汽车轮毂轴承失效模式与分析方法
摘要:汽车轮毂轴承开发阶段需要进行多种性能试验，通过轮毂轴承失效的案例，分析轴承早期失效模式，找出其根本原因，验证产品设计合理与否。针对这些失效模式，归纳梳理了轮毂轴承失效分析的系列方法，为深入研究轮毂轴承的失效机理，改善产品质量提供参考。
关键词:轮毂轴承; 性能试验; 失效模式; 分析方法
Failure Mode and Analysis Method for Automobile Hub
Bearings
Abstract:The development stage of automobile hub bearings is required to conduct various performance tests.The initial failure mode for bearings is analyzed through failure case of hub bearings，and the root cause is found out to verify the rationality of product design．Aiming at these failure modes，a series method for failure analysis of hub bearings is summarized，which provides a reference for in-depth study of failure mechanism for hub bearings and improvement of product quality．
Key words: hub bearing; performance test; failure mode; analysis method;
0 引言
轿车轮毂轴承是汽车底盘上的一个重要组件，其是否能够平稳可靠地运转直接关系到行车的安全。普通轴承失效模式识别和分析方法的研究已有相关学者做过大量的工作［1－4］。而轮毂轴承的失效分析起步较晚，近年来随着汽车工业的迅猛发展而逐渐受到重视。文献［5］对轮毂轴承载荷谱和失效机理做了深入探索。文献［6－7］分别就轮毂轴承的失效分析步骤及其对策与诊断方法进行了研究。
由于轮毂轴承失效模式多种多样，且相关研究工作存在一定的局限性，故在轮毂轴承开发阶段就需要进行各种性能试验，通过早期失效分析，找出其失效原因，为改善轮毂轴承的品质提供参考。
1 性能试验范围
轮毂轴承开发验证的台架试验包括: 一般耐久性试验、高速耐久性试验、疲劳强度试验、密封试验、刚性试验、动摩擦试验及冲击试验等。设计的样品只有顺利通过台架试验，才能在主机厂所指定的路试场进行道路试验。道路试验综合了台架试验的各种考评项目，能够真实反映实际工况。不同的主机厂有各自的台架试验和道路试验规范，并明确了评判标准。当
试验样品没有达到试验规范或标准的相关要求时，认为样品发生了早期失效，该样品便属于失效分析的对象，需查找出失效的原因。
2 失效模式
根据国内、外著名轴承厂商，如洛阳轴研科技，浙江万向精工，SKF，FAG，NSK 及 NTN 等的统计，轮毂轴承早期失效模式有腐蚀、压痕、烧伤、裂纹和剥落等多种，现大致归纳如图 1 所示［6］。
通过大量失效分析工作的统计发现，同一种失效模式可能是由不同的单一原因引起的，也可能是由各种原因综合作用的结果，因此，为分析轮毂轴承的失效机理，需要具备较全面的分析手段。
3 失效分析过程
开发阶段轮毂轴承的早期失效，即图1 所示的各种失效模式通常来源于5 个方面: (1) 产品设计不合理; (2) 工艺过程未能保证设计要求; (3)试验设备不稳定; (4) 轴承安装不当; (5) 工作载荷过大，超出产品承受能力。针对这些方面，一般的分析过程如下。
3.1原始信息收集
当失效轴承被委托给分析室进行分析时，非常重要的一环是分析者首先要收集失效件的原始信息。原始信息一般包括: 设计图纸、工艺图纸、车型参数、试验规范、试验设备、工装信息、失效时试验员所做的轴承异常运转情况记录及失效样品原始检测报告。其中失效样品原始检测报告应包括轮毂轴承组件中各零件(外圈、内圈、钢球、密封圈、保持架和润滑脂) 的材质报告和相关尺寸检测报告、装配件的相关检测结果等。由于失效件的原始状态已经受到极大破坏，故原始信息的收集对分析者非常重要，可以说收集信息的完备性决定着分析结果的准确性。
3.2 设计确认
设计确认的目的在于以现行轮毂轴承行业的水准来评判轴承设计的合理性。为完成产品的设计确认，分析者需要对轮毂轴承设计理论[8]有一定深度的了解，并能够运用一些辅助工具，如数学计算方法、小程序编译，相关辅助软件MATALAB，ANSYS，ABAQUS 及MSC．FATIGUE 等; 根据所提供的设计图纸和试验载荷谱信息[9]，对产品设计工程师所完成的设计进行确认。需要确认的项目包括: 负游隙、静强度、刚性、滚道疲劳寿命、滚道挡边高、接触应力、疲劳强度和密封结构等。
由于目前广泛应用的第1代、第2代和第3代轮毂轴承结构大不相同，故在设计确认上也会存在一定的差异。第1代、第2代和第3代轮毂轴承的装车差异如图2所示。相比于第1代，集成程度较高的第2代和第3代轴承存在与凸缘心轴及转向节的配合，由于其通过锁紧螺母进行预紧，因此会影响到最终的装车游隙。游隙的设计应以最终装车状态的游隙作为目标，通常装车状态的理想游隙为-0.03 ~-0.06 mm。
