ступенчатый подшипник что это
Ступичный подшипник: как добиться слаженности в работе колес?
Ступица является одним из самых незаменимых элементов любого автомобиля. Именно с ее помощью крутящий момент передается коленчатому валу. Неотъемлемую роль эта деталь играет и в обеспечении замедления хода автомобиля. Передний же и задний ступичные подшипники, которые входят в конструкцию ступицы обеспечивают поддержание части опоры автомобиля, фиксируют вал и ось. При выходе из строя этих устройств поездка на автомобиле становится невозможной. Единственное что необходимо сделать при таком повороте событий – это немедленно приступить к ремонтным работам. В данном материале будет детально рассказано о предназначении ступичного подшипника и тонкостях его замены.
Зачем машине ступичный подшипник?
Ступичный подшипник предназначен обеспечивать свободное вращение или качение, а также надежно воспринимать получаемые нагрузки и в последующем стабильно осуществлять их передачу другим элементам. Применяется ступенчатый подшипник в основном в конструкциях грузовых и легковых автомобилей. Поскольку в процессе эксплуатации на этот элемент приходится большое количество нагрузок, он должен быть изготовлен из высокопрочных материалов. При наборе скорости и торможении ступенчатый подшипник испытывает высокое давление.
Как понять, что ступенчатый подшипник нужно менять?
Существует целый ряд причин, способствующих быстрому износу этой детали. Как правило, выход из строя элемента могут провоцировать следующие факторы:
Неправильно отрегулированный зазор напрямую влияет на срок работы элемента. Определяется подобная неполадка по визуальным признакам. Никакого влияния на поведение автомобиля такое нарушение оказывать не будет. Однако так будет происходить до определенного момента, когда подшипник окончательно не сломается и не превратится в рассыпавшуюся массу. При возникновении деформаций и повреждений дело будет обстоять по-другому. Понять, что нарушение на автомобиле имеется можно по характерному шуму во время поездки.
Как заменить ступичный подшипник?
Одним из самых сложных моментов в замене является его демонтаж старого подшипника. Для этого необходимо выполнить целый ряд манипуляций:
С помощью съемника снять внутреннее колесо со ступицы и переустановить кольцо подшипника другой стороной.
О том, как выполнить монтаж ступичного подшипника будет подробно рассказано в этом видеоролике:
Не только гул: почему ступичные подшипники такие дорогие и как они ломаются?
В Интернете слово «подшипник» часто коверкают до какого-то неведомого «подшибника». Я на месте подшипника, тем более ступичного, здорово на это обиделся бы. Деталь, может, и не слишком дорогая, но чрезвычайно важная, а её так обзывают… Это несправедливо. Поэтому сегодня будем восстанавливать доброе имя этой детали, вспоминая, зачем она нужна и почему она будет стоить всё дороже и дороже. И, конечно же, вспомним, как правильно проверить ступичный подшипник на автомобиле, и если он ещё цел, как продлить ему жизнь. Или хотя бы не сократить, ту, что отмерили ему на заводе.
Упереться и катиться
Есть ли смысл рассказывать о том, что такое ступичный подшипник и зачем он нужен? Наверное, нет. Все знают, что это тот подшипник, на котором крутится колесо. Конечно же, это подшипник качения, а не скольжения. А вот по типу эти подшипники бывают разными. Их можно поделить на две большие группы: цилиндрические и конические радиально-упорные. По типу тел качения эти подшипники тоже отличаются. Они могут быть и роликовыми, и шариковыми. В чём отличия этих двух типов?
Грубо говоря, в возможности их регулировки. Цилиндрические подшипники регулировать нельзя, а вот конические – можно. Если в таким подшипнике появился люфт, его можно подтянуть. С одной стороны, это хорошо. С другой, эта регулировка может доставлять массу проблем.
Например, на первых Шевроле Нивах передние подшипники приходилось регулировать чуть ли не каждые десять тысяч пробега, что знатно выматывало нервы владельцам этих Нив (хотя, если честно, там много что мотало нервы – и эти подшипники, и расширительные бачки, и много что ещё). С другой стороны, есть множество автомобилей прошлого, в которых такие же конструктивно подшипники служили сотни тысяч километров, а владельцы могли даже не догадываться о том, что их надо постоянно регулировать. Например, об этом редко задумывались владельцы старых Mercedes-Benz W124 или Toyota Land Cruiser 100. Так что у меня есть подозрение, что тут дело в Ниве, а не в конструкции подшипника.
