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微型轴承
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轮毂轴承介绍
轮毂轴承是将轮胎(旋转部件)/制动盘(旋转部件)和转向节(固定部件)连接起来的部件。它的主要功能是减少旋转产生的摩擦力,同时也有传递力的作用。轮毂轴承能承受极大的径向载荷(车辆重量)和轴向载荷(转向时的轮胎侧向力或侧向冲击力)。
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轮毂轴承的发展历史
轮毂轴承分为滚珠轴承和圆锥滚子轴承。两者的主要区别在于滚动介质(滚子)是滚珠还是圆锥形。除非是载重特别大的车辆(工程车辆,重型SUV,皮卡等),否则一般乘用车的轮毂轴承通常是使用滚珠轴承。
滚珠轴承有分类吗?
在轴承图片中展示了三种轴承:第一代轴承,第二代轴承和第三代轴承。这三代轴承有什么区别呢?
第一代轴承
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第一代轴承的结构最简单,主要是内圈,外圈和钢球组成,其成本也是最低的。具有结构简单和成本低廉的优点,但也有许多缺点:
第一是在车厂组装的不便性。
由于轴承独立于转向节和轮毂,因此在组装期间​​,有必要将轴承的内圈压入轮毂,并将轴承的外圈压入转向节。由于组装过程复杂,因此对设备和过程控制的技术要求很高。
第二是性能下降。
由于无法准确地控制安装过程,因此压入后轴承的性能偏差较大,整体性能较低。
由于第一代轴承的上述缺点,它们的产量逐年下降,除了一些汽车制造商出于成本考虑仍使用第一代轴承。最后随着汽车行业的发展,应该会逐渐消失。
第二代轴承
第二代轴承的结构稍微复杂一些,在一代轴承的基础上集成了轮毂。
与一代轴承相比,省去了组装过程中轮毂的压配合过程,但是还需要与转向节的过盈配合,这样装配精度会比一代轴承略高一点。同时,它也具有降低性能的缺点。
当前,一些汽车制造商依旧在后轮毂上坚持使用二代轴承,但最终也会像一代轴承一样越来越少,最终不再使用。
第三代轴承
随着第一代和第二代轴承的使用日益减少,第三代轴承可以说是主流轮毂轴承了。第三代轴承的轮毂与内圈集成在一起,连接转向节的法兰与外圈集成在一起,并且转向节可以用螺栓固定在。组装精度大大提高。另外,所有尺寸均由供应商精确控制,因此性能极佳。
虽然这两个优点增加了成本,但几乎所有主流汽车制造商都青睐第三代轴承。
第四代轴承?第五代轴承?
行业中许多人目前正在研究更多的集成解决方案。有人提出了第四代轴承的概念。这是为了将第三代轴承与驱动轮上的等速万向节集成。还提出了第五代轴承的概念,即轴承和制动盘的集成。这些方案应该不存在技术问题,能否推广则取决于市场能否接受。
轴承设计要点
设计轴承时,主要考虑因素是:
•过盈量和游隙设计(主要用于第一代轴承和第二代轴承)
•轴承强度/刚度
•轴承拖滞力矩
•轴承寿命
•密封性
轴承强度:
因为轴承要承受很大的径向和轴向载荷,所有轴承的强度十分重要。我们通常通过CAE进行应力应变分析,再加上一定的安全余量。
轴承刚度:
如果轴承的刚性很差,当在轴承上施加侧向力时,连接轴承和制动盘的法兰表面将发生变形,从而导致摩擦片不均匀磨损等问题。
轴承拖滞力矩:
轴承拖滞力矩指的是轴承旋转时的阻力,其大小会影响汽车的燃油消耗和新能源汽车的续航里程。
轴承寿命:
轴承在车辆的整个生命周期内都是免维护的,因此其寿命必须比整个车辆的寿命更长。寿命计算的公式非常复杂,这也是各个零件供应商的专有技术。
密封性:
防止外部水和灰尘进入轴承的密封圈会影响钢球的润滑并最终影响钢球的寿命。密封环的设计非常重要。良好的密封设计和不良的设计会导致轴承寿命延长数倍,甚至导致故障率降低。
如何确定轴承是否损坏
有两种方法可以确定车辆的轴承是否损坏。
1.将车辆放在举升机上,剧烈旋转车轮,检查车轮是否卡滞,并评估车轮上的拖滞力矩是否正常。如果钢球润滑不良或圆度不理想,停滞或拖滞力矩将增加。
2.在正常的车辆行驶过程中,注意车轮方向上是否有异常噪音。如果钢球润滑性差,则首先会产生异常噪音。如果没有异常噪音,通常不会有问题。
此外,现在大多数车轮速度传感器信号源(磁极或者圈)已集成到轴承中,因此,如果车轮速度信号出现问题,仪表板将报告故障代码和ABS故障灯亮,如下所示。ABS故障灯常亮的话,轴承的磁极可能已经有损坏。
行业现状
目前,外资品牌占据这轮毂轴承的高端市场,国内轮毂轴承品牌主导了中低端市场。国内公司与国外公司具有几乎相同的生产能力,它们都直接从国外进口自动化轴承生产设备,工艺控制方法也相似。但是,技术水平差距仍然相对较大,尤其是开发新产品的能力。
还有材料选择(钢材质量对于轴承尤为重要)和子零件供应商选择(几乎所有国外品牌的密封圈都是从国外进口的),这会导致很大的价格差异和性能差距。国内轮毂轴承仍然有很长的路要追赶。
深圳大华轴承有限公司成立于2002年,是一家集研发、生产、贸易于一体的综合型企业。大华(DAW)轴承拥有多年高精密微型深沟球轴承研发生产经验,目前与日本第一家微型、小口径滚珠轴承专业生产厂家美蓓亚集团(美蓓亚轴承)和台湾东培工业(TPI轴承)建立了密切的长久合作伙伴关系。公司拥有丰富的人才资源及专业的技术力量,17年来的持续稳定发展,公司本着“优质、高效、诚信、创新”的服务宗旨,以技为先、以质取胜。凭借供货及时、价格合理、服务专业等核心优势,打造高品质、高性价比的精品,持续为客户创造最大价值。