保養間隔期。只有當輪轂密封開始滲漏，且引起差速器的潤滑油滲透到制動剎車片時，才需要進行維護。
前輪驅動車輛
前輪驅動車輛中使用Z多的前輪轂軸承裝置是一種整體輪轂單元。典型的軸承單元，集成了內外圈、滾動體和保持駕，并帶有一個或兩個安裝用的法蘭。通常，這些輪轂單元在整個使用壽命期內是密封的，當輪轂單元被損壞或顯示出磨損的跡象時，整個輪轂單元被更換掉。
與承受驅動或轉向要求而引起負荷的前輪轂相反，前輪驅動車輛的后輪轂軸承只承受徑向的負載。因此，如今使用的前輪驅動車輛的后輪中，可以看到各種各樣的軸承。
現今上廣泛使用的由SKF設計的輪轂單元有：
代輪轂單元：由雙列角接觸球軸承組成。
第二代輪轂單元，使得汽車維修過程中的安裝變得更容易。這種系列在外圈上有一個用于將軸承安裝在軸上的法蘭，簡單地將軸承套在輪軸上，并用螺母固定到位。
第三代輪轂單元，當今，許多全球性的汽車制造商都采用SKF第三代輪轂單元和防抱制動系統相配合。這種輪轂單元設計成具有內法蘭和外法蘭，內法蘭用螺栓固定在驅動軸上，外法蘭將整個軸承安裝在一起。
避免軸承失效的提示
在下列篇幅中，SKF描述了若干普遍情況下未能正確安裝軸承的例子。從下面的例子中，可以看到不按照指定程序安裝或沒有良好的工作習慣將很容易導致錯誤。
小心安裝。軸承，盡管有結實的結構以及給人一種堅固的感覺，但它卻是一種很敏感的機械零部件，通常情況下，必須小心地使用。即使在運輸途中，倉儲或安裝時的一些微小過失(不小心)，也會損傷軸承的內部幾何形狀，從而反過來導致軸承的早期失效，并對相關部件造成潛在的損壞。
致命的灰塵。使用軸承的個需考慮的要素是工作場所必須保持盡可能的清潔，即使是一顆非常細小的塵粒或砂粒進入軸承，也會對軸承內部造成損傷，從而不可避免地縮短軸承的使用壽命。
使用正確的工具。第二個需要考慮的因素是用于拆裝軸承的工具類型。合適的工具能確保工作質量又快又好。
安裝步驟。第三個重要因素是須遵循正確的安裝步驟，始終參閱汽車制造廠車間的操作手冊。特別是對軸承部件施加不正確的安裝力會使軸承提前失效。如果軸承或密封圈在安裝過程中受損，將會產生提前失效。
帶ABS的輪轂單元和軸承。帶整個磁性和密封圈的代輪轂軸承必須根據汽車制造商的規定按正確的方向安裝到適當的位置。所有帶ABS的軸承只能在安裝前從包裝盒中取出，這類軸承對任何磁場都很敏感。讓它們遠離磁場，如使用電動機或電動工具等。當安裝這些軸承時，通過路試來驗證軸承的運轉——在儀表盤上查看ABS警報指示。
失效分析
通過對早期失效輪轂軸承的分析，SKF掌握了大量軸承失效的原因及如何防止的方法。
安裝過程中軸承和軸安裝誤差引起的損害。在安裝過程中，如果內圈和軸之間產生安裝誤差，軸承和周圍部件將會發生塑性變形，從而影響軸承的工作環境，在后續階段會產生噪聲和剝落現象。
不合適的夾緊負載。過大預負載和過大的夾緊負載迫使滾動體工作于非理想狀態，在這種工作條件下，溫度升高，導致油脂的潤滑性喪失，使滾道表面狀態惡化，在后續工作階段會發生剝落現象。
低夾緊負載會引起內圈發生位移，使得軸承工作不在適當的預載下，而是在大的軸向間隙條件下。在整個工作壽命期間，這個間隙將日趨增大，軸承的滾道上將會出現如圖所示，經常是兩條明顯的運行軌跡。
另外，內圈相對軸會發生轉動，從孔徑上的發光表面可以看出。
不合適的運轉條件可能在滾道上產生鱗狀紋，從而在轉動中產生噪聲。
安裝過程中的損傷。安裝誤差：施加于密封件的沖擊載荷可能顯著影響它的功能，導致密封唇和拋油環表面不能正確接觸，這樣降低了密封性能，在這種情況下，水和/或者其它污物(灰塵、臟東西)可能會滲入。