Думаю, некоторые обратили внимание на фразу «множество автомобилей прошлого». Почему это прошлого? Потому что в настоящем подход к ступичным подшипникам изменился. В первую очередь именно из-за отказа от регулируемых конических радиально-упорных подшипников в пользу нерегулируемых цилиндрических. К сожалению, конические радиально-упорные подшипники – штука довольно дорогая, так что от неё стали постепенно отказываться. Кроме того, изменилась культура обслуживания автомобилей. Скажите честно, есть ли у вас привычка после каждого заезда по трассе щупать все колёса и проверять, не греется ли одно из них? А ведь для регулируемых подшипников такая процедура может считаться обязательной.
Если диск греется, пора приниматься за регулировку. Иначе подшипник может перегреться, рассыпаться, а худшем случае – и вовсе заклинить колесо. Сейчас щупать колёса руками уже совсем не модно, так что более дешёвые в производстве, неразборные и необслуживаемые цилиндрические подшипники одержали верх. Немного даже жаль, потому что они менее стойки к нагрузкам, которых по-хорошему надо избегать, но которые часто неизбежны. Например, к ударам по боковине колеса.
На отказе от регулируемых подшипников (правда, пока ещё не везде) дело не остановилось. Далее пришла вторая волна оптимизации, и теперь ступичные подшипники можно поделить на ещё два больших класса: устанавливаемые отдельно от ступицы и устанавливаемые в сборе с ней.
Ещё проще, ещё дешевле
Итак, появилось новое понятие – ступичный узел. Это такая штука, которая включает в себя не только сам подшипник, но и фланец, через который крепится колесо. Крепится оно стандартно – болтами или шпильками. Поэтому во фланце могут быть либо эти самые шпильки, либо резьба под болты. У этого решения есть два совершенно противоположных результата: это одновременно и дешевле, и дороже. Парадокс? К сожалению, в век эффективных менеджеров в автомобилестроении – нет. Это норма. Объясню, почему так получилось.
Раньше замена ступичного подшипника могла сильно затянуться из-за необходимости выпрессовывать его из ступицы. Ладно, если в сервисе есть пресс. А если его нет, то за эту работу лучше и не браться. Потому что одной газовой горелки и молотка с мускулистыми руками могло и не хватить. А вот заменить подшипник в сборе со ступицей намного проще: достаточно открутить несколько болтов. Кроме того, в случае замены ступичного узла в сборе нет такого страха напортачить с установкой подшипника. Как-то не так его затянуть, переложить или недоложить смазки. То есть, меньше ответственности.
Вроде всё прекрасно, но есть одно «но»: ступица в сборе с подшипником стоит намного дороже отдельно подшипника. Разумеется, это очень радует производителей и продавцов запчастей, но сильно огорчает тех, кто вынужден для замены одного подшипника менять всю ступицу.
Смирившись с тем, что придётся платить за замену «ступичного» больше, чем раньше, автовладельцы не сразу поняли, что доить их только начинают. Потому что почти сразу же догадались, что на ступичный узел можно поставить и ответную часть датчика ABS. Поэтому теперь иногда нужно менять дорогущий узел целиком в сборе не только из-за поломки подшипника, но и датчика ABS. Эффективные менеджеры торжествуют.
Хотя надо признать, что техническое преимущество у ступичного узла всё-таки тоже есть, и оно существенное: так как поверхность качения тут – сам корпус ступицы, узел в сборе стал заметно легче. А это приводит к снижению неподрессоренной массы. Да и радиальное биение при таком подходе всё же обычно ниже.
Станет ли когда-нибудь этот узел дешевле? Вряд ли. Сейчас уже вовсю планируется следующее поколение ступичного узла, в котором объединены не только ступица, подшипник и датчик ABS, но и ШРУС, и даже тормозной диск. И это, само собой, будет стоить ещё дороже. Не знаю, что в этом хорошего для конечного пользователя, но если эта система приживётся, я буду сильно расстроен.
