Ступичный подшипник в разрезе

В большинстве колесных транспортных средств колеса удерживаются ступицей, которая опирается на ось через специальные подшипники. Все о подшипниках ступицы, их существующих типах, конструкциях, особенностях работы и применимости, а также о правильном подборе и замене этих деталей — читайте в статье.

Что такое подшипник ступицы?

Подшипник ступицы (ступичный подшипник) — узел ходовой части (подвески колес) колесных транспортных средств; подшипник качения той или иной конструкции, обеспечивающий соединение, центровку и свободное вращение ступицы колеса на оси.

Ступичный подшипник выполняет несколько функций:

  • Обеспечение возможности вращения ступицы на оси (цапфе) с минимизацией сил трения;
  • Механическое соединение ступицы с осью (цапфой) или поворотным кулаком;
  • Центровка ступицы на оси;
  • Распределение радиальных и поперечных сил и моментов, передающихся от колеса через ступицу на ось и подвеску автомобиля, и в обратном направлении;
  • Разгрузка полуосей ведущего моста — колесо держится не на полуоси, а опирается на поворотный кулак, цапфу или балку моста.

Ступичные подшипники используются для монтажа ступиц всех колес легковых и грузовых автомобилей, автобусов, тракторов и иной техники, управляемых колес тракторов малых тяговых классов (обычно в них задние колеса жестко соединены с полуосями), а также в мотор-колесах транспортных средств с электромеханической трансмиссией. Подшипник ступицы имеет первостепенное значение для ходовой части ТС, поэтому при любых неисправностях он подлежит замене. Но прежде, чем делать покупку подшипника, необходимо разобраться в его типах, конструкции и особенностях.

Типы, конструкция и особенности подшипников ступицы

Для установки ступиц на оси используются подшипники качения, которые при высокой прочности и надежности обеспечивают максимальное снижение сил трения. В общем случае конструкция подшипника проста: это два кольца — наружное и внутреннее — между которым расположен ряд тел качения, заключенных в сепаратор (сетку из металла или пластика, обеспечивающую правильное расположение тел качения). Внутреннее пространство заполнено консистентной смазкой, щели между кольцами закрыты крышками, предотвращающими утечку смазки и загрязнение внутренней части подшипника. Устройство различных типов подшипников может отличаться, о чем сказано ниже.

Ступичные подшипники классифицируются по конструкции и используемым телам качения, а также по направлению воспринимаемой нагрузки.

По используемым телам вращения подшипники бывают:

  • Шариковые — качение происходит на стальных шариках;
  • Роликовые — качение осуществляется на роликах конической формы.

При этом по расположению тел качения подшипники делятся на две группы:

В первом случае между кольцами располагается один ряд шариков или роликов, во втором — по два ряда.

По нормальному для них направлению нагрузки подшипники ступицы бывают:

  • Радиально-упорные;
  • Радиально-упорные самоустанавливающиеся.

Радиально-упорные подшипники воспринимают силы, направленные как поперек оси (по радиусу), так и вдоль нее. Это обеспечивает нормальную работу подшипника, независимо от характера движения колес — будь то это колебания в вертикальной плоскости (при проезде по неровностям дороги), или отклонения колеса от продольной оси (повороты управляемых колес, боковые нагрузки на колеса при преодолении радиусов или при движении с уклоном, боковые удары по колесам и т.д.).

Самоустанавливающиеся подшипники за счет конструкции обеспечивают компенсацию некоторой несоосности оси и ступицы, снижая интенсивность износа деталей.

Конструктивно подшипники рассмотренных выше типов отличаются.

Однорядные конические радиально-упорные подшипники. Состоят из двух колец, между которыми зажаты конические ролики, разделенные сепаратором. Внутреннее пространство подшипника заполнено консистентной смазкой, она защищена от засорения и утечек с помощью уплотнительного кольца. Деталь этого типа является неразборной.

Однорядные конические радиально-упорные самоустанавливающиеся подшипники. Состоят из двух колец, между которыми расположен ряд конических роликов в сепараторе. Однако детали не имеют жесткого соединения, поэтому ролики могут несколько изменять свое положение при смещении оси ступицы относительно оси цапфы. Подшипник является разборным либо частично разборным (снимается только наружное кольцо, внутреннее кольцо и сепаратор с роликами составляет цельную деталь).

Двухрядные шариковые радиально-упорные обычные и самоустанавливающиеся подшипники. Состоят из двух широких колец, между которыми в шахматном порядке расположены два ряда шариков, разделенных общим сепаратором. Самоустанавливающиеся подшипники за счет особой формы внутренних поверхностей колец обеспечивают возможность смещения рядов шариков относительно оси цапфы. Обычные подшипники этого типа являются неразборными, самоустанавливающиеся — могут быть как неразборными, так и разборными.

