洪暾晖　许志
（合肥车桥有限责任公司，合肥　230011）

　　摘　要：卡车轮毂轴承的使用及装配情况，对整桥的性能影响很大，而轮毂轴承故障是众多车桥厂家及整车厂感到困惑的事情，轮毂轴承跑外圆在轮毂轴承故障中比率Z高，文中对卡车轮毂轴承跑外圆的原因进行分析，并提出了解决方案；为轴承选用、装配要求，轮毂设计公差选择提供了一定参考。
　　关键词：轴承；轮毂；配合公差；过盈量
　　1　引言
　　轮毂轴承相当于人体膝关节，如果轮毂轴承出现故障，将导致车辆行驶时车轮摆动，路线不稳定，高速时有车祸危险。轮毂轴承承受着整车重力、轴向力、颠簸道路产生的冲击力等，使用环境恶劣，常出现磨损、烧结、碎裂、跑外圆等故障，其中跑外圆居多。由于目前国内卡车超载现象特别普遍，这就使得轮毂轴承的工作环境更为恶劣，故障率更高。考虑成本问题卡车轮毂大多为铸造件，轴承大多采用传统的两套单独的圆锥滚子轴承或角接触球轴承，这种结构需要轮毂轴承孔加工精度、配合公差选择、装配时游隙调整、预紧等诸多工序保证质量。跑外圆轮毂故障维修必须更换轮毂及轴承，这给车企和车桥生产商增加了很大维修成本和售后服务压力。所以减少轮毂轴承跑外圆故障，对于保证产品质量、降低售后服务成本至关重要。
　　2　轴承跑外圆产生的机理
　　由轮毂轴承运动分析可知，汽车在行驶时，轮毂和制动鼓或者制动盘与轮辋之间通过轮胎螺栓连接随着轮胎一起滚动，轴承内和后桥或者转向节相对保持静止与底盘或者车桥固定，两个整体之间相对运动，摩擦性质为滚动摩擦，固定在轮毂内的轴承外圆在滚珠或者滚子滚动产生摩擦力的带动下产生一个圆周力矩，则外圈与轮毂有相对运动的趋势，在理想情况下，轴承外圈与轮毂轴承孔过渡配合或小过盈配合就能使轴承外圈和轮毂保持固定。当摩擦力达到极限值，外圈与轮毂就发生相对滑动，滑动时将使硬度低的零件产生磨损，随着时间推移，磨损越来越严重，轴承外圈与轮毂轴承孔产生间隙，且间隙越来越大，使轴承外圆不能固定，Z终导致汽车行驶时车轮摆动，制动不稳定等。 　　要使“跑外圆”现象不发生，就必须使轴承外圈与轴承孔之间的摩擦力大于轴承内外圈之间的滚动摩擦力，在轴承制造精度满足要求、润滑和轴承游隙理想的情况下，内外圈间摩擦系数低至0.002左右，相比轴承内外圈与轴孔过渡或过盈配合的摩擦系数，可以不计。但是实际生产中受轮毂加工精度、装配工艺和使用环境等各方面的影响，滚动摩擦系数往往远大于0.002。
　　3　解决方案
　　对于卡车，P6级精度轴承基本能满足要求，精度要求过高，将大幅度增加成本，所以不推荐用过高精度轴承。润滑条件也已经有相当高的技术保证，所以我们从轮毂轴承孔加工精度、装配工艺和轴承外圈与轴承孔配合公差三个方面着手来解决“跑外圆”故障，根据实际经验，效果很明显。
　　轮毂轴承孔加工精度选择：低加工精度和表面粗糙会使轴承孔失圆，导致轴承外圆与轴承孔紧密配合假象，受到冲击力后，配合松动，故障发生。加工精度和表面粗糙度要求过高只能用浮动镗刀块精镗和磨削才能达到，成本太高，实际生产不经济，故轴承孔精度宜选IT6～IT8，粗糙度为Ra1.6~3.2，且两个轴承孔之间同轴度要达到相应标准要求。 　　装配质量保证：圆锥滚子轴承外圈压装时，一定要用压模，且压模斜面与外圈平行，以保证压装过程中外圈不变形，滚子接触面不受伤，否则轴承滚子间的摩擦系数急剧变大，可能导致外圆瞬间移动，Z终形成“跑外圆”。轮毂带制动鼓或轮毂带制动盘进行整桥装配时要控制好轴承游隙，工作游隙过大，造成轮毂轮胎窜动；工作游隙过小，摩擦力矩增大，增加“跑外圆”发生率，严重时会使轴承烧死，故正确调好轴承游隙至关重要。
　　配合公差选择：这是目前Z经济有效的解决方案。圆锥滚子轴承加工精度一般为P6级，标准件为佳，不宜更改，故通过改变轮毂轴承孔公差达到增加过盈量的目的。为选择Z佳配合公差，作者选用承载4T-6T后桥轮毂轴承，做了以下几组压装和拆解试验（如表1）。 　　因为国内卡车轮毂常用材料为QT450-10、QT500-10，与轴承硬度相比较软，所以通过观察轴承孔面金属受压情况进行分析。配合公差取T6压装后，拆卸困难，且孔面有明显挤压痕迹，故不宜采用；配合公差取P6，市场反映故障率偏高；介于R6和S6之间比较理想。得出结果：方案一，轴承孔粗糙度要求Ra1.6时，可选用公差R6；方案二，轴承孔表面粗糙度要求Ra3.2时，可选用公差S6；方案三，也可选用两者之间，、、、。通过市场验证后，以上方案使“跑外圆”故障率降低50%，具有可行性，且成本低。具体选用情况，各相关企业可根据自身产品实际情况进行压装实验和市场验证，得出Z佳配合公差。
　　4　结语
　　通过对轮毂轴承“跑外圆”故障质量攻关，对其进行多方面的原因分析，Z终找出了可行性高、成本低的有效解决方案，并且经过市场实际验证，效果明显，且可将经验用于其它同类产品，减少汽车企业对轴承“跑外圆”故障的困扰。
　　参考文献
　　[1]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2000.
　　[2]徐志森.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2005.
　　[3]陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2005.
　　[4]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.
　　[5]毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2006.