Разумеется, классификацию и виды ступичных подшипников я перечислил далеко не полностью. Они отличаются ещё массой параметров, а их конструкции весьма разнообразны. Есть подшипники для ведущих управляемых осей, для ведомых управляемых, для неуправляемых ведущих и ведомых. Есть саморегулирующиеся и ещё многие другие. Тут можно говорить очень много, но это скучно и, скорее всего, не очень-то и надо. Лучше посмотрим, как проверить ступичный подшипник.
Руками и ушами
Начнём с обычного ТО. Если поставить машину на подъёмник, можно провести пару простых тестов. Самое простое – просто покрутить колёса в разные стороны. При этом слушать звук. Никаких хрустов или тресков быть не должно. Если они есть, то придётся искать причину: хрустеть или издавать другие звуки может и заклинивший суппорт, и просто грязь под защитными кожухами тормозных дисков.
Если колесо крутится хорошо, смотрим дальше. Рукой хватаемся за пружину подвески и крутим колесо. Часто при изношенном подшипнике пружина начинает вибрировать. Если рукой ничего необычного почувствовать не удалось, то всё прекрасно.
Конечно, в запущенных случаях не заметить гибель подшипника трудно. Передние обычно гудят в поворотах, задние – в каком-то диапазоне скорости, который постепенно растёт. Если дело совсем труба, то колесо вообще болтается. Но это уже надо быть совсем глухим пофигистом-самоубийцей, чтобы довести подшипник до такого состояния.
Можно ли ездить с воющим подшипником? Однозначно нет. Потому что он может выть и тысячи километров, а может очень быстро заклинить. Тут как повезёт, и если не повезёт, можно лечь отдыхать на крышу в кювете или выехать лоб в лоб с Камазом. Потихоньку съездить в сервис можно, а беззаботно кататься – нет. Ни в коем случае.
Хотя, конечно, бывает, что кто-то ездит поразительно бездумно – с люфтящим во все стороны колесом. Само собой, машина плохо управляется, но опаснее опять же возможный клин колеса. Ну, тут предупреждай – не предупреждай, всё бесполезно.
Долго и счастливо
У нас остался последний вопрос: почему подшипник умирает раньше срока? Есть несколько основных причин.
Первая – это, конечно, плохие дороги. Подшипник должен помогать колесу вращаться, а не скакать по ямам. Теоретически в хорошем подшипнике люфта нет, поэтому удары ему не слишком страшны, но это лишь в теории. На самом деле как только подшипник немного изнашивается, появляются зазоры. И после этого разрушение подшипника на плохих дорогах заметно ускоряется. Особенно сложно подшипники переживают удары в боковину колеса – они на это не рассчитаны абсолютно.
Вторая причина – езда по глубокой грязи и бродам. Без комментариев: если стоять по ступицы в луже, вымывается смазка, а в подшипник попадает вода.
Третья – это неправильный выбор дисков колёс. Слишком большой вылет диска – это практически приговор подшипнику. Но жертвам Need for Speed на это, конечно же, плевать. Нештатные шины и диски большого размера, увеличивающие нагрузку на ступицу, тоже сокращают ресурс подшипника. Так что сток – один из залогов долгой его жизни.
И обязательно проверяйте подшипники на каждом ТО. На раннем этапе они ещё не воют, а заклинить могут в любой момент. Так что в случае с ними лишнее внимание не помешает.
Ступенчатый подшипник
Ступенчатый подшипник – совокупность переднего и заднего ступичных подшипников. Далее будет подробно описан ступичный подшипник: понятие, виды, принципы функционирования, диагностика неисправностей, ремонт на примере его использования в механизме автомобиля. Поскольку ступица представляет собой важный элемент ходовой части автомобильного механизма и обеспечивает связь между колесами и осью, а ступичные подшипники выступают в роли связующего звена оси и ступицы, сопротивление вращения колес – минимально.
Ступичный подшипник: устройство, принцип функционирования
Если говорить в целом, ступичный подшипник самая нагруженная автомобильная деталь. Он принимает на себя давление массы всего механизма автомобиля, а кроме этого и нагрузки различных направленностей, вызванных движением по неровным дорожным покрытиям, при резком торможении так далее. Из чего можно сделать вывод, что от этого подшипника зависит безопасное движение автомобиля на дорогах. Следовательно, ступичный подшипник должен быть исправным и надлежащего качества.