Читайте также:  Трубка бензобака ваз 2110

Двухрядные роликовые радиально-упорные подшипники. Имеют конструкцию, аналогичную предыдущей. Обычно конические ролики каждого ряда имеют зеркальное расположение — широкой частью роликов наружу. Такое положение обеспечивает равномерное распределение нагрузок и центровку деталей. Подшипники этого типа являются неразборными.

Наконец, ступичные подшипники делятся на две группы по конструктивному исполнению:

  • Отдельные подшипники;
  • Подшипники, объединенные в один узел со ступицей.

Первый тип — это обычные подшипники, которые могут устанавливаться и демонтироваться без замены других сопряженных деталей. Второй тип — это подшипники, интегрированные в ступицу колеса, поэтому они не могут заменяться отдельно.

Места установки и применимость ступичных подшипников

Подшипники ступицы делятся на ряд групп по месту установки и применимости:

  • Подшипники ступиц управляемых ведущих колес (переднеприводных и полноприводных автомобилей);
  • Подшипники ступиц управляемых ведомых колес (заднеприводных автомобилей);
  • Подшипники ступиц ведомых неуправляемых колес (переднеприводных автомобилей, а также четырехосных автомобилей с опорными не ведущими мостами);
  • Подшипники ступиц ведущих неуправляемых колес (заднеприводных и полноприводных автомобилей).

В различных по типу мостах и ступицах используются определенные типы подшипников:

  • В ступицах управляемых ведущих колес легковых автомобилей — двухрядные шариковые или роликовые подшипники;
  • В ступицах неуправляемых ведущих и ведомых колес легковых автомобилей — как двухрядные шариковые или роликовые подшипники (в большинстве современных авто), так и по два конических подшипника (во многих авто ранних выпусков, в том числе и отечественных);
  • В ступицах всех колес полноприводных и заднеприводных коммерческих и грузовых автомобилей, автобусов, тракторов и иной техники (за редким исключением) — по два конических подшипника.

Монтаж подшипников осуществляется различными способами. На задних колесах переднеприводных легковых ТС подшипник ступицы надевается на цапфу, а на его наружное кольцо монтируется сама ступица либо тормозной барабан. Такую же конструкцию имеют и аналогичные узлы грузовых автомобилей и заднеприводных легковых автомобилей, однако здесь на ось устанавливается по два подшипника. На передних колесах переднеприводных легковых автомобилей подшипник устанавливается в поворотный кулак, а ступица монтируется во внутреннее кольцо подшипника.

Вопросы подбора, замены и обслуживания подшипника ступицы

Ступичные подшипники подвергаются высоким нагрузкам, поэтому они подвержены быстрому износу и поломкам. В тех случаях, когда появляется гул подшипников, ухудшается управляемость автомобиля, возникает неустранимый люфт ступиц и наблюдается перегрев ступичных узлов, следует проверить подшипники. При обнаружении их износа или поломок необходимо произвести замену.

На замену следует выбирать подшипники тех типов и каталожных номеров, которые были установлены ранее. Изменять тип ступичного подшипника не рекомендуется, так как это может непредсказуемо изменить характеристики ходовой части. Особое внимание нужно уделять выбору конических подшипников, устанавливаемых парами — в одних случаях их можно заменять независимо друг от друга, в других случаях возможна только парная замена. А если в автомобиле используются ступицы с интегрированными подшипниками, то покупать придется весь узел в сборе — отдельная замена подшипников в них невозможна.

Производить замену и регулировку ступичных подшипников следует в соответствии с инструкцией по ремонту данного автомобиля (автобуса, трактора), а впоследствии нужно выполнять оговоренные инструкцией мероприятия по техническому обслуживанию данных узлов. Решив выполнять замену самостоятельно, следует запастись специальным инструментом для выпрессовки и запрессовки подшипников, иначе эту работу выполнить не удастся.

При правильном подборе и замене, а также при регулярном ТО ступичных подшипников ходовая часть транспортного средства будет нормально работать в любых условиях на протяжении десятков тысяч километров.

Техническое состояние ходовой части влияет на комфорт поездки и, главное, на безопасность пассажиров, водителя и прочих участников движения. Ступица переднего колеса — наиболее важный элемент подвески, от которого зависит управляемость и тормозной путь автомобиля. Если ступичный подшипник выйдет из строя и заклинит, машина резко изменит курс, что спровоцирует ДТП. При поломке деталей колесо может попросту отвалиться.