水的滲透。當水和腐蝕性物質進入軸承內部并達到一定的數量時，使得潤滑油不能為材質表面提供保護時，就會發生氧化。這個過程的后果是形成腐蝕坑，Z終導致表面剝落，尤其是在內、外圈與滾動體相接觸的區域更明顯。
螺紋損傷。當螺栓和螺栓孔之間出現安裝誤差時，在拆裝螺栓過程中，有法蘭的輪轂單元(第二代和第三代)通常會發生螺紋的損壞。
塑性變形。當超過材料的屈服力時，塑性變形就產生了。當靜態載荷和沖擊載荷超載時，與滾動體相接觸的軸承滾道上就會出現凹陷的塑性變形。這些和滾動體間距相同的滾道上的塑性變形可能因后階段的連續滾壓而不可避免地出現剝落現象。
如果把安裝力施加在錯誤的軸承圈上，則通過滾動體使得滾道和滾動體出現凹陷。如果預負載過大，也會發生過載現象，在這種情況下，損傷不僅出現在滾子上，而且對其它部件也會造成相應的損傷。
由于受損滾動體的連續滾壓可能在滾道上產生壓痕，在后續階段會不可避免地產生剝落現象。
輪轂單元的密封問題。密封圈的功能是將潤滑脂密封在軸承內，避免引起腐蝕和永久失效的水和塵粒的進入。適量的油脂滲透是允許的，這樣可以將外界類似污物的東西與密封圈隔開，以起到保護作用。
沖擊損傷。所有軸承對碰撞和沖擊都很敏感。在安裝軸承時，決不能使用榔頭，SKF建議使用合適的安裝工具。
輪轂單元安裝指導原則(見輪轂單元安裝指導原則圖)
當安裝和調整輪轂軸承時，由于車輛結構的差異，下述的指導原則只針對通用技術原則。當更換軸承時，確保使用正確的安裝方法，及使用合適的工具，并遵循所有部件的安裝步驟，特別是軸承，在沒有做好安裝準備前勿打開包裝，在安裝時，要防止鐵銹物質滯留在軸承上。
拆卸：
1.鎖定一個車輪，防止汽車滑動。
2.在車輪仍接觸地面時，松開驅動輪的螺母(1)和車輪螺栓螺母。
3.頂起車輛并用軸架支撐(必須使用軸架以免傷及人員)。移走車輪。
4.拆下制動組件和制動鉗(2)，但不要把制動軟管拆開。
5.卸下制動盤(3)。
6.卸下盤蓋(4)(如果有的話)。
7.卸下驅動軸的螺母(1)(一些車輛有螺釘、驅動軸上有螺紋孔)。
8.把轉向臂(5)從轉向連桿末端(6)及下懸掛臂(7)和穩定器上卸下。(如果它和支柱后的轉向臂關聯的話)
9.把轉向臂(5)從輪轂9中轉出來，以清潔驅動軸(8)，同時，確保驅動軸在 中的位置正確。
10.把轉向臂(5)從立柱(10)上卸下。
11.卸下密封圈(如果適用的話)。
12.卸下彈性擋圈(11)或其它固定件，彈性擋圈可能在轉向臂內或在外面的軸承上。
13.用專用工具或壓機和合適的頂桿把輪轂(9)壓出。
14.用一個外部軸承拆卸器把軸承內滾道從輪轂中卸下。
15.重新將內滾道裝回軸承，并且用一個專用工具把軸承(12)從轉向臂中拉出或用合適的芯棒壓出。(如果轉向臂用兩個彈性擋圈安裝定，則這個操作就用不著再安裝內滾道，只要對外圈加力即可。)
SKF從數以萬次的更換過程中收集到的數據中發現，大多數需要進行軸承更換的汽車行駛的里程在13萬~19萬km之間。因此，為了Z大限度地確保安全和可靠性，SKF建議在更換制動器時，不管車齡的長短都要檢查輪轂軸承，并且時刻注意軸承磨損的早期預警信號，包括任何轉動時的磨損噪聲或懸掛組合輪在轉彎時不正常的減速。
后輪驅動車輛
當替換前輪軸承時，即使只壞了一個軸承，也要成對更換。這是因為導致一個軸承失效的工作條件和作用于另一個軸承的工作條件相似。大多數生產商建議后輪驅動的車輛在行駛38000km時應對前輪轂軸承進行注油潤滑。
