Подшипники ступиц колес

Ступица предназначена для установки колеса с помощью под­шипников на оси вращения, которая называется цапфой, или на балке моста. Ступица имеет фланец для крепления диска или не­посредственно обода колеса. К нему же присоединяется барабан или диск колесного тормоза.

Ступицы устанавливаются на конических роликовых или ша­риковых радиально-упорных подшипниках, которые воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки, передаваемые на ступицу от колеса. Конические роликовые подшипники имеют большую несущую способность по сравнению с шариковыми. Это объясняется главным образом тем, что ролики образуют линейную зону контакта с беговыми дорожками колец подшипника, тогда как шарики -точечную, меньшей площади. Поэтому при прочих равных условиях напряжения на рабочих поверхностях роликовых подшипников меньше, чем у шариковых. На практике это положительно прояв­ляется в том, что при одинаковой несущей способности роликовые подшипники по сравнению с шариковыми имеют меньшие размеры, и это способствует уменьшению массы, улучшению компоновки ступицы и узлов, с ней связанных. Недостатком конических ро­ликовых подшипников является их чувствительность к осевому за­зору или натягу (см. гл. 7).

Регулировкой конических роликовых подшипников ступицы, в отличие от аналогичных подшипников главной передачи, обеспе­чивается небольшой осевой зазор. Если подшипники затянуты, то они оказывают повышенное сопротивление вращению колеса, что отрицательно сказывается на топливной экономичности автомобиля и ряде других его эксплуатационных свойств. Кроме того, при высоких скоростях вращения колес подшипники нагреваются, вслед­ствие чего их натяг увеличивается, что может привести к закли­ниванию или разрушению подшипников. При большом осевом за­зоре могут возникнуть колебания колеса, которые ухудшают ус­тойчивость движения автомобиля и вызывают повышенный износ шин. В процессе эксплуатации осевой зазор в подшипниках из-за износа рабочих поверхностей увеличивается, поэтому в ступицах обязательно предусматриваются регулировочные устройства.

Осевые силы, действующие на ступицу колеса (так же как боковые силы на самом колесе), знакопеременны, поэтому в по­казанной на рис. 11.35 конст­рукции в ступице 4 установлены навстречу друг другу два од­норядных радиально-упорных подшипника 3 и 7.

Установка двух однорядных конических роликовых подшип­ников осуществляется так, что­бы при прочих равных условиях была обеспечена наибольшая опорная база (расстояние S на рис. 11.35—11.36). Увеличение опорной базы подшипников

Рис. 11.35. Ступица ведомого колеса с двумя однорядными коническими роликовыми радиально-упорными подшипниками.

Рис. 11.36. Ступица ведущего колеса при зависимой подвеске и полностью разгруженном вале с двумя однорядными кони­ческими роликовыми радиально-упорными подшипниками

позволяет уменьшить прикладываемые к ним вследствие действия поворачивающих и опрокидывающих моментов колеса радиальные

силы.

Наружные кольца подшипников запрессовываются в корпус сту­пицы до упора в ограничительные буртики (рис. 11.36). С целью облегчения выпрессовки колец при ремонте ступицы в буртиках предусмотрены продольные пазы «а», через которые осуществляется захват кольца съемником. Внутренние кольца надеваются на посадочные поверхности и стягиваются центральной гайкой 6 (рис. 11.35), с помощью которой регулируется осевой зазор в обоих подшипниках одновременно.

При сборке однорядные конические роликовые подшипники и пространство между ними в ступице заполняются консистентной смазкой. Применяемый смазочный материал должен быть туго­плавким, водостойким и устойчивым против окисления на воздухе. Для предотвращения вытекания смазки из ступицы, с одной стороны, и попадания абразивных частиц и воды - с другой, в ступицу с внутренней стороны обычно, как показано на рис. 11.35, устанав­ливается резиновая манжета 2, работающая по твердой шлифованной поверхности втулки 1, а снаружи она герметично закрывается за­щитным колпачком 5 либо, как показано на рис. 11.36, фланцем полуоси.

Рис. 11.37. Ступица ведущего колеса при независимой подвеске с одним двухряд­ным коническим роликовым радиально-упорным подшипником

Рис. 11.38. Ступица ведомого колеса с однид двухрядным коническим роликовым ради ально-упорным подшипником второго по коления

