Диагностика подшипников ступиц
Какие претензии предъявляются по ступичным подшипникам чаще всего? Как правило, такие:
— подшипник не запрессовать в кулак – подозрение на нарушение геометрических параметров обоймы подшипника;
— установили подшипник – загорелась лампочка ABS;
— гудит во время вращения при движении или при вращении колеса вручную;
— появился люфт колеса после установки нового подшипника (ступицы) и непродолжительной эксплуатации или даже без эксплуатации.
Наиболее наглядная информация по повреждениям подшипников имется в брошюрах SKF, FAG, NTN-SNR, Ruville и др.
Перечислять все повреждения подшипников тут не буду (их довольно много), отмечу только основные ошибки при установке подшипников на автомобиль из этих документов:
• ошибки монтажа, самая распространенная – перекос оси подшипника относительно оси поворотного кулака при запрессовке прессом – при этом возможна деформация наружной обоймы подшипника, в дальнейшем тела качения (шарики) катаются не по расчетной части дорожки качения, как следствие – нештатная нагрузка на шарики, их перегрев и выкрашивание металла на обоймах и/или на поверхности шариков;
• воздействие ударной нагрузки на подшипник при его установке – при этом может расколоться сепаратор (как правило они пластмассовые), как следствие – зазор между шариками и их центровка будут нарушены и нагрузка будет распределяться неравномерно, шарики приобретут нештатную подвижность в направлении своего вращения;
• запрессовка ступицы колеса с упором на наружную, а не на внутреннюю (как должно быть) обойму подшипника или запрессовка подшипника в кулак с упором на внутреннюю обойму – тогда усилие будет передаваться через тела качения (шарики) и, как следствие, позже произойдет выкрашивание металла с поверхностей и шариков, и дорожек качения;
• механическое повреждение магнитного кольца для датчика ABS при установке подшипника.
Еще один дефект ступичных подшипников или ступиц в сборе - еще в руках при вращении ступицы колеса относительно корпуса можно почувствовать легкие перекаты подшипника. Понятно, что после установки и приложении штатной нагрузки такая ступица скорее всего загудит. По этой причине после установки подшипника или ступицы необходимо обязательно прокрутить его в разные стороны. Почему такое происходит? Единственное объяснение такого эффекта, с моей точки зрения, следующее – на заводе никто не озадачивается проворачиванием подшипника после его смазки, а сама смазка происходит просто нанесением роботом в шести точках смазки на шарики (эта информация получена от технического тренера одной известной фирмы по изготовлению подшипников). Понятно, что при таком нанесении смазки бóльшая часть шариков и обойм не покрыта смазкой и, естественно, не защищена от атмосферной влаги и коррозии. Наверное многие замечали, что одни производители упаковывают саму ступицу или подшипник в герметично запаянный полиэтиленовый или пластиковый пакет, а потом уже кладут в коробку, а некоторые просто заворачивают в бумагу или даже без нее. Так вот, в смазку подшипника, упакованного в герметичный пакет атмосферная влага физически не попадет никаким образом (и он так может храниться хоть 20 лет), а вот если он просто в бумажке - то легко. Поскольку уплотнительные кольца подшипников предназначены только для герметизации от струй или капель внешней воды и грязи во время эксплуатации, то они не в состоянии защитить внутренние детали подшипника от влаги, имеющейся (всегда) в окружающем воздухе. Сколько и в каких условиях хранился подшипник до продажи мы не знаем - может год в контейнере или на холодном складе лежал. Как мне видится, именно по этой причине подшипник может начать гудеть даже в день установки на машину. Браком изготовления такой эффект объяснить трудно, поскольку на всех (даже китайских, не говоря уже об известных) заводах присутствует выходной контроль изготовления подшипников, в цехах всегда контролируется влажность и температура воздуха, что необходимо поддерживать по условиям производства и с завода подшипники выходят в идеальном состоянии. Но не создание условий для герметичного хранения готовой детали можно отнести к недоработке завода, поскольку это его обязанность обеспечить соответствующие условия при хранении детали или прописать эти условия в сопроводительной документации (вспомним как упаковывались для хранения подшипники в СССР - подшипник окунался в горячее масло и заворачивался в промасленную же бумагу, поэтому и мог храниться долго без коррозионных повреждений).
