汽车轮毂轴承单元应用及其常见故障解析

【摘 要】本文介绍了轮毂轴承单元的发展概况、不同类型的结构性能，以及轴承在安装过程中必须注意的事项，对轮毂轴承单元的常见故障也作了解析。

【关键词】轮毂轴承单元;发展;类型;安装;故障

Automobile Wheel Hub Bearing Unit and General Failure Analysis

SUN Liang

（Zhejiang Wanxiang Preclsion Iddustry Co.， Ltd.， Hangzhou Zhejiang 311202，China）

【Abstract】This paper introduced the overview of the development of the wheel hub bearing unit， the performance of different structures as well as the matters to be attention during the installation of the bearing， and the common faults of wheel hub bearing units are analyzed in this paper.

【Key words】Wheel hub bearing unit;Development;Type;Installation;The fault

0 前言

轮毂轴承单元主要用于承受通过悬架系统传递而来的汽车重量，以及为轮毂的转动提供精确引导，是汽车载重和转动的重要组成部分，下文对轮毂轴承单元的应用、常见故障进行阐述。

1 发展概况

20世纪50年代，汽车前轮、后轮轴承采用的分别是两套角接触球轴承和一套单列向心球轴承，到60年代，前轮、后轮轴承采用的分别是两套圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承，60年代后期随着汽车出现前轮驱动，因驱动轴加粗需加大轴承孔径，同时轴向空间受限，需减少轴承宽度，开始研制出带有组合密封的双列轴承，70年代开始研发轿车用双列轴承单元，90年代中期后，轮毂轴承单元开始广泛应用在各种汽车上，向集成化、轻量化、装配简便化方向发展。

2 轮毂轴承单元的类型

轮毂轴承单元具有组装性能好、免调整游隙、免维护、重量轻、结构紧凑、载荷容量大的性能，已广泛应用于各类轿车及载重汽车，目前在广泛使用的轮毂轴承单元有第一代、第二代、第三代，处于研发试制阶段的有第四代。

第一代轮毂轴承单元如图1所示，是外圈整体型双列轴承，出厂前预先设定好最佳工作游隙，使用安装时无需调整，并采用多唇迷宫式密封结构，一次性专业润滑，安装方便、结构紧凑、性能可靠。

第二代轮毂轴承单元如图2所示，是将轮毂轴承外圈与相配合的安装凸缘制成一体的结构，除具有第一代的全部优点外，由于其外圈与安装凸缘整合为一体，因此刚性好，可靠性高。

第三代轮毂轴承单元如图3所示，是将轮毂轴承与联接轮毂的安装凸缘、联接万向节的凸缘芯轴以及传感器集成为一个总成部件，对轴承用户来说，这意味着简化了轴承设计与安装，并可以减小重量和外形尺寸，其中内置轮速传感器已成为发展趋势，实现了机电一体化发展，与第二代轮毂轴承单元相比，其整体刚性更好、承载能力更强、可靠性更高。

第四代轮毂轴承单元如图4所示，是把万向节与轮毂轴承单元做成整体，有效减小了万向节的轴向尺寸，其结构更紧凑、零件功能集成度更高，在保证轴承可靠性的同时，还可使得整个系统更进一步地小型化、轻量化。轻量化设计能节省原材料成本，降低车辆的能耗，具有很强的应用价值，成为轮毂轴承单元发展的一个重要方向，通过提高一体化程度来减轻整个车轴的重量，同时也便于维护与安装，在保证足够强度的前提下，针对载荷小的部位进行结构优化、去除多余材料，减轻轮毂轴承单元重量，具有重要的意义，该型轮毂轴承单元目前尚处于研发试制阶段，未形成规模化生产。

3 轮毂轴承单元安装注意事项

第一代轮毂轴承单元没有安装法兰盘，其与转向节和法兰盘均是通过过盈配合来连接，因此要将他们压合在一起。第二代轮毂轴承单元有一个安装法兰盘，因此只需一次压入操作即可。第三代轮毂轴承单元完全通过螺栓连接，无需压入，安装便捷。轮毂轴承单元正确安装与否，直接影响到轴承能否正常工作以及使用寿命，需注意以下事项：

（1）轴承在安装时应遵循不能将压力传递到钢球上的原则，否则容易导致钢球产生压痕而早期失效;（2）工作场所必须保持尽可能的清洁，即使是一颗非常细小的粉尘颗粒进入轴承，也会对轴承内部造成损伤，从而不可避免地缩短轴承的使用寿命;（3）不允许使用榔头敲击轴承，合适的工具能确保工作质量又快又好;（4）轴承不要跌落到地上，否则容易导致零件产生位移，如内圈脱落、密封组件脱离等;（5）装有磁性编码器的轴承在安装前从包装盒中取出时，要让它们远离磁场;（6）在安装过程中，如果内圈和轴之间产生安装误差，轴承和周围部件将会发生塑性变形，从而影响轴承的工作环境，在后续阶段会产生噪声和剥落现象;（7）轴承各装配配合尺寸和安装锁紧螺母时的扭矩要合适，过大的负载将迫使滚动体处于非理想工作状态，使滚道表面工作状态恶化，在后续工作阶段会发生剥落现象。过低的负载会引起轴承在过大的轴向游隙下工作，降低了抗冲击载荷的能力，增加了轴承噪音。

4 轮毂轴承单元常见故障

轮毂轴承单元的常见故障现象一般有两种，包括轴承在运转过程中温度过高、有异响。

4.1 轴承温度过高

工作状态中的轴承，允许有一定的温度，用手抚摸轴承安装部位的外壳，如不感觉烫手则为正常，反之则表明轴承的温度过高。

轴承温度过高常见的原因有：润滑脂质量不符合要求;润滑脂占轴承内部空间的比例过高，摩擦力矩大[1]。

4.2 轴承异响

轴承在工作中允许有轻微的运转声音，但如果声音过大或有不正常的异响，则表明轴承有故障。

轴承产生异响的原因比较复杂，如轴承内、外圈装配配合尺寸超出规范要求，破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系，导致轴线偏离了正确的位置，在高速运动时产生异响;其次，当轴承滚道产生疲劳剥落、磨损、腐蚀、胶合、振纹、粗糙度过大时，也会使轴承产生异响;此外，轴承润滑不足形成的干摩擦、轴向游隙过大[2]，以及滚动体碎裂、保持架损坏等都会产生异响。（下转第187页）

（上接第121页）5 结束语

通过阐述轮毂轴承单元从第一代到第四代的结构性能、安装时必须注意的事项，以及对常见故障的解析，为轴承用户正确使用提供了借鉴。

【参考文献】

[1]郭宝霞.滚动轴承知识问答[M].北京：中国标准出版社，2012.

[2]黎桂华.轴向游隙对轿车轮毂轴承性能的影响[J].轴承，2011（1）：1-3，7.

[责任编辑：薛俊歌]

作者简介：孙亮（1982—），男，工程师，主要从事轴承工艺设计。