В ступицах ведущих колес легковых автомобилей с неза­висимой подвеской имеется шлицевое соединение ведущего вала с фланцем ступицы, вы­полненным в виде отдельной де­тали. Вследствие этого диаметр посадочной поверхности под подшипник получается увели­ченным по сравнению с диа­метром цапфы ведомого колеса. Это приводит к необходимости применять подшипники боль­шого размера и, как следствие, большой несущей способности. В результате появляется воз­можность, не снижая долговеч­ности подшипникового узла в целом, заменить два одноряд­ных конических подшипника одним двухрядным с уменьшен­ной опорной базой (рис. 11.37). Такие подшипники имеют одно общее наружное кольцо с двумя коническими беговыми дорож­ками и два внутренних, сты­кующихся по внутренним тор­цам. При сборке двухрядные подшипники заполняются дол­говечной смазкой и по торцам закрываются упругими уплот-нительными шайбами, в резуль­тате чего они не нуждаются в обслуживании при эксплуата­ции. В показанной на рис. 11.37 конструкции наружное кольцо двухрядного подшипника за­прессовано в отверстие, выпол­ненное в поворотном кулаке, до упора в буртик с наружной сто­роны. Изнутри кольцо фикси­руется в осевом направлении разрезным проволочным сто­порным кольцом «k». Внутрен­ние кольца подшипника зажаты

центральной гайкой на хвостовике вала колеса между двумя буртиками, выполненными на вале и фланце.

На рис. 11.38 показан двухряд­ный конический роликовый под­шипник второго поколения. На­ружное кольцо выполняет роль ступицы с фланцем, к которому болтами крепятся тормозной ба­рабан и колесо. При сравнительно небольшом наружном диаметре такой подшипник обладает высо­кой несущей способностью.

На легковых автомобилях ши­рокое распространение получили шариковые радиально-упорные подшипники ступиц колес. Такие подшипники заполняются долго­вечной смазкой при их сборке, до­статочно просто, монтируются в ступицу и не требуют обслужива­ния и регулировок. Двухрядные ра­диально-упорные шариковые под­шипники первого поколения (рис. 11.39) имеют цельное наруж­ное кольцо и, как правило, состав­ное внутреннее, благодаря чему они могут быть заполнены максималь­но возможным количеством шари­ков. Шарики разделяются сепара­торами, изготовленными из пласт­масс. После заполнения смазкой подшипники герметизируются тор­цевыми упругими уплотнениями. Достаточно большой угол контакта между шариками и беговыми до­рожками относительно вертикали, равняющийся 30—35°, позволяет при малой ширине подшипника получить большую опорную базу «s» и воспринимать значительные изгибающие моменты.

Двухрядный радиально-упор-ный шариковый подшипник нто-рого поколения имеет наружное кольцо, выполненное непосред­ственно в ступице (рис. 11.40). Два внутренних кольца затянуты на

Рис. 11.39. Двухрядный шариковый ра-диально-упорный подшипник первого поколения.

Рис. 11.40. Установка двухрядного ша­рикового радиально-упорного подшип­ника второго поколения.

Рис. 11.41. Установка двухрядного ша­рикового радиально-упорного подшип­ника третьего поколения.

цапфе центральной гайкой /. Уплотнение подшипника изнут­ри осуществляется встроенной манжетой 4, а снаружи после введения смазки— колпачком 2. Подшипники второго и более поздних поколений являются специализированными под

конкретную ступицу колеса. Их применение экономически оп­равдано лишь при больших про­граммах выпуска, что характерно для массовых легковых автомо­билей. Эти подшипники позво­ляют уменьшить габариты и мас­су ступицы, повысить точность центрирования колеса.

На рис. 11.41 показан шари­ковый радиально-упорный под­шипник третьего поколения. Внутреннее кольцо изготовлено непосредственно в ступице и вы­полнено составным для возмож­ности заполнения подшипника шариками. Это кольцо центри­рует ступицу и закрепленные на ее фланце диск тормоза и ко­лесо. Наружное кольцо подшип­ника в рассматриваемом случае болтами крепится к поворотно­му кулаку.

Подшипник четвертого по­коления (рис. 11.42) имеет внут­реннее кольцо, объединенное с корпусами ступицы и шарнира равных угловых скоростей. На­ружное кольцо подшипника имеет фланец с отверстиями для крепления к направляющему устройству подвески.

При зависимой подвеске ве­дущих колес легковых автомо­билей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности внут­ренний конец полуразгруженно­го вала колеса 3 (рис. 11.43) через

Рис. 11.42. Двухрядный шариковый радиально-упорный подшипник четвертого поколения

Рис. 11.43. Установка однорядного шарикового подшипника полуразгруженного вала колеса при зависимой подвеске

полуосевые шестерни и подшипники дифференциала опирается на картер главной передачи. С наружной стороны на вал надет од­норядный шариковый подшипник /, который способен восприни­мать боковые силы, действующие на колесо. Подшипник удержи­вается на валу запорным кольцом 2, напрессованным в горячем состоянии. В осевом направлении относительно балки моста под­шипник закреплен крышкой 5. Подшипник заполнен консистентной смазкой и герметизирован с обеих сторон манжетами. Для пред­отвращения вытекания жидкой смазки из ведущего моста в балке установлены уплотнительные манжеты 4.

Дата добавления: 2015-08-13