然而，大多數情況下，直到更換制動系統才對軸承進行注油潤滑，這意味著，在潤滑以前，軸承已經工作了兩倍或比兩倍更多的建議行駛里程數。每當更換制動系統時，檢查軸承并更換油封是一個良好的工作習慣。
后輪驅動時，用的Z多的前輪轂軸承是單列圓錐滾子軸承。圓錐軸承有兩個可分離的部件：圓錐內圈和圓錐外圈。里邊的部分或內圈有一個內圈、滾動體和保持架。外圈是經過硬化處理的鋼材，給滾動體提供一個光滑的滾動表面。在輪端應用中，圓錐滾子軸承通常成對使用。
在一些場合，后輪驅動車輛使用輪轂單元作為前輪軸承，使用輪轂單元的好處在于：大多數輪轂單元是密封的，且在整個壽命期內保持潤滑。
雖然球體、錐體、滾柱輪轂軸承在老式的汽車后輪中廣泛運用，但輪轂單元的使用量卻在日益增長。大多數后輪驅動車輛上的后輪轂軸承是密封的，且在整個使用壽命期都潤滑的，或由差速器中的潤滑油潤滑。因此，它們通常沒有特定的保養間隔期。只有當輪轂密封開始滲漏，且引起差速器的潤滑油滲透到制動剎車片時，才需要進行維護。
前輪驅動車輛
前輪驅動車輛中使用Z多的前輪轂軸承裝置是一種整體輪轂單元。典型的軸承單元，集成了內外圈、滾動體和保持駕，并帶有一個或兩個安裝用的法蘭。通常，這些輪轂單元在整個使用壽命期內是密封的，當輪轂單元被損壞或顯示出磨損的跡象時，整個輪轂單元被更換掉。
與承受驅動或轉向要求而引起負荷的前輪轂相反，前輪驅動車輛的后輪轂軸承只承受徑向的負載。因此，如今使用的前輪驅動車輛的后輪中，可以看到各種各樣的軸承。
現今上廣泛使用的由SKF設計的輪轂單元有：
代輪轂單元：由雙列角接觸球軸承組成。
第二代輪轂單元，使得汽車維修過程中的安裝變得更容易。這種系列在外圈上有一個用于將軸承安裝在軸上的法蘭，簡單地將軸承套在輪軸上，并用螺母固定到位。
第三代輪轂單元，當今，許多全球性的汽車制造商都采用SKF第三代輪轂單元和防抱制動系統相配合。這種輪轂單元設計成具有內法蘭和外法蘭，內法蘭用螺栓固定在驅動軸上，外法蘭將整個軸承安裝在一起。
避免軸承失效的提示
在下列篇幅中，SKF描述了若干普遍情況下未能正確安裝軸承的例子。從下面的例子中，可以看到不按照指定程序安裝或沒有良好的工作習慣將很容易導致錯誤。
致命的灰塵。使用軸承的個需考慮的要素是工作場所必須保持盡可能的清潔，即使是一顆非常細小的塵粒或砂粒進入軸承，也會對軸承內部造成損傷，從而不可避免地縮短軸承的使用壽命。
使用正確的工具。第二個需要考慮的因素是用于拆裝軸承的工具類型。合適的工具能確保工作質量又快又好。
安裝步驟。第三個重要因素是須遵循正確的安裝步驟，始終參閱汽車制造廠車間的操作手冊。特別是對軸承部件施加不正確的安裝力會使軸承提前失效。如果軸承或密封圈在安裝過程中受損，將會產生提前失效。
帶ABS的輪轂單元和軸承。帶整個磁性和密封圈的代輪轂軸承必須根據汽車制造商的規定按正確的方向安裝到適當的位置。所有帶ABS的軸承只能在安裝前從包裝盒中取出，這類軸承對任何磁場都很敏感。讓它們遠離磁場，如使用電動機或電動工具等。當安裝這些軸承時，通過路試來驗證軸承的運轉——在儀表盤上查看ABS警報指示。
失效分析
通過對早期失效輪轂軸承的分析，SKF掌握了大量軸承失效的原因及如何防止的方法。
安裝過程中軸承和軸安裝誤差引起的損害。在安裝過程中，如果內圈和軸之間產生安裝誤差，軸承和周圍部件將會發生塑性變形，從而影響軸承的工作環境，在后續階段會產生噪聲和剝落現象。
不合適的夾緊負載。過大預負載和過大的夾緊負載迫使滾動體工作于非理想狀態，在這種工作條件下，溫度升高，導致油脂的潤滑性喪失，使滾道表面狀態惡化，在后續工作階段會發生剝落現象。
