轮毂轴承

轮毂轴承(hub bearing)的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的，轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。这种结构使得其在汽车生产厂装配困难、成本高、可靠性差，而且汽车在维修点维护时，还需要对轴承进行清洗、涂油和调整。轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的，它将两套轴承做为一体，具有组装性能好、可省略游隙调整、重量轻、结构紧凑、载荷容量大、为密封轴承可事先装入润滑脂、省略外部轮毂密封及免于维修等优点，已广泛用于轿车中，在载重汽车中也有逐步扩大应用的趋势。

轮毂轴承是汽车、摩托车等车辆的重要组成部分，它的主要作用是支撑车轮，减少车轮与地面摩擦的阻力，帮助车辆更加平稳地行驶。轮毂轴承的工作原理涉及一些机械学的基本概念，包括滚动摩擦、力矩传递等。

轮毂轴承包括内圈、外圈、滚动体和保持架。滚动体一般采用钢球或滚柱，滚珠轮毂轴承广泛应用于车辆当中。滚珠轮毂轴承通过滚动摩擦来减少摩擦力。当车轮转动时，轮毂轴承内圈、外圈和滚动体随之一起旋转，滚动体利用自身的圆形表面来减少摩擦力，从而使车轮更加自由地旋转。

此外，轮毂轴承还涉及力矩传递。当车辆行驶时，车轮通过轮毂轴承与车轴相连，由于车轮所受的载荷很大，轮毂轴承必须能够承受较大的力矩。轮毂轴承通过内圈、外圈和保持架来分担载荷，从而使车轮保持平稳并且不易损坏。

一、轮毂轴承特点

结构紧凑：轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的，它将两套轴承做为一体，具有重量轻、结构紧凑的特点。

载荷容量大：轮毂轴承不仅能承受轴向载荷，还能承受径向载荷，具有较大的载荷容量。

密封性好：密封轴承可事先装入润滑脂，省略外部轮毂密封，具有良好的防漏脂性能。

免维护：轮毂轴承单元采用密封设计，内部润滑脂不易流失，因此具有免维护的优点。

集成度高：随着技术的发展，轮毂轴承单元不断集成更多功能，如与ABS传感器集成等，提高了汽车的智能化和安全性。

技术先进：目前市场上使用的汽车轮毂轴承已经发展到了第三代，甚至第四代(仍在研发阶段)。这些新一代轮毂轴承采用了如摇辗技术、有限元分析等先进技术，实现了轻量化、高强度、低摩擦力矩等优异性能。