Ступицы автомобильного механизма оснащены подшипниками качения, виды этих подшипников отличаются друг от друга, однако устройство их идентично, итак это:
Наружные/внутренние кольца – это своего рода опорные поверхности в помощь телам качения, которые расположены промеж обойм. С помощью внутреннего кольца подшипник зафиксирован в области оси, а с помощью наружного фиксируется в отверстии ступицы.
В целях равномерного распределения тел качения по всей окружности обоймы, используется сепаратор. Сепаратор выполняет и еще одну очень важную функцию – полностью исключает соприкосновение тел качения. Кроме всего прочего, некоторые разновидности подшипников ступицы дополнительно оснащены пылесборниками, которые и защищают узел от проникновения пыли/грязи. Такие узлы называются – закрытыми.
Ступичный подшипник: разновидности
Тела качения ступичных подшипников – это конические/цилиндрические шарики и ролики Тела качения выстраиваются либо в один, либо в два ряда. На сегодняшний день широко используется:
Если говорить о современных модификациях (оснащенных АБС), о ступичные подшипники – это всего лишь составная часть ступицы. Такие подшипники носят закрытый характер, они не обслуживаются, эксплуатационный ресурс которых равен непосредственному эксплуатационному сроку самого автомобиля. Если ломается узе, замене подлежит вся ступица.
Радиальные подшипники зафиксированы каждый по отдельности в ступице, как уже было выше сказано, они – закрытые, необслуживаемые, возможности их отрегулировать тоже нет. В случае возникновения люфтов, последние ликвидируются следующим способом: подшипник сажают в ступицу (на ось) путем сильного натяга.
Встречаются подшипники (радиально-упорные), которые были монтированы на ступицу по два сразу. В таком случае они носят открытый характер (посадка посредством малого натяга). Подобная модификация дает преимущественную возможность регулировки, если образовались люфты.
Как правило, ведомую ось оснащают радиально-упорными подшипниками, а ведущую радиальными ступичными. Рассмотрим в качестве примера отечественный автомобиль ВАЗ:
Ступичные подшипники: эксплуатация, диагностика неисправностей
Стандартный ресурс пробега подшипника – 100 000 км. Однако на срок службы влияет и:
Другими словами, движение по разбитым дорогам и невнимательное отношение к профилактике – сокращают срок службы тел качения (дорожек на обоймах), а, следовательно, и всего узла в целом.
Износ узлов, речь идет о критическом износе, – недопустим. Следствием может стать полное разрушение всего подшипника, а это чревато:
Отчетливый гул в области колеса во время движения – это верный признак, того что ступичный подшипник изношен. Если же характерный гул незначительный, износ подшипника пока несущественный, в таком случае автомобиль, конечно, можно и дальше эксплуатировать, но все-таки лучше пройти диагностику подшипников ступицы и при необходимости либо отрегулировать, либо и вовсе их заменить. Если же подшипник окончательно разрушен и ремонту не подлежит, будет слышен хруст, в этом случае движение на автомобиле следует немедленно прекратить, а узел заменить целиком.
Диагностировать неполадки ступичного подшипника – не сложно. Такую манипуляцию можно выполнить самостоятельно:
Важно: в области радиально-центрических подшипников – люфт недопустим, тогда как в области радиально-упорных подшипников он допускается, если конечно, носит незначительный характер. Если люфт образовался в цилиндрических узлах – это признак его критического износа, в этом случае необходима его замена, поскольку регулировки цилиндрические подшипники не подлежат. При возникновении люфта в узлах конического вида, его можно устранить путем регулировки.
Регулировка ступичных подшипников
Инструменты, необходимые для регулировки:
Порядок регулировочных работ для всех автомобилей – одинаковый, однако могут быть незначительные отличия в деталях:
Если все-таки регулировка не дала желаемых результатов и характерный руст все равно слышен, подшипник нужно будет заменить полностью.
Замена ступичных подшипников: на что стоит обратить внимание
Сам принцип и порядок замены ступичного подшипника – не сложный, но нужно обратить внимание на то, что под рукой должны быть специальные инструменты и оснащение, речь идет о прессе или слесарных тисках.