以带凸缘的第2代或第3代轮毂轴承为例，有些确认项是相互矛盾的。在客户要求轮毂轴承质量控制在某一特定量的前提下，需要在滚道疲劳寿命与所需强度间进行有效的平衡。通过增大钢球尺寸提高额定动载荷来强化滚道疲劳寿命就会降低轴承的强度，此时，应把轴承强度放在首位考虑，其属于关乎安全性的重要项目。
3.3 工艺过程确认
在确定产品无设计缺陷后，需要以设计图纸和企业规范作为评价标准进行工艺过程确认，以明确设计是否得到保证。对于轴承制造商而言，轮毂轴承套圈材料、密封圈和保持架一般为外购件，套圈较关键的终加工工艺则由轴承制造商完成。工艺过程确认主要以相关检测报告为基础，根据检测报告逐一核实是否达到设计要求。需要核实的项目主要有:
( 1) 原材料信息。所提供的钢材一般为热轧状态，需要对材料的元素成分、氧含量、非金属夹杂物、晶粒度及力学性能做出核实。
(2) 热处理信息。原材料在加工过程中进行的相关热处理，如正火和淬火，需要核实其基体和滚道的组织、硬度( 梯度) 及锻造流线是否满足要求。
(3) 成品零件尺寸。包括滚道沟曲率半径、沟径、沟间距、圆度、轮廓度、表面粗糙度、密封口径及其圆度、密封圈各唇口配合直径、唇口结构尺寸、滚道挡边高度和重要外轮廓尺寸等的核实。
(4) 外购件特性。查看外购件的检测报告，确认其是否满足使用要求。如密封圈的材质、拉伸特性、硬度，润滑脂的九大性能指标———黏度、高低温性能、极压性与抗磨性、抗水性、防腐性、胶体安定性、氧化安定性和机械安定性[10]。
(5) 装配件检测结果。装配件的游隙和凸缘跳动均会对轴承滚道寿命产生较大影响; 装配件压装密封圈的平行差会影响到产品的密封性能，故均需要核实其是否满足设计要求。在设计得到确认、失效样品原始状态的工艺信息核实无误及试验过程状态明确的前提下，基本能够推断出轮毂轴承是否具备通过各项性能试验的能力。
3.4 分析流程
分析者接到失效件后，需要对失效件做相应的处理，从失效件的失效模式和损伤痕迹，并结合设计及工艺过程明确失效的原因。失效件在试验前的原始状态通过收集的数据得到分析后，对试验失效件也要进行一些辅助检测，旨在对比试验前、后及设计标准之间的差异程度。如果有差异，还需确定差异是否在可接受范围; 如果某项指标不在经验值范围内，则应作为失效的关注点有所侧重[11]。
失效轴承检查分析流程和所用仪器见表1。根据国家标准、行业标准或企业标准进行相关检测。针对某型号轮毂轴承进行的失效分析项目，即表1中的实施项目并非全部为必须的，而是需要根据逐步的观察、分析确定。有些失效原因能够较早、较容易被发现，而有些则较复杂，隐藏较深，基本要经历整个过程才能够发现。
4 分析案例
以M型轮毂轴承为例，安装于路试车辆上进行道路试验。车辆行驶64 000 km(要求100 000km) 后左前轮出现异常声。经拆套发现: 外圈滚道外侧剥落，润滑脂变成棕黄色。按照上述流程逐步检测排查，最终确定为轴承密封失效。轴承密封失效分析的主要信息如下。4.1 润滑脂含水率
按照卡尔费休法对提取的润滑脂含水率进行检测，发现其含水率严重超标，检测结果见表2。
4.2 沟道剥落
通过观察轴承沟道情况(图3) 发现，的确是轴承密封发生了失效，导致泥水侵入轴承中，引起轴承润滑不良，最终导致沟道产生早期剥落。
4.3 密封圈磨损
在体视镜下对密封圈进行放大观察，发现外密封圈存在明显的偏磨损情况(图4a和图4b) 。对密封圈制样后在工具显微镜下检测其尺寸，也发现外密封圈存在偏磨损，图4c和图4d为密封圈上2个不同位置的磨损情况。通过查看同批装车的外密封圈尺寸检测报告可知，密封圈尺寸精度较好，符合要求。通过了解外密封圈的压装过程，经分析最终判定为外密封圈存在压装歪斜，导致平行差不好，使泥水经由密封圈缝隙侵入到轴承中，导致轴承提前失效。
为此，建议针对存在的超差问题改进密封圈压装装置，并且产品由抽检改为全检，确保外密封圈压装平行差符合要求。
5 结束语
对轮毂轴承开发阶段涉及的各种性能试验及失效模式进行了归纳梳理，详细介绍了轮毂轴承失效分析的步骤与方法，并以某一密封失效的分析案例进行了验证。结果表明，该分析方法可为相关人员开展轴承失效模式的机理研究提供参考。
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汽车轮毂轴承失效模式与分析方法 摘要:汽车轮毂轴承开发阶段需要进行多种性能试验，通过轮毂轴承失效的案例，分析轴承早期失效模式，找出其根本原因，验证产品设计合理与否。针对这些失效模式，归纳梳理了轮毂轴承失效分析的系列方法，为深入研究轮毂轴承的失效机理，改善产品质量提供参考。 关键词:轮毂轴承; 性能试验; 失效模式; 分析方法 Failure Mode and Analysis Method for Automobile Hub Bearings Abstract:The development stage of automobile hub bearings is required to conduct various performance tests.The initial failure mode for bearings is analyzed through failure case of hub bearings，and the root cause is found out to verify the rationality of product design．