二、轮毂轴承用途

支撑和导向：轮毂轴承的主要用途是支撑车轮并为其旋转提供精确的导向，确保车辆在行驶过程中保持稳定性和行驶性能。

减少摩擦阻力：轮毂轴承通过滚动摩擦来减少车轮与地面之间的摩擦阻力，从而降低车辆行驶时的能耗和噪音。

提高车辆安全性：轮毂轴承的可靠性和稳定性对于车辆的安全性至关重要。它不仅能够确保车轮正常运转，还能在紧急情况下提供足够的支撑和导向，防止车辆失控。

广泛应用于汽车领域：轮毂轴承单元已广泛用于轿车中，在载重汽车中也有逐步扩大应用的趋势。此外，它还可用于其他需要精确导向和支撑的设备中，如工程机械、农业机械等。

一、轮毂轴承的检查

1、异响检测：

在车辆行驶过程中，如果听到来自车轮部位的嗡嗡声或嘎吱声，这可能是轮毂轴承磨损的信号，应立即进行详细检查。

2、温度检测：

用手触摸轮毂，如果感觉异常热，可能表明轴承润滑不足或已经损坏，需要进一步检查。

3、振动检测：

在行驶中感觉到明显的振动，尤其是在高速行驶时，这可能是轮毂轴承不平衡或损坏的迹象。

4、外观检查：

定期检查轴承是否有裂纹、脱落、滚子松散等问题，以及防尘罩是否完好，避免轴承进水导致润滑脂失效和锈蚀。

二、轮毂轴承的拆卸与保养

1、拆卸步骤：

拆卸轮胎：首先，将车轮拆下，以便接触到轴承。

打开防尘罩：注意避免使用蛮力，防止防尘罩变形或破损。

拆卸连接法兰螺丝、卡簧、轴承挡板固定螺丝等，取下轴承挡板。

拆卸轮毂轴总成，取出轴承。

2、保养步骤：

清洗轴承：使用清洗剂或柴油将轴承清洗干净，去除旧脂和杂质。

检查轴承：仔细检查轴承的滚珠、内外圈是否有磨损或损坏，如有必要，进行更换。

涂抹润滑脂：在轴承表面涂抹适量的润滑脂，以减少摩擦并延长轴承寿命。注意润滑脂的选择要符合轴承的使用要求，并均匀涂抹在轴承表面和内部。

安装轴承：将轴承正确安装在轮毂上，确保安装位置正确且紧固件已适当拧紧。

更换油封：在拆卸轴承时，应同时拆卸并更换油封，以确保轴承的密封性。

1、毛坯准备：

原材料通常采用C56E2轴承钢，轴是锻造的。

毛坯的制备是生产的第一步，确保原材料的质量和尺寸符合生产要求。

2、粗车加工：

根据图纸要求，对毛坯进行粗车加工，去除多余的材料，初步形成轴承的基本形状。

3、热处理：

热处理是提高轴承使用寿命和性能的关键步骤。

通过淬火、回火等工艺，改善轴承钢的微观组织，提高硬度和耐磨性。

4、精车加工：

在热处理后，进行精车加工，进一步细化轴承的尺寸和形状，确保达到设计要求。

5、钻孔攻牙：

根据需要，在轴承上钻孔并攻牙，以便安装和固定其他部件。

6、检测：

使用三次元检测设备对轴承进行全面检测，确保尺寸、形状和性能符合设计要求。

7、组装：

将轴承的各个部件进行组装，形成完整的轮毂轴承单元。

8、清洗：

对组装好的轴承进行清洗，去除油污和杂质，确保轴承的清洁度。

9、润滑与防锈：

在轴承内部涂抹润滑油和防锈油涂层，以提高轴承的润滑性能和防锈性能。

10、包装与仓储：

对成品轴承进行包装，并妥善存储在仓库中，等待发货。

一、使用注意事项

1、负载要求：

轮毂轴承需承受轴向和径向的负载。因此，在选择轴承时，需根据车辆的类型和用途(如轿车、卡车或SUV)来确定其轴向负载能力，并计算由车辆重量产生的径向负载。

2、精度和性能：

选择高精度等级的轴承(如P0、P6、P5等)，以确保低噪音和低振动，从而提升驾驶的舒适性和稳定性。

3、设计类型：

根据轮毂设计的负荷分布和支撑要求，选择单列或双列轴承。双列轴承通常具有更强的负荷能力。

4、异常监测：

经常检查轮毂轴承，留意是否有磨损的早期预警信号，如转动时的摩擦噪音或转弯时不正常的减速。

二、安装注意事项

1、方法和工具：

采用正确的方法和合适的工具进行安装，避免在储运和安装过程中损坏轴承部件。对于需要较大压力压入的轴承，应使用专用工具。

2、密封性：

不要尝试拆开或调整轮毂单元的密封圈，以免损坏密封圈并导致水或灰尘进入轴承内部。

3、润滑：

密封的轴承在整个寿命期内通常无需加润滑脂。然而，对于不密封的轴承(如双列圆锥滚子轴承)，在安装时必须加油脂润滑。确保油脂适量，避免过多导致转动时渗出。

4、磁性推力环：

对于装有ABS装置的轴承，其密封圈内有一个磁性推力环。在安装前，应确保推力环远离磁场(如电动机或电动工具等)。安装时，将带磁性推力环的一边指向里面，正对ABS的敏感元件。

5、清洁环境：

安装轴承时应在干净整洁的环境中操作，避免微粒进入轴承内部缩短其使用寿命。

6、轴承座检查：

安装前应对轴和轴承座的状况进行检查，即使是微小的磨损也可能导致配合不良，从而引起轴承的早期失效。

7、锁紧螺母：

安装锁紧螺母时，由于轴承类型和轴承座的不同，扭矩的大小会有很大差别。因此，应参照相关说明进行安装。

三、保养注意事项

1、定期检查：

定期对轮毂轴承进行检查，确保其处于良好状态。检查内容包括轴承的紧度、是否有异常噪音、转动是否平稳等。

2、更换轴承：

如果发现轴承有裂纹、疲劳剥落或滚子松散等现象，应及时更换轴承。同时，如果轴承座圈上有麻点等缺陷，也应进行更换。

3、润滑脂补充：

对于需要润滑的轴承，应定期补充高质量的润滑脂，以确保轴承的润滑性能。

4、防尘防水：

保持轴承的清洁和干燥，防止灰尘和水分进入轴承内部，影响其性能和寿命。

一、轮毂轴承常见故障

1、点状剥落

现象：轴承内圈或外圈表面出现小范围的金属脱落现象。

原因：

沟道清洁度不良，轴承沟道内有杂质或油污，导致轴承滚动体与沟道之间的摩擦增大。

游隙设计不良，轴承的游隙过大或过小都会影响其正常工作。

材质不佳，轴承材质容易产生疲劳裂纹。

进水失效，轴承进水导致内部润滑脂失效。

2、异响

现象：车轮轴承出现问题时，可能会发出嗡嗡声或其他异常噪音。

原因：轴承损坏或内部滚动体与沟道之间的摩擦增大。

3、过热

现象：轴承温度过高，可能伴随有异味或冒烟现象。

原因：轮毂轴承缺油或损坏，导致内部润滑脂不足，摩擦增大。

二、故障排除方法

1、点状剥落故障排除

检查与清理：检查轴承沟道的清洁度，清理杂质和油污。

调整游隙：在不改变轴承预紧力及预紧方式下，调整轴承游隙至适当范围。

更换轴承：如确定材质不佳或游隙设计不良导致剥落，应更换新的轴承。

2、异响故障排除

检查轴承：确定异响是否由轮毂轴承引起，如轴承损坏，应尽快更换。

检查其他部件：如嗡嗡声在空挡滑行时仍然存在，可能是变速箱问题，需进一步检查。

3、过热故障排除

补充润滑脂：检查轮毂轴承是否缺油，如缺油应及时补充高质量的润滑脂。

更换轴承：如轴承已损坏，应更换新的轴承，并确保安装正确。