Второй момент, который нужно учитывать: метод забивания узла с использованием молотка путем наставки для ступицы не подходит, поскольку может возникнуть перекос узла, либо повредится посадочное место подшипника ступицы.
В третьих, посадка нового ступичного подшипника при его установке должна быть легкой. Если же идет хоть незначительное сопротивление о стороны ступицы – посадочное место изношено, следовательно, менять нужно сам ступицу.
В четвертых, при посадке подшипника, необходимо обратить внимание на его центрирование, во избежание возникновения перекоса и повреждения поверхности посадочного места.
Подшипник ступичный: для чего предназначен и как проверить ступичные подшипники
Ступичный подшипник – элемент для крепления колеса к ступице или поворотному кулаку. Указанный подшипник напрямую интегрирован в саму ступицу, так как непосредственно отвечает за возможность свободного вращения колеса.
Другими словами, ступица, подшипник (подшипник колеса) и некоторые другие детали (например, шпильки) являются единой конструкцией, которую принято называть колесной ступицей в сборе.
При этом ступичный подшипник является важной составляющей. Далее мы рассмотрим, что такое подшипник ступицы, как он устроен, какие типы ступичных подшипников бывают и т.п.
Ступичные подшипники: какими бывают подшипники ступицы, особенности и эксплуатация
Начнем с того, что простейшие ступичные подшипники начали устанавливать еще в те времена, когда активно использовались кареты и телеги, а основной движущей силой был не двигатель внутреннего сгорания, а лошади.
Однако в дальнейшем различные виды транспорта начали активно развиваться. Что касается автомобилей, двигатели становились все мощнее, средняя скорость авто стала увеличиваться.
Сами ступичные подшипники должны быть надежными, так как подвержены серьезным нагрузкам (например, перепады температур, работа в условиях повышенной влажности и загрязненности, воздействие химических реагентов с дороги, ударные нагрузки, рывки и толчки приводов, нагрузки при торможении, во время прохождения поворотов и т.п.).
Итак, если в целом рассматривать ступицу колеса автомобиля, можно выделить два типа ступичных подшипников:
Такие элементы активно используются на разных осях, как на передней, так и на задней (например, подшипник передней ступицы или задний ступичный подшипник). Если рассматривать типы подшипников более подробно, можно выделить целых 4 поколения ступичных подшипников.
Основным является деление на однорядные ступичные подшипники и подшипники HUB. При этом следует отметить, что простой однорядный подшипник уже достаточно давно был заменен на более современные версии подшипников Hub Unit Bearings или HUB.
Первый вариант является цельным узлом, который включает в себя двухрядный радиально-упорный шариковый или двухрядный роликовый конический подшипник. Конструктивно имеется 1 внешнее кольцо, 2 внутренних кольца, а также набор шариков или роликов, между которыми зазоры подобраны наиболее оптимально. Также реализована оптимизация угла контакта подшипника с учетом нагрузок и целевого назначения конкретного ТС.
Такой подшипник имеет уплотнители и внутри наполнен особой пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы элемента. Также это подшипник компактный, прост в установке (например, отсутствие прокладок-распорок для регулировки упрощает монтаж), на машинах с ABS элемент может иметь специальный датчик антиблокировочной системы.
Версия HUB-II отличается от первого типа наличием специального фланца на внешнем кольце подшипника. Указанный фланец получает шпильки или отверстия под болты, крепится к ступице или тормозному диску.
Такие подшипники используются вместе с вращающимся внешним кольцом и ставятся на ось автомобиля, которая не является ведущей (как на переднюю, так и на заднюю). Другими словами, на авто может стоять HUB-II подшипник ступицы передней или задней на не ведущих осях.
Как и в первом случае, датчик ABS интегрируется в ступицу. Если сравнивать HUB-II с предшественником, монтаж еще более упрощен, также удалось снизить вес и сделать решение компактнее HUB-I.
Ступицы с HUB-III отличаются от предыдущих версий тем, что 2 кольца подшипника (внешнее и внутреннее) получили фланцы. Чтобы в местах соединения не возникала активная коррозия, детали имеют особое гальваническое покрытие.