Aiming at these failure modes，a series method for failure analysis of hub bearings is summarized，which provides a reference for in-depth study of failure mechanism for hub bearings and improvement of product quality． Key words: hub bearing; performance test; failure mode; analysis method; 0 引言 轿车轮毂轴承是汽车底盘上的一个重要组件，其是否能够平稳可靠地运转直接关系到行车的安全。普通轴承失效模式识别和分析方法的研究已有相关学者做过大量的工作［1－4］。而轮毂轴承的失效分析起步较晚，近年来随着汽车工业的迅猛发展而逐渐受到重视。文献［5］对轮毂轴承载荷谱和失效机理做了深入探索。文献［6－7］分别就轮毂轴承的失效分析步骤及其对策与诊断方法进行了研究。 由于轮毂轴承失效模式多种多样，且相关研究工作存在一定的局限性，故在轮毂轴承开发阶段就需要进行各种性能试验，通过早期失效分析，找出其失效原因，为改善轮毂轴承的品质提供参考。 1 性能试验范围 轮毂轴承开发验证的台架试验包括: 一般耐久性试验、高速耐久性试验、疲劳强度试验、密封试验、刚性试验、动摩擦试验及冲击试验等。设计的样品只有顺利通过台架试验，才能在主机厂所指定的路试场进行道路试验。道路试验综合了台架试验的各种考评项目，能够真实反映实际工况。不同的主机厂有各自的台架试验和道路试验规范，并明确了评判标准。当
汽车轮毂轴承失效模式分析及性能提升 关熊飞，李延超，杨晓勇，刘伟红 （海马轿车有限公司，河南郑州450016） 摘要：轮毂轴承是汽车非常重要的安全部件，本论文列举某车型路试过程中轮毂轴承单元失效的问题进行分析，针对其失效的原因采取相应轴承性能提升的措施。 关键词：汽车；轮毂轴承单元；密封 中图分类号：U463.3 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2015)07-78-03 Failure Mode Analysis Of The Automobile Hub Bearing and Performance Promotion Guan Xiongfei, Li Yanchao, Y ang Xiaoyong, Liu Weihong ( Hippocampus Car Co., Ltd., Henan Zhengzhou 450016 ) Abstract: Hub bearing is very important safety component of automobile, this paper is took about that some vehicle road test analysis of hub bearing unit failure problem in the process, aiming at the cause of failure to take measures to enhance the bearing performance. Keywords: Automobile; Hub bearing units; obturating CLC NO.: U463.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)07-78-03 引言 汽车轮毂轴承单元是用于连接制动器、传动轴或者扭力梁，为轮毂的转动传递转矩和支撑整车载荷的作用。汽车轮毂轴承单元主要承受通过悬架系统传递而来的汽车重量（径向载荷），转向系统中转向力产生的轴向载荷，传动系统传递变速箱和驱动轴扭矩，使汽车前进和后退。因此轮毂轴承是一个非常重要的部件，保证了汽车运行平稳舒适性和安全性。一旦失效会导致车辆不能正常行驶，零部件运转异常、异响，零件磨损加剧，使用寿命下降，安全性能降低等问题。典型的轮毂轴承失效主要有：密封性能失效、内外圈表面疲劳失效。 1、汽车轮毂轴承的结构 轮毂轴承是在角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的专用轮毂轴承单元。与传统的滚动轴承相比，轮毂轴承单元可预调游隙和预压预置，整体刚性好，可靠性高，并带有凸缘的内圈和外圈，可直接与汽车制动和转动系统联接，结构简化，减少安装空间，便于维修，轴承使用寿命长。 随着现代汽车技术发展，降低能源消耗，舒适性，安全性，模块化，加速性能，智能化要求不断提高，对轮毂轴承的要求也不断向着低摩擦力矩、良好的密封性能、高可靠性，结构紧凑、单元化、高性能、轻量化、智能化方向发展。根据轮毂轴承单元发展历程，目前轮毂轴承单元可以分为一代、二代、三代、四代轮毂轴承： 第一代轮毂轴承单元是预调游隙，带密封圈的双列轴承。将原两套分立的角接触球轴承或圆锥滚子轴承集成为一套外圈整体式、内圈背对背组合的双列角接触球轴承或双列圆锥滚子轴承，可预先设定初始游隙值，并且自带密封圈。 第二代轮毂轴承单元是外圈带凸缘的预调游隙，带密封圈的双列轴承。第1代轮毂轴承单元基础上，使外圈带凸缘，通过螺栓直接连接到悬架上（内圈旋转型），或安装到刹车盘和钢圈上（外圈旋转型）。 第三代轮毂轴承单元是除预调游隙，带密封圈外，其内、外圈均带凸缘，多数还集成了轮速传感器。在第2代轮毂轴承单元基础上进行改进，如内圈带凸缘用于连接刹车盘和钢 测试试验 作者简介：关熊飞，就职于海马轿车有限公司。