Что измеряем и как:
Наружные геометрические параметры подшипника измеряются: микрометром - наружный диаметр, нутромером - внутренний, штангенциркулем – длина обоймы. Тут не так все сложно, поскольку размеры практически всех подшипников доступны. При этом выявляется, нет ли деформации наружной обоймы подшипника при запрессовке в поворотный кулак – такое вполне может быть, если – при запрессовке ось подшипника не совпадала идеально с осью отверстия для его установки (перекос обоймы при давлении прессом, установка при помощи кувалды). Работа подшипника с деформацией наружной обоймы также выражается и в том, что на дорожке качения наружной обоймы будут явно видны два темных пятна или следы выкрашивания материала, расположенные симметрично друг другу – это явный признак деформации наружной обоймы при установке подшипника в кулак. А вот выкрашивание обойм только с одной стороны вызвано другими причинами – как правило, попаданием влаги внутрь подшипника и конденсированием ее в нижней (ближней к земле) части наружной обоймы. Даже исправные шарики, перекатываясь по такому повреждению, будут и сами изнашиваться и расширять это пятно по диаметру дорожки качения. Последнюю неисправность нельзя однозначно отнести к дефектам установки, поскольку частенько попадаются случаи выхода из строя (гудения) подшипника буквально в первый же день после установки в сухую погоду. Тут, как мне видится, вполне возможно зарождение очага коррозии еще до установки – при неправильном (например в неотапливаемом контейнере, в металлическом гараже) хранении детали еще до установки на автомобиль, о чем я писал выше.
Необходимо различать также еще один момент - если при вскрытии двухрядного подшипника обнаруживаются на одной стороне все шарики темные в темной же смазке, а на другой исправные в нормальной смазке, то это признак попадания в поврежденную часть влаги с дорожного покрытия. В этом случае необходимо очень тщательно исследовать уплотнительные защитные кольца подшипника. Хотя эти уплотнители могут защитить только от воды и пыли с дорожного покрытия, но не от атмосферной влаги, как указывалось выше.
Ниже приводятся примеры:
Подшипник сидел плотно Обойма сидела плотно. Обойма сидела не плотно - следы фреттинг-коррозии.
на ступице колеса.
Имелся зазор между обоймой и отверстием Тела качения работали неправильно Следы от тел качения на внутр.
в кулаке — фреттинг-коррозия. Отверстие в из-за превышения момента затяжки, обоймах - ошибки запрессовки
кулаке имело неправильную геометричес- следы побежалости по краям подшипника (бринеллирование).
кую форму. обойм - перегрев.
Следующие неисправности — ошибки при запрессовке внутренней обоймы (перекос осей) — расстояние между повреждениями обоймы кратно расстоянию между шариками. Такие же следы остаются при запрессовке ступицы колеса с упором не на внутре-ннюю (как правильно), а на наружную обойму подшипника, либо - при перекосе внутренней обоймы относительно наружной при запрессовке ступицы в подшипник. При демонтаже подшипника таких глубоких вмятин на закаленной поверхности просто не мо-жет появиться, к тому же при демонтаже внутренняя обойма сразу же выходит из контакта с шариками. Если допустить, как вариант, что такие следы появились при выпрессовке внутренней обоймы, то тогда они (следы) будут только с одной стороны внутренней обоймы. Почему так происходит? Потому, что большое количество мультимарочных автосервисов для запрессовки подшипников пользуются не наборами специальных размерных проставок, а любыми подручными материалами — обоймами подшипников, всякими втулками, гайками и еще Бог знает чем. О какой осевой направленности деталей можно тут говорить? А на 10-тонном прессе почувствовать перекос обойм просто нереально. Такие повреждения не наносят, как правило, ущерба дорожкам качения, но на поверхности шариков при этом образуются микротрещины, в результате чего в дальнейшем при эксплуатации происходит выход из строя всего подшипника (гул по причине износа и питтинга).
Местный износ внутренней обоймы, наружной обоймы подшипника. Сломанный сепаратор -
"ударная" установка подшипника.
Деформация наружной обоймы при запрессовке составила до 0.05-0.06мм - обойма повреждена, был гул подшипника
Юстировка микрометра Внутр. обоймы со следами натиров шариками боковин - подшипник был перетянут
Местное изнашивание обоймы - деформация оси или недостаточная затяжка. Осповидный износ тел качения
Вообще затяжка ступичных двухрядных подшипников с превышением штатного момента является чуть ли не самой распространенной причиной при исследовании подшипников. Связано это с ленностью ремонтников. Часто ли вы видали, чтобы слесарь после установки подшипника затягивал стяжную гайку или болт при помощи динамометрического ключа (кроме как у дилера), как того требуют практически все изготовители таких деталей? Не часто, чаще всего просто закручивают пневмопистолетом. Вот отсюда и появляются такие подшипники, фото которых приведено выше. Понятно, что ни один изготовитель подшипников или ступиц не признает такие дефекты браком изготовления.
© Юрий-А. 2014-2019, При перепечатке любой статьи или ее части ссылка на сайт www.expert009.ru обязательна.
Обсуждение, пожелания и замечания доступны на моем канале на Дзене: Обсуждение