Нагрузка распределяется динамически и значительно уменьшена за счет наличия отдельного внутреннего кольца, которое использовано для отдельного ряда тел качения. Внутренне кольцо монтируется на полуось посредством шлицевого соединения, через него передается крутящий момент.
Еще внутреннее кольцо зафиксировано дополнительно в осевом направлении, а внешнее кольцо прикреплено к ступице. Внутренне кольцо, которое вращается, крепится к тормозным дискам. Размеры всего ступичного узла рассчитываются под авто конкретной марки и модели.
Главным преимуществом подшипников данного типа принято считать максимально сниженное значение радиального биения. В свою очередь, это в значительной степени снижает вибрации колеса, особенно в момент торможения.
Также шлицевое соединение позволяет достаточно просто устанавливать подшипник, а также снимать его в рамках замены. При этом соединение позволяет получить точную посадку.
С учетом всех преимуществ подшипники данного типа ставятся на многие современные авто. Например, передние подшипники ступицы HUB-III активно используются на переднеприводных машинах.
Причина очевидна — подшипники передней ступицы третьего поколения являются лучшим решением, выдерживают большие нагрузки, минимизируют вибрации, позволяют устанавливать датчики системы ABS и т.д.
Признаки неисправности и диагностика: как проверить подшипник ступицы передний или задний
Как правило, ступичные подшипники в среднем «ходят» около 100 тыс. км. Однако езда по плохим дорогам, высокие нагрузки и агрессивная эксплуатация ТС может привести к тому, что данные элементы требую замены уже к 50-60 тыс. км. пробега.
Также к быстрому выходу из строя детали приводит установка неоригинальных запчастей среднего и низкого качества, плохая смазка и нарушения уплотнений, ошибки при установке и сильный натяг во время посадки.
Основным признаком начинающихся проблем со ступичным подшипником является то, что во время движения можно услышать характерный низкочастотный гул. При этом неисправность подшипника ступицы колеса зачастую диагностировать на слух сложно. Если точнее, может казаться, что гудит передний ступичный подшипник, в то время как детальная проверка выявляет неполадки ступицы на задней оси.
В любом случае, игнорировать проблему нельзя, тем более, если шум усиливается. Важно понимать, что износ подшипника ступицы колеса со временем вместо гула сменится на хруст и треск, после чего подшипник разрушится и ступицу колеса заклинит.
В свою очередь, заклинивание приведет к поломке шаровой опоры, деформации рычага подвески, полуоси и т.п. Если ступичный подшипник заклинит на высокой скорости, это может стать причиной серьезных поломок авто и ДТП.
Если просто, например, во время поворота налево кузов кренится вправо, нагрузка на правое колесо увеличивается, а левое разгружено. Получается, если на машине на скорости 15 км/ч резко повернуть влево, при этом гул исчезнет, тогда может быть неисправен левый ступичный подшипник. Если гул пропадет при повороте руля вправо, тогда проблемным можно считать подшипник в правом колесе.
Обратите внимание, люфты могут возникать и по причине проблем с подвеской или рулевым управлением. Чтобы исключить этот фактор, пригласите помощника, который сильно нажмет на педаль тормоза. Пока педаль нажата, нужно раскачивать колесо в вертикальной плоскости.
Если люфт есть при нажатой едали тормоза, тогда неисправна подвеска. В случае, когда люфта нет, неисправен подшипник ступичный передний или задний. В любом случае, подшипник на переднюю ступицу или заднюю потребует замены.
Данную процедуру можно сделать как на станции техобслуживания, так и самостоятельно в условиях обычного гаража. Единственное, потребуется набор инструментов, а также определенные навыки по замене подобных деталей.
Важно не только снять подшипник и поставить новый, не допуская ошибок (выставить зазор, не повредить уплотнение и т.д.), но и правильно запрессовать деталь. Запрессовка в отверстие осуществляется через оправку, которая приставляется к наружному кольцу, а во время монтажа на ось через оправку усилие распределяется на внутреннее кольцо.
Что в итоге
Как видно, ступичный подшипник выполняет достаточно не сложную функцию, однако является не самым простым узлом в плане конструкции. Особенно это справедливо в том случае, если речь идет о подшипниках последних поколений (HUB-II и т.д.).