第12卷第34期2012年12月1671—1815（2012）34-9256-04 科学技术与工程 Science Technology and Engineering Vol.12No.34Dec．2012 2012Sci.Tech.Engrg. 重型汽车驱动桥轮毂轴承配合失效分析 杨 英 雷 刚 征小梅 （重庆理工大学重庆汽车学院，重庆400054） 摘要采用有限元分析方法，分析了大径向载荷作用下某重型汽车驱动桥轮毂轴承过盈配合处的接触应力分布。结果表 明：最大应力容易出现在内侧轮毂小轴承的下侧，且在最大载荷工况下，最大应力超过了轮毂支承材料的屈服极限，内侧轮毂小轴承与轮毂支承间易于发生打滑现象，从而造成轮毂轴承配合失效。为解决重型汽车轮毂轴承配合失效问题，轮毂支承需要采用屈服极限较高的材料。关键词 有限元分析 轮毂轴承 径向载荷配合失效 中图法分类号 U463.343； 文献标志码 A 2012年7月25日收到第一作者简介：杨 英（1975—），女，硕士，讲师。研究方向：车辆工 程。E-mail ：yangying1213@https://www.doczj.com/doc/025396658.html, 。重载车辆驱动桥一般采用单级减速的主传动和轮边减速器， 以获得较大的最小离地间隙和传动比。但在大径向载荷作用下，轮毂轴承外圈与轮毂的过盈配合处容易产生塑性变形， 从而引起过盈配合失效，发生打滑现象。因而，在设计和评估过程中往往需要对轮毂轴承配合进行失效分析。 在轮毂轴承分析方面，王秋成等 ［1］ 进行了深冷 条件下轮毂轴承疲劳寿命强化试验， 发现失效零件大部分为轴承内、外圈沟道疲劳失效。李永庆等［2］ 利用ANSYS 软件分析了第三代汽车轮毂轴承单元 的强度，获得了各零件的应力分布。王大力等［3］ 介 绍了ANSYS 软件在求解轴承接触问题中的应用。 徐浩等 ［4］ 研究了基于单个滚子与滚道接触确定滚 子凸度的有限元法。张雪萍［5］ 将单个滚子与滚道 接触简化为一根满足赫兹接触理论的弹簧，并以此为基础建立了对轮毂轴承进行有限元分析的接触－挠曲耦合模型。J.Murata ［6］在使用有限元法进行轴承内圈蠕变研究时，也使用赫兹理论对滚子/滚道的接触进行了简化。王彦伟等［7］ 建立了轮毂轴 承整体三维有限元接触分析模型的建模准则，并验 证了有效性。郭秋艳 ［8］ 应用ANSYS 软件对轿车轮 毂轴承法兰盘的力矩刚性进行有限元分析。但重型汽车轮边减速器轮毂轴承外圈与轮毂之间配合失效相关分析未见报道。 为此，现采用有限元分析方法，分析大径向载荷下圆锥滚子轴承外圈和轮毂支承之间的接触和应力分布， 从而为轮边减速器轮毂尤其是重型汽车轮边减速器轮毂设计提供分析方法和指导。 1重型汽车驱动桥结构及运动分析 某重型汽车驱动桥如图1所示，由单级主传动 和轮边减速器组成，轮边减速器为行星轮式；车身通过两个板簧支承在驱动桥上，轮毂通过轮毂支承与两个圆锥滚子轴承（圆锥滚子轴承的外圈和轮毂支承间是过盈配合）支承在驱动桥壳的半轴套管上， 属全浮式支承结构［9］ 。 驱动桥的受力见图2，车身垂直载荷通过左右板簧作用在驱动桥上， 车轮（轮毂）由路面支承，轮毂（支承）通过两个圆锥滚子轴承与桥壳相连，以承受相互作用力。由此可见，两个圆锥滚子轴承将承受很大的径向载荷。 2 有限元模型的建立 2.1 有限元分析模型 应用SolidWorks 建立三维实体模型，建立三维 实体模型时进行了如下简化［7］ ：1）由于左右轮毂结 构和边界条件的对称性，建立结构的一半的模型，
汽车零部件的失效模式及 分析 专业： 班级学号： 姓名： 指导教师： 年月
摘要 汽车零件失效分析，是研究汽车零件丧失其规定功能的原因、特征和规律；研究其失效分析技术和预防技术，其目的在与分析零部件失效的原因，找出导致失效的责任，并提出改进和预防措施，从而提高汽车可靠性和使用寿命。
目录 第一章汽车零部件失效的概念及分类 (1) 一、失效的概念 (1) 二、失效的基本分类型 (1) 三、零件失效的基本原因 (2) 第二章汽车零部件磨损失效模式与失效机理 (3) 一、磨料磨损及其失效机理 (3) 二、粘着磨损及其失效机理 (4) 三、表面疲劳磨损及其失效机理 (5) 四、腐蚀磨损及其失效机理 (5) 五、微动磨损及其失效机理 (6) 第三章汽车零部件疲劳断裂失效及其机理 (8) 第四章汽车零部件腐蚀失效及其机理 (9) 第五章汽车零部件变形失效机理 (10) 参考文献 (11)
