輪轂軸承介紹
輪轂軸承是將輪胎(旋轉部件)/制動盤(旋轉部件)和轉向節(固定部件)連接起來的部件。它的主要功能是減少旋轉產生的摩擦力,同時也有傳遞力的作用。輪轂軸承能承受極大的徑向載荷(車輛重量)和軸向載荷(轉向時的輪胎側向力或側向沖擊力)。
輪轂軸承的發展歷史
輪轂軸承分為滾珠軸承和圓錐滾子軸承。兩者的主要區別在于滾動介質(滾子)是滾珠還是圓錐形。除非是載重特別大的車輛(工程車輛,重型SUV,皮卡等),否則一般乘用車的輪轂軸承通常是使用滾珠軸承。
滾珠軸承有分類嗎?
在軸承圖片中展示了三種軸承:第一代軸承,第二代軸承和第三代軸承。這三代軸承有什么區別呢?
第一代軸承
第一代軸承的結構最簡單,主要是內圈,外圈和鋼球組成,其成本也是最低的。具有結構簡單和成本低廉的優點,但也有許多缺點:
第一是在車廠組裝的不便性。
由于軸承獨立于轉向節和輪轂,因此在組裝期間??,有必要將軸承的內圈壓入輪轂,并將軸承的外圈壓入轉向節。由于組裝過程復雜,因此對設備和過程控制的技術要求很高。
第二是性能下降。
由于無法準確地控制安裝過程,因此壓入后軸承的性能偏差較大,整體性能較低。
由于第一代軸承的上述缺點,它們的產量逐年下降,除了一些汽車制造商出于成本考慮仍使用第一代軸承。最后隨著汽車行業的發展,應該會逐漸消失。
第二代軸承
第二代軸承的結構稍微復雜一些,在一代軸承的基礎上集成了輪轂。
與一代軸承相比,省去了組裝過程中輪轂的壓配合過程,但是還需要與轉向節的過盈配合,這樣裝配精度會比一代軸承略高一點。同時,它也具有降低性能的缺點。
當前,一些汽車制造商依舊在后輪轂上堅持使用二代軸承,但最終也會像一代軸承一樣越來越少,最終不再使用。
第三代軸承
隨著第一代和第二代軸承的使用日益減少,第三代軸承可以說是主流輪轂軸承了。第三代軸承的輪轂與內圈集成在一起,連接轉向節的法蘭與外圈集成在一起,并且轉向節可以用螺栓固定在。組裝精度大大提高。另外,所有尺寸均由供應商精確控制,因此性能極佳。
雖然這兩個優點增加了成本,但幾乎所有主流汽車制造商都青睞第三代軸承。
第四代軸承?第五代軸承?
行業中許多人目前正在研究更多的集成解決方案。有人提出了第四代軸承的概念。這是為了將第三代軸承與驅動輪上的等速萬向節集成。還提出了第五代軸承的概念,即軸承和制動盤的集成。這些方案應該不存在技術問題,能否推廣則取決于市場能否接受。
軸承設計要點
設計軸承時,主要考慮因素是:
•過盈量和游隙設計(主要用于第一代軸承和第二代軸承)
•軸承強度/剛度
•軸承拖滯力矩
•軸承壽命
•密封性
軸承強度:
因為軸承要承受很大的徑向和軸向載荷,所有軸承的強度十分重要。我們通常通過CAE進行應力應變分析,再加上一定的安全余量。
軸承剛度:
如果軸承的剛性很差,當在軸承上施加側向力時,連接軸承和制動盤的法蘭表面將發生變形,從而導致摩擦片不均勻磨損等問題。
軸承拖滯力矩:
軸承拖滯力矩指的是軸承旋轉時的阻力,其大小會影響汽車的燃油消耗和新能源汽車的續航里程。
軸承壽命:
軸承在車輛的整個生命周期內都是免維護的,因此其壽命必須比整個車輛的壽命更長。壽命計算的公式非常復雜,這也是各個零件供應商的專有技術。
密封性:
防止外部水和灰塵進入軸承的密封圈會影響鋼球的潤滑并最終影響鋼球的壽命。密封環的設計非常重要。良好的密封設計和不良的設計會導致軸承壽命延長數倍,甚至導致故障率降低。
如何確定軸承是否損壞
有兩種方法可以確定車輛的軸承是否損壞。
1.將車輛放在舉升機上,劇烈旋轉車輪,檢查車輪是否卡滯,并評估車輪上的拖滯力矩是否正常。如果鋼球潤滑不良或圓度不理想,停滯或拖滯力矩將增加。
2.在正常的車輛行駛過程中,注意車輪方向上是否有異常噪音。如果鋼球潤滑性差,則首先會產生異常噪音。如果沒有異常噪音,通常不會有問題。
此外,現在大多數車輪速度傳感器信號源(磁極或者圈)已集成到軸承中,因此,如果車輪速度信號出現問題,儀表板將報告故障代碼和ABS故障燈亮,如下所示。ABS故障燈常亮的話,軸承的磁極可能已經有損壞。
行業現狀
目前,外資品牌占據這輪轂軸承的高端市場,國內輪轂軸承品牌主導了中低端市場。國內公司與國外公司具有幾乎相同的生產能力,它們都直接從國外進口自動化軸承生產設備,工藝控制方法也相似。但是,技術水平差距仍然相對較大,尤其是開發新產品的能力。
還有材料選擇(鋼材質量對于軸承尤為重要)和子零件供應商選擇(幾乎所有國外品牌的密封圈都是從國外進口的),這會導致很大的價格差異和性能差距。國內輪轂軸承仍然有很長的路要追趕。
深圳大華軸承有限公司成立于2002年,是一家集研發、生產、貿易于一體的綜合型企業。大華(DAW)軸承擁有多年高精密微型深溝球軸承研發生產經驗,目前與日本第一家微型、小口徑滾珠軸承專業生產廠家美蓓亞集團(美蓓亞軸承)和臺灣東培工業(TPI軸承)建立了密切的長久合作伙伴關系。公司擁有豐富的人才資源及專業的技術力量,17年來的持續穩定發展,公司本著“優質、高效、誠信、創新”的服務宗旨,以技為先、以質取勝。憑借供貨及時、價格合理、服務專業等核心優勢,打造高品質、高性價比的精品,持續為客戶創造最大價值。