Читайте также:  Коробка на ниву от сузуки

Поэтому нужно регулярно контролировать техническое состояние этого узла и проводить его техобслуживание и ремонт. Для этого надо знать устройство ступицы и признаки, по которым можно на ранней стадии определить неисправность.

Назначение

Ступица переднего колеса выполняет три важнейшие функции:

  • Обеспечение подвижного и надежного соединения полуоси с колесным диском.
  • Удержание тормозного диска или барабана для обеспечения эффективного торможение автомобиля.
  • Передача вращающего момента от ШРУСа (шарнира равных угловых скоростей) к ведущему колесу (актуально для полноприводных и переднеприводных машин). Для этого на внутренней поверхности ступицы нанесены шлицы, которые входит полуось. То есть, ступицы передних колес выступают деталями трансмиссии и позволяют транспортному средству двигаться.

В современных авто, напичканных электроникой, в ступицах установлены датчики, обеспечивающие работу антипробуксовочной, антиблокировочной и других систем, которым необходим контроль за вращением колес и поведением автомобиля на дороге.

Устройство

При столь высокой функциональности ступица переднего колеса имеет очень простое устройство. Оно состоит из четырех основных деталей:

  • Тело ступицы. Это круглая монолитная деталь, прошедшая токарную обработку. Она сделана из твердого высокопрочного сплава, способного выдержать высокую динамическую и статическую нагрузку.
  • Шпильки колес служат для крепления колесного диска. зачастую вместо них имеются резьбовые отверстия для болтов крепления.
  • Подшипники, которые надеты на осевой вал и обеспечивают вращение ступицы.
  • Датчики движения, подключенные к бортовому компьютеру или блоку управления тормозной системой (опционально).

Большинство производителей предусматривает замену всех деталей ступицы в комплекте (зачастую это касается и датчиков). Сделано это для того, чтобы обеспечить безопасность и свести на нет малейшую вероятность поломки ответственного узла во время движения.

Причины поломки деталей ступицы

Самая ненадежная деталь, которая подвержена износу и поломке — подшипник ступицы. Это единственная подвижная деталь, износостойкость которой обеспечивается за счет высокого качества материала и смазки. Благодаря этому в штатном режиме эксплуатации он служит до отметки 100 тысяч километров пробега и более.

С учетом состояния наших дорог, этот срок эксплуатации может резко сократиться. Это происходит по следующим причинам:

  • Удары из-за попадания колеса в ямы на высокой скорости. Возникающие при этом динамические нагрузки в первую очередь воздействуют на подшипники и лишь после них на остальные детали подвески.
  • Потеря или загрязнение смазки. При повреждении пыльников смазка из внутренней части подшипника вымывается, а деталь забивается грязью и требует срочной замены.
  • Неправильная затяжка при замене или обслуживании. Чрезмерно затянутый подшипник перегревается и разрушается. Слабый момент затяжки вызывает люфт и интенсивный износ детали.
  • Ошибки при запрессовке подшипника во время замены. Перекосы и повреждения сильно снижают срок службы детали. Поэтому доверять замену нужно лишь опытным слесарям с хорошей репутацией.

Поломка (деформация) самой ступицы может произойти лишь в результате сильных ударов о края дорожных ям или ДТП.

Чтобы продлить жизнь узла, нужно следить за состоянием пыльников и аккуратно водить машину, объезжая ямы и притормаживая перед ними.

Признаки неисправности ступицы переднего колеса

Главный признак проблем со ступичным подшипником — появление характерного хруста или гула во время движении транспортного средства. При большом люфте картина может дополниться стуком при повороте рулевого колеса.

Износа ступичного подшипника или деформация тела ступицы приводит к появлению вибрации, которая отдается в руль или кузов машины.

Подклинивание одного из подшипников приводит к уводу автомобиля с траектории. В этом случае нужно немедленно менять деталь, чтобы избежать серьезной аварии. Подклинивание и чрезмерную затяжку можно определить по интенсивному нагреву колеса.

Еще один возможный признак проблемы: неравномерный или интенсивный износ резины.

Важно: приведенные признаки не обязательно возникают именно из-за неисправности ступицы. Однако они — это обязательный повод для проверки этой детали.

Чтобы убедиться в исправности подшипника, следует проделать такие операции:

  • поставить машину на «ручник»;
  • поддомкратить переднее колесо и покачать в вертикальной плоскости;
  • покрутить колесо руками.