第一章汽车零部件失效的概念及分类 一、失效的概念 汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。失效不仅是指完全丧失原定功能，而且功能降低和严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性及安全性的零部件。 机械设备发生失效事故，往往会造成不同程度的经济损失，而且还会危及人们的生命安全。汽车作为重要的交通运输工具，其可靠性和安全性越来越受到重视。因此，在汽车维修工程中开展失效分析工作，不仅可以提高汽车维修质量，而且可为汽车制造部门提供反馈信息，以便改进汽车设计和制造工艺。 二、失效的基本分类型 按失效模式和失效机理对是小进行分类是研究失效的重要内容之一。失效模式是失效件的宏观特征，而失效机理则是导致零部件失效的物理、化学或机械的变化原因，并依零件的种类、使用环境而异。 汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。 汽车零件失效分类 一个零件可能同时存在几种失效模式或失效机理。研究失效原因，找出主要失效模式，提出改进和预防措施，从而提高汽车零部件的可靠性和使用寿命。
轮毂轴承安装、使用常识 轿车的轮毂轴承过去最多的是成对使用单列圆锥滚子或球轴承。随着技术的发展，轿车已经广泛的使用轿车轮毂单元。轮毂轴承单元的使用范围和使用量日益增长，目前已经发展到了第三代：第一代是由双列角接触轴承组成。第二代在外滚道上有一个用于将轴承固定的法兰，可简单的将轴承套到轮轴上用螺母固定。使得汽车的维修变的容易。第三代轮毂轴承单元是采用了轴承单元和防抱刹系统相配合。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。 磨损或损坏的轮毂轴承或轮毂单元会使您的车辆在行驶的路途中发生不合适宜的且成本较高的失效，甚至对您的安全造成伤害。在轮毂轴承的使用和安装中请您注意如下事项： 1、为了最大限度的确保安全和可靠性，建议您不管车龄多长都要经常检查轮毂轴承——注意轴承是否有磨损的早期预警信号：包括任何转动时的摩擦噪音或悬挂组合轮在转弯时不正常的减速。 对后轮驱动的车辆建议在车辆行驶到38000公里是应对前轮毂轴承进行润滑。当更换刹车系统时，检查轴承并更换油封。 2、如听到轮毂轴承部位发出的杂音，首先，重要的是找到杂音发生的位置。有许多可能产生杂音的运动部件，也可能是一些转动件与不转动件发生了接触。如果确认是轴承中的噪音，轴承可能已损坏，需要更换。 3、因为前轮毂导致两侧轴承失效的工作条件相似，所以即使只坏了一个轴承，也建议成对替换。 4、轮毂轴承比较敏感,在任何情况下都需要采用正确的方法和合适的工具。在储运和安装的过程中,轴承的部件不能损坏。一些轴承需要较大的压力压入，所以需要专用工具。一定要参照汽车制造说明书。 5、安装轴承时应该在干净整洁的环境中，细小的微粒进入轴承也会缩短轴承的使用寿命。更换轴承时保持清洁的环境是非常重要的。不允许用榔头敲击轴承，注意轴承不要掉在地上（或者是类似的处理不当）。安装前也应对轴和轴承座的状况进行检查，即使是微小的磨损也会导致配合不良，从而引起轴承的早期失效。 6、对轮毂轴承单元，不要企图拆开轮毂轴承或调整轮毂单元的密封圈，否则会使密封圈受损导致水或灰尘的进入。甚至密封圈和内圈的滚道都受到损坏,造成轴承的永久失效。 7、装有ABS装置轴承的密封圈内有一个磁性推力环,这种推力环不能受到碰撞、冲击或者与其他的磁场相碰撞。在安装前从包装盒中取出，让它们远离磁场，如使用的电动机或电动工具等。安装这些轴承时，通过路况测试观察仪表盘上ABS警报针，来改变轴承的操作。 8、装有ABS磁力推力环的轮毂轴承，为了确定推力环装在哪一边，可以用一个轻小的东西靠近轴承的边缘，轴承产生的磁力就会吸引住它。安装时将带磁性推力环的一边指向里面，正对ABS的敏感元件。注意：不正确的安装可能导致刹车系统的功能失效。 9、许多的轴承是密封的，这类轴承在整个寿命期是不需要加润滑脂的。其他不密封的轴承比如双列圆锥滚子轴承在安装时必须加油脂润滑。由于轴承的内腔大小不同，所以很难确定加多少的油脂,最重要的是保证轴承中有油脂,如果油脂过多,当轴承转动时,多余的油脂就会渗出。一般经验：在安装时，油脂的总量要占轴承的间隙的50％。
轿车的轴承过去最多的是成对使用单列圆锥滚子或球轴承。随着技术的发展，轿车已 经广泛的使用轿车轮毂单元。轮毂轴承单元的使用范围和使用量日益增长，目前已经发展 到了第三代：第一代是由双列角接触轴承组成。第二代在外滚道上有一个用于将轴承固定 的法兰，可简单的将轴承套到轮轴上用螺母固定，使得汽车的维修变的容易。第三代轮毂 轴承单元是采用了轴承单元和防抱刹系统相配合。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰，内 法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。 磨损或损坏的轮毂轴承或轮毂单元会使您的车辆在行驶的路途中发生不合适宜的且成 本较高的失效，甚至对您的安全造成伤害。在轮毂轴承的使用和安装中请您注意如下事项： 1、为了最大限度的确保安全和可靠性，建议您不管车龄多长都要经常检查轮毂轴承——注意轴承是否有磨损的早期预警信号：包括任何转动时的摩擦噪音或悬挂组合轮在转弯 时不正常的减速。对后轮驱动的车辆建议在车辆行驶到38000公里是应对前轮毂轴承进行 润滑。当更换刹车系统时，检查轴承并更换油封。 2、如听到轮毂轴承部位发出的杂音，首先，重要的是找到杂音发生的位置。有许多可能产生杂音的运动部件，也可能是一些转动件与不转动件发生了接触。