汽车轮毂轴承单元应用及其常见故障解析

孙亮

（浙江万向精工有限公司，浙江 杭州 311202）

【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。

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关键词 轮毂轴承单元；发展；类型；安装；故障

作者简介：孙亮（1982—），男，工程师，主要从事轴承工艺设计。

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。

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。

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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］