При наличии люфта, стука или шума необходимо менять ступичный подшипник. Обратите внимание на природу люфта или стука. Если они исчезают при нажатом тормозе — причина в подшипнике, иначе — в шаровых опорах или рулевых тягах.

Читайте также:  Рычаги клаб на ваз 2107 турбо цена

Добрый день. В сегодняшней записи мы поговорим о признаках неисправности ступичного подшипника. После прочтения статьи, вы легко продиагносируете ваши ступичные подшипники, и научитесь определять их неисправности задолго до появления критического люфта.

Какие бывают ступичные подшипники?

Есть два принципиально разных типа ступичных подшипников.

На ведущих колесах применяют плоские опорные подшипники:

Вот так выглядит ступица ведущего колеса в сборе:

На ведомых колесах, в большинстве случаев, используют два конических подшипника установленных навстречу друг другу.

Вот так выглядят ступичные подшипники такого типа:

Вот так выглядит ступица в сборе:

Как и почему изнашиваются ступичные подшипники?

Не смотря на кажущуюся простоту конструкции, подшипники имеют очень сложную технологию изготовления.

Ролики и опорные поверхности сделаны из пластичной стали с поверхностным уплотнением (закалкой или легированием). Если подшипник перекатить он треснет при первом попадании в яму, а если оставить сырым, он очень быстро износится и загудит.

Для того чтобы уменьшить трение, в ступичные подшипники набивают специальные тугоплавкие смазки, а для фиксации роликов на месте они устанавливаются в сепаратор из тугоплавкого пластика.

При повреждении любого из элементов подшипника он приходит в негодность.

В большинстве случаев, причина отказа подшипников — естественный износ. При появлении люфта между роликами и беговыми дорожками сначала появляется повышенный шум при работе, а при критическом значении износа, колесо начинает натурально болтаться, как в этом видео примере:

Эта неисправность проявляется и прогрессирует постепенно. В большинстве случаев ее причиной является вымывание смазки из подшипника. Резко с трассы заехали в глубокую лужу, через две недели готовьтесь менять подшипники. Дело в том, что при движении на больших скоростях подшипники нагреваются до высоких температур, а смазка в них расплавляется. При заезде в лужи, подшипник резко охлаждается и подхватывает воду (при охлаждении). Как итог — часть смазки вымывается, а вода и грязь остаются.

Естественно, подшипники не могут служить вечно, но попадание воды значительно сокращает их ресурс.

Гораздо реже причиной износа подшипника является выплавление или поломка сепаратора. В этом случае происходит смещение роликов в подшипнике и, как следствие, резко появляется запредельный люфт или даже заклинивание.

Вот пример поломки подшипника вследствие разрушения сепаратора:

Наименее вероятная причина отказа подшипника — механическое разрушение беговой дорожки или ролика. Как правило, это происходит на начальном этапе (при приработке) или после резких ударов.

Вот пример такой поломки подшипника:

Каждая из приведенных мной неисправностей проявляется и появляется по-своему.

Признаки неисправности ступичного подшипника:

Повышенный шум и гул.

Гул увеличивается при возрастании нагрузки на подшипник (при повороте в сторону неисправного подшипника).

Если подшипник загудел, можете быть уверены — в нем уже нет смазки, и даже если ее набить, долго он не проработает т.к. в нем появился люфт. Если подшипник конусный то после замены смазки, при условии что его износ не стал запредельным, а ступица правильно отрегулирована, он может работать ещё несколько лет! Плоские упорные подшипники ведущих колес набивать смазкой бесполезно, так как они не регулируются их лучше сразу менять.

Как уже было обозначено выше — при запредельном износе ступичных подшипников колеса начинают болтаться

На гудящих подшипниках можно проездить несколько недель или даже месяцев, но это не очень комфортно в плане шума.

Появление вибрации или болтанки, похожей на спущенное колесо.

Так проявляются и выплавление сепаратора и разрушение роликов или беговых дорожек.

При вывешивании автомобиля на домкрат, колесо с повреждённым подшипником будет явно болтаться….

Если вы обнаружили эту неисправность, вам следует незамедлительно ехать в сервис, соблюдая все меры предосторожности. Дело в том, что вам не важно, что именно случилось с подшипником — в любом случае в нем люфт, и он может заклинить.

Если вы больше любите смотреть видео предлагаю вам посмотреть вот этот ролик про диагностику ступичных подшипников:

Заключение.

На этом у меня сегодня все. Я надеюсь, что благодаря статье вы легко определите первые признаки неисправности ступичного подшипника. Если у вас остались вопросы или если вы хотите дополнить статью, пишите комментарии.

Также вам могут быть интересны эти заметки...

Adblock detector