如果确认是轴承中 的噪音，轴承可能已损坏，需要更换。 3、因为前轮毂导致两侧轴承失效的工作条件相似，所以即使只坏了一个轴承，也建议成对替换。 4、轮毂轴承比较敏感,在任何情况下都需要采用正确的方法和合适的工具。在储运和 安装的过程中,轴承的部件不能损坏。一些轴承需要较大的压力压入，所以需要专用工具。一定要参照汽车制造说明书。 5、安装轴承时应该在干净整洁的环境中，细小的微粒进入轴承也会缩短轴承的使用寿命。更换轴承时保持清洁的环境是非常重要的。不允许用榔头敲击轴承，注意轴承不要掉 在地上(或者是类似的处理不当)。安装前也应对轴和轴承座的状况进行检查，即使是微小 的磨损也会导致配合不良，从而引起轴承的早期失效。 6、对轮毂轴承单元，不要企图拆开轮毂轴承或调整轮毂单元的密封圈，否则会使密封圈受损导致水或灰尘的进入。甚至密封圈和内圈的滚道都受到损坏,造成轴承的永久失效。 7、装有ABS装置轴承的密封圈内有一个磁性推力环,这种推力环不能受到碰撞、冲击 或者与其他的磁场相碰撞。在安装前从包装盒中取出，让它们远离磁场，如使用的电动机 或电动工具等。安装这些轴承时，通过路况测试观察仪表盘上ABS警报针，来改变轴承的 操作。 8、装有ABS磁力推力环的轮毂轴承，为了确定推力环装在哪一边，可以用一个轻小的东西靠近轴承的边缘，轴承产生的磁力就会吸引住它。安装时将带磁性推力环的一边指向 里面，正对ABS的敏感元件。注意：不正确的安装可能导致刹车系统的功能失效。 9、许多的轴承是密封的，这类轴承在整个寿命期是不需要加润滑脂的。其他不密封的轴承比如双列圆锥滚子轴承在安装时必须加油脂润滑。由于轴承的内腔大小不同，所以很 难确定加多少的油脂,最重要的是保证轴承中有油脂,如果油脂过多,当轴承转动时,多余的 油脂就会渗出。一般经验：在安装时，油脂的总量要占轴承的间隙的50%。 10、安装锁紧螺母时由于轴承类型和轴承座的不同，扭矩的大小差别很大。注意参照 有关说明。
汽车零部件失效分析 摘要：随着汽车的不断普及和机械设备事故的频发，汽车的安全性和可靠性逐渐成为人们关注的焦点。论文通过研究汽车零部件失效的类型，丧失功能的原因、特征和规律，提出相应的改进和预防措施，为汽车制造部门提供便于改进制造工艺和汽车设计的反馈信息，进而提高汽车可靠性、使用寿命和维修质量。 关键词：汽车零部件；失效模式；磨损 1.汽车零部件失效的概述 1.1汽车零部件失效的概念 所谓失效是指汽车零部件失去原设计所规定的功能，导致汽车技术状况变差，包括完全丧失原定功能，功能降低和严重损伤等，如果继续使用将会失去安全性和可靠性。因为汽车零部件的技术状况会随着零部件的使用过程逐渐发生变化，因此通过分析汽车零部件的性能恶化过程，然后有针对性的采取改进措施，对于维持汽车的技术水平具有非常重要的作用。 1.2汽车零部件失效的分类 汽车零部件按失效模式分类可以分为：一是磨损，包括粘着磨损、表面疲劳磨损、磨料磨损、微动磨损、腐蚀磨损，如齿轮表面和滚动轴承便面的麻点、曲轴“抱轴”等。二是疲劳断裂，包括低应力高周疲劳、高应力低疲劳周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳，如齿轮轮齿折断、曲轴断裂等。三是腐蚀，包括化学腐蚀、穴蚀、电化学腐蚀，如湿式汽缸套外壁麻点。四是变形，包括过量弹性变形、过量塑性变形和蠕变，如曲轴弯曲、基础件变形等。五是老化，如橡胶轮胎、塑料器件龟裂、变硬等。失效模式是研究汽车零部件失效的关键，同一个零件可能同时存在集中失效模式。 2.汽车零部件失效的原因 2.1设计制造方面的原因 汽车零部件的设计制造不合理是造车汽车零部件早期失效的主要原因之一。如汽车零部件的材料选择方面，我国GB5216标准规定的齿轮钢淬透性带宽为12HRC，而美国休斯通用公司为8HRC，日本小松为5HRC，远远不及国外汽车生产企业的标准要求。如汽车零部件的设计方面，轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等造成的应力集中处，都会成为汽车零部件破坏的成因。 2.2工作条件方面的原因 汽车零部件失效工作条件方面的原因主要包括：一是工作环境，由于汽车零
影响零件失效的原因 11211015 刘淋松零件失效即是指汽车零部件部分或完全丧失工作能力的现象。在汽车的行驶过程中，一旦重要零件失效后果可想而知，为了更深入的表达出其原因，我分四个层次来阐述影响零件失效的原因。 首先大体由于技术状况变化导致零件失效的原因有：磨损即零件表面由于相对运动而不断产生损耗的现象，导致配合松旷，产生异响；占75%。变形即尺寸和形状改变的现象，包括弯曲、扭转、挤压等，因载荷超过屈服极限所致。疲劳即长时间在高变载荷作用下，产生微裂纹而突然断裂。腐蚀即包括化学腐蚀和电化学腐蚀，零件表面无相对运动却不断产生损耗的现象。热损坏即包括烧焦、烧坏、烧穿和高温老化 第二个层次为汽车零件磨损失效分析；磨损失效是指因零件的磨损使其尺寸、形状误差超限的现象。最根本原因——摩擦。相对运动物体接触表面间产生运动阻力的现象。按表面润滑状况分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦、混合摩擦；干摩擦：摩擦表面无任何润滑介质，产生摩擦热引起接触点熔合，会消耗较多动力，并产生剧烈表面磨损。液体摩擦：摩擦表面间被一层具有一定压力、厚为1.5~2.0 md润滑油膜隔开，摩擦只发生在润滑油液体分子之间，摩擦力相当于分子间粘着力，磨损极小；如：曲轴轴承、增压器轴承等。边界摩擦：摩擦表面被边界膜（后度为数分子直径）隔开，可分为吸附膜和反应膜，前者是靠润滑油极性分子吸附在摩擦表面而形成，后者是油中添加剂与