低夾緊負載會引起內圈發生位移，使得軸承工作不在適當的預載下，而是在大的軸向間隙條件下。在整個工作壽命期間，這個間隙將日趨增大，軸承的滾道上將會出現如圖所示，經常是兩條明顯的運行軌跡。
另外，內圈相對軸會發生轉動，從孔徑上的發光表面可以看出。
不合適的運轉條件可能在滾道上產生鱗狀紋，從而在轉動中產生噪聲。
安裝過程中的損傷。安裝誤差：施加于密封件的沖擊載荷可能顯著影響它的功能，導致密封唇和拋油環表面不能正確接觸，這樣降低了密封性能，在這種情況下，水和/或者其它污物(灰塵、臟東西)可能會滲入。
水的滲透。當水和腐蝕性物質進入軸承內部并達到一定的數量時，使得潤滑油不能為材質表面提供保護時，就會發生氧化。這個過程的后果是形成腐蝕坑，Z終導致表面剝落，尤其是在內、外圈與滾動體相接觸的區域更明顯。
螺紋損傷。當螺栓和螺栓孔之間出現安裝誤差時，在拆裝螺栓過程中，有法蘭的輪轂單元(第二代和第三代)通常會發生螺紋的損壞。
塑性變形。當超過材料的屈服力時，塑性變形就產生了。當靜態載荷和沖擊載荷超載時，與滾動體相接觸的軸承滾道上就會出現凹陷的塑性變形。這些和滾動體間距相同的滾道上的塑性變形可能因后階段的連續滾壓而不可避免地出現剝落現象。
如果把安裝力施加在錯誤的軸承圈上，則通過滾動體使得滾道和滾動體出現凹陷。如果預負載過大，也會發生過載現象，在這種情況下，損傷不僅出現在滾子上，而且對其它部件也會造成相應的損傷。
由于受損滾動體的連續滾壓可能在滾道上產生壓痕，在后續階段會不可避免地產生剝落現象。
輪轂單元的密封問題。密封圈的功能是將潤滑脂密封在軸承內，避免引起腐蝕和永久失效的水和塵粒的進入。適量的油脂滲透是允許的，這樣可以將外界類似污物的東西與密封圈隔開，以起到保護作用。
沖擊損傷。所有軸承對碰撞和沖擊都很敏感。在安裝軸承時，決不能使用榔頭，SKF建議使用合適的安裝工具。
輪轂單元安裝指導原則(見輪轂單元安裝指導原則圖)
當安裝和調整輪轂軸承時，由于車輛結構的差異，下述的指導原則只針對通用技術原則。當更換軸承時，確保使用正確的安裝方法，及使用合適的工具，并遵循所有部件的安裝步驟，特別是軸承，在沒有做好安裝準備前勿打開包裝，在安裝時，要防止鐵銹物質滯留在軸承上。
1.鎖定一個車輪，防止汽車滑動。
2.在車輪仍接觸地面時，松開驅動輪的螺母(1)和車輪螺栓螺母。
3.頂起車輛并用軸架支撐(必須使用軸架以免傷及人員)。移走車輪。
4.拆下制動組件和制動鉗(2)，但不要把制動軟管拆開。
5.卸下制動盤(3)。
6.卸下盤蓋(4)(如果有的話)。
7.卸下驅動軸的螺母(1)(一些車輛有螺釘、驅動軸上有螺紋孔)。
8.把轉向臂(5)從轉向連桿末端(6)及下懸掛臂(7)和穩定器上卸下。(如果它和支柱后的轉向臂關聯的話)
9.把轉向臂(5)從輪轂9中轉出來，以清潔驅動軸(8)，同時，確保驅動軸在 中的位置正確。
10.把轉向臂(5)從立柱(10)上卸下。
11.卸下密封圈(如果適用的話)。
12.卸下彈性擋圈(11)或其它固定件，彈性擋圈可能在轉向臂內或在外面的軸承上。
13.用專用工具或壓機和合適的頂桿把輪轂(9)壓出。
14.用一個外部軸承拆卸器把軸承內滾道從輪轂中卸下。
15.重新將內滾道裝回軸承，并且用一個專用工具把軸承(12)從轉向臂中拉出或用合適的芯棒壓出。(如果轉向臂用兩個彈性擋圈安裝定，則這個操作就用不著再安裝內滾道，只要對外圈加力即可。)
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