摩擦表面反应生成。边界摩擦实质是吸附膜之间的相互滑动，摩擦介于干摩擦和液体摩擦之间；且边界膜有临界温度限制，超过则膜遭到破坏，转变为混合摩擦。混合摩擦：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦共存的摩擦状态，润滑油占多数则称为半液体摩擦，否则称为半干摩擦。一些摩擦场所，随工作条件的变化，摩擦种类也在变化。如：轴瓦、活塞环和缸壁等。 影响磨损的因素有很多如：材料性质：提高含碳量或加入合金元素，加工质量：降低几何形状误差,适当的表面粗糙度，工作条件：相对运动速度：过快，散热不良，升温，机油粘度降低，润滑不良，磨损加剧。单位压力：过高压力使油膜破坏，引起粘着磨损。工作温度：温度过高，油膜被破坏；温度过低，形成腐蚀性介质。均会导致磨损加剧。润滑质量：影响到形成油膜的质量，承压能力等。 而零件磨损规律分三个阶段：一磨合阶段，新零件摩擦表面具有一定的粗糙度，真实接触面较小，磨损加剧。时间里程较短，3000-5000公里。二稳定（正常）磨损阶段，摩擦副间歇达到最佳状态，表面磨合质量好，磨损缓慢、稳定。时间里程很长，20万公里左右。三激烈磨损阶段，磨损迅速，零件表面工作条件恶化，零件形状开始改变，间隙增大、噪声、振动加大。汽车的使用、维护与修理水平均影响零件磨损特性曲线的走向，从而影响到汽车的使用寿命。 第三个层次为零件变形失效分析。零件在使用中的变形通常有个三方面的原因，分别为残余应力、外载荷、温度。另外零件失效的影响更是不容忽视的，如汽缸体汽缸体变形后可能引起：汽缸轴线与曲
小型卡车前轮毂轴承早期失效的分析 为解决前轮轮毂轴承早期失效的质量问题，通过对故障车型进行拆解，找出主要的故障表现形式，经过系统地分析，表明轴承装配游隙过小和轴承制造质量差是造成该质量问题的主要原因，并通过路试验证了失效分析。在此基础上，采取控制轴承质量、提高轮轴加工精度和调整优化轮毂装配工艺等措施，使该问题得到了有效改善。 标签：前轮毂轴承；早期失效；游隙；路试 1 概述 小型卡车广泛用于城乡结合部和农村，适用于中短途货物运输，其工作状况复杂，在高速和超负荷条件下，许多车辆在行驶里程不足5000公里时，其前轮毂轴承容易产生异常磨损，甚至破裂等失效形式，称之为早期失效。某小型卡车曾一度出现轮毂轴承早期失效的现象，通过对该车型的轮毂外轴承失效原因进行分析，提出了合理的解决方案。 2 问题表现 某系列小型卡车前轮毂内、外轴承分别采用32209、30306两种型号的圆锥滚子轴承，并成反排列安装。根据统计，该系列小型卡车上市销售两年来，多次发生因前轮毂轴承烧蚀磨损等问题而造成前轮脱落的典型、重大质量问题，对公司的销售及售后服务工作带来一定的负面影响，造成极大的市场抱怨。 车辆装配下线后，经过严格路试和检测调整，满足产品技术质量要求。车辆在使用过程中，部分用户在行驶到1000-2000公里时，车辆前轮出现异响，感觉车辆越来越沉重，甚至出现车轮脱落，不得不到服务站进行检修。通过汇总服务站维修记录和用户回访，表明类似故障车辆行驶里程基本不到5000公里，运输货物以砂石、蔬菜、建筑材料为主，普遍存在超载现象。通过对退厂故障件进行拆解分析，轮毂滚动轴承早期失效的主要现象是烧蚀磨损。 3 原因分析 3.1 车辆使用不当 小型卡车以盈利为运输目的，用户普遍存在“多拉快跑”的想法，不注重车辆清洗检查和车轮润滑保养。车箱容积大，超载现象严重，行驶路况较差，颠簸路面较多，车轮易遭受冲击，易被泥沙侵蚀。 3.2 装配调整不当 在装配生产中，生产厂家注重装配效率，片面强调拧紧力矩，忽略满足轴承
Internal Combustion Engine&Parts 机敲缸；②由于气缸内进入异物，造成活塞和气缸盖产生直接撞击引起敲缸；③气门破损或气门弹簧折断，造成气门不能及时打开或落座不及时，当活塞位于上止点时与气阀相碰，废气倒流回稳压箱与压缩空气产生气流冲击后引起敲缸。 3故障处理 ①清洗或更换喷油器，清洗完后在实验台上观察喷油器雾化质量确认是否有滴油现象，确保使用合格喷油器。 ②检查喷油泵的弹簧是否出现损折或者由于弹力系统的压力缺乏，这应当及时地更换弹簧。卸下喷油器检查雾化的情况，如果有问题将喷油器进行清洗调校。 ③燃烧敲缸：1）起机时发生敲缸，起机后随之消失，可以不予理睬；2）调整该缸喷油泵供油齿条至“0”刻线。3）检查喷油器，如供油量较大，喷射压力较高引起的敲缸则进行更换喷油器处理；4）柴油机高速运转时，敲缸声音严重，则为供油提前角不正确，可通过调整喷油泵安装垫片厚度来消除敲缸。 ④机械敲缸：1）检查油水温度，柴油水温低于20℃时不能起机，低于40℃时不能加载；2）取出气缸内异物；3）修复更换气门或气门弹簧。 4结语 综上所述，内燃机柴油机在运行的过程中经常会遇到各种故障，针对柴油机的具体问题具体分析，实现问题的控制。笔者根据工作的实际经历和实践经验的总结，本文着重分析了内燃机车柴油机的一些常见故障，目的是为检修人员提供一些总结的规律，从而在故障判断和维持运用以及快速检修上提供一些有力帮助,以提高机车的运行效率，保障机车安全运行。 参考文献: [1]吴敏.内燃机机车柴油机运行故障分析及对策研究[J].机械研究，2016（8）. [2]王强.内燃机机车的柴油机设备故障及对策分析[J].工业工程研究，2017（8）. [3]李青.内燃机柴油机的常见故障分析[J].科技导刊，2016（6）. 0引言 在工程实际应用中，失效分析是判断机器零件损坏原因、改进生产、装配工艺、提出设计更改建议的重要依据。材料失效问题普遍存在于各类材料中，它直接影响着产品的质量，特别是汽车上的一些关键件直接关系到产品的可靠性甚至是人员安全。为了提高产品的可靠性及使用寿命，国内外对金属结构件的失效现象进行了大量的分析和研究，日益完善了失效分析技术及相关机理。材料失效问题的判断和解决问题的能力对专业人员至关重要的。 1失效及失效分析概要 ①零件失效：即零件失去其原有功能。包含三种情况：1）完全丧失功能；2）部分失去原有功能；3）能完成原有功能但无法保证安全性、可靠性。 ②失效的来源主要有以下几方面：1）设计的问题；2）零部件材料的选用问题；3）加工制造装配过程中存在的问题；4）不合理的使用条件。 ③失效分析原则：1）整体观念；2）立体性；3）从现象到本质；4）动态性；5）两分法；6）以信息异常论为总的指导原则。 ④失效分析的程序： 1）接受任务，明确目的要求； 2）调查现场及收集背景资料； 3）失效件的观察、检测和试验； 4）确定失效原因并提出改进措施。 ⑤失效分析常规检测技术： 1）选用原则：可信性、有效性、可能性、经济性；2）检测技术：化学成分分析、力学性能测试、金相检验、无损检测、残余应力检测、物化性能测试； 3）失效分析常用方法： 断口分析；裂纹分析；痕迹分析；模拟试验。 2失效的形式 失效的形式主要有：变形失效、腐蚀失效、磨损失效和断裂失效。 2.1变形失效 变形失效分为常温变形失效和高温变形失效。 常温变形失效分为：弹性变形失效和塑性的变形失效； 高温变形失效分为：蠕变失效和热松弛失效。 2.2腐蚀失效 零部件与表面介质发生反应从而造成的损坏称为腐蚀。腐蚀失效的显著特点是失效的形式多，失效的机理很复杂；按腐蚀历程分为：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀；按腐蚀条件分为：工业介质腐蚀、自然坏境腐蚀。腐蚀失效主要额点腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、均匀腐蚀、腐蚀疲劳，以下主要介绍一下点腐蚀和应力腐蚀。 2.2.1点腐蚀 在零部件表面出现个别孔、坑或密集斑点的腐蚀称为 浅谈汽车金属零部件材料的失效及失效分析 伍秀连 （比亚迪汽车工业有限公司，深圳518000） 摘要:本文从汽车金属零部件的材料失效的形式和失效分析进行阐述，并介绍材料的腐蚀失效、磨损失效、疲劳失效的特点及机理和破坏特点及断口分析断裂的原因。 关键词:材料失效；疲劳磨损；腐蚀断裂
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/025396658.html, 轮毂轴承基体硬度与异常冲击负游隙失效关系 作者：赵小威胡冬冬于辉 来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2016年第02期 摘要：本文重点对轮毂轴承基体硬度与抗冲击性能之间的关系进行研究，通过冲击与耐 久试验验证，调整内法兰零部件基体硬度能提高轮毂轴承抗冲击性能。 关键词：轮毂轴承；游隙；屈服强度；异常冲击 轮毂轴承是汽车行驶系统中的重要零部件，目前家用汽车轮毂轴承绝大部分采用双列角接触轴承。第三代轮毂轴承使用摆碾技术对轴承总成游隙进行预紧使其形成负游隙，相比于一、二代轮毂轴承其优点在于使用过程中负游隙不受锁紧螺母影响，运转可靠且稳定寿命周期长。负游隙失效已成为三代轮毂轴承重要的失效模式，本文主要探讨轴承基体硬度、轴承受冲击与负游隙失效关系。 1 负游隙、游隙定义 1.1 游隙概念轴承内部滚动体和滚道之间一般都有正的间隙称为游隙，汽车轮毂轴承使用过程中，这个游隙需要进行消除，否则会严重影响传动系统的运动精度，并引起轴承异响且影响轴承使用寿命，所以轮毂轴承实际使用过程中会保证其处于负游隙状态。实际生产中，通过滚动体与滚道之间的弹性变形消除滚动体与滚道之间的接触间隙。由于这个弹性变形相对于原来的正游隙来说是把滚动体与滚道之间的间隙从正值变成了负值，故也常称为负游隙（三代轮毂轴承游隙应介于-0.01—-0.05mm）。 1.2 游隙检测方式对于负游隙的检测，一般方法为在外法兰上逐渐施加一个轴向压力（如图1所示），在该力的作用下，上侧钢球原始受压状态下的弹性变形逐渐减小，在施加压力的同时，采用拨叉在一定扭矩（10N·m）作用下去拨动钢球，如果刚好能拨动钢球，说明本侧钢球处于预紧与松弛的临界状态，此时记录下的轴向压力为上侧钢球的卸载力，即轴承卸载力。通过试验验证轴承卸载力与游隙存在线性关系，即极限卸载力对应相应的负游隙上下限。 2 失效模式及分析 某车型市场陆续反馈失效故障件，此故障发生里程分布在5000-50000公里，呈现随机分布且服务站分布全国无特定区域。对故障件检测分析发现其转动力矩均大幅降低（标准值为0.4-1.5N·m，故障件转动力矩均