Подшипники и шарниры

В автомобиле десятки узлов трения, от которых зависит и долговечность машины и безопасность, и комфорт. Некоторые из них не требуют ухода в эксплуатации, но таких пар не так уж много, и они, как правило, не очень ответственны. Другие, наоборот, нуждаются в повышенном внимании. О том, что и как нужно делать, чтобы узлы трения работали нормально, служили долго и безотказно, рассказывает инженер Л. Любавина.

Подшипники качения. Долговечность обычных подшипников качения, помимо нагрузки и частоты вращения, зависит от правильности подбора смазки, а регулируемых – еще и от регулировки. Смазка поглощает энергию ударов, предотвращая тем самым усталостное разрушение тел качения и дорожек подшипника. Пластичные смазки лучше, чем масла, работают в таких узлах, как ступицы, поэтому подшипники полуосей задних колес автомобилей заполняют смазкой, хотя довольно просто было бы решить вопрос о применении здесь масла, находящегося в заднем мосту. В процессе работы подшипники нагреваются, и температура их зависит от частоты вращения. В ступицах автомобиля, движущегося со скоростью 80–90 км/ч, температура подшипников на 15–30^oC выше температуры воздуха.

У нормального подшипника дорожка качения гладкая, блестящая. Если же он изрядно поработал, на ней может появиться тончайшая пленка розоватого или коричневого налета – результат так называемого окислительного изнашивания. Такой подшипник вполне работоспособен, поскольку эта форма износа развивается очень медленно. У старого, выработавшего свой ресурс подшипника дорожка становится матовой – сигнал к замене.

Если смазка подобрана неправильно или ее недостаточно, на дорожке качения образуется стекловидный блестящий след. В дальнейшем поверхность дорожки становится шероховатой, а затем начинает шелушиться. «Жалобы» такого подшипника становятся отчетливо слышны: в ступицах и на полуосях он издает скребущий звук, а в генераторе и водяном насосе – звук, напоминающий прерывистое гудение шмеля. Вращение начавшего разрушаться подшипника сопровождается повышенным выделением тепла. Если узел с таким подшипником отрегулировать по всем правилам, то из-за теплового расширения внутреннего кольца его может заклинить.

Процесс смазывания подшипника может нарушаться, если смазка нагрелась и в результате этого расплавилась (разложилась) и вытекла или произошло ее термоупрочнение и она перестала поступать в зону контакта. Теплостойкость – основное требование, предъявляемое к смазкам, применяемым в ступицах передних колес, водяном насосе, выжимном подшипнике сцепления. В ступицах температура повышается не только от работы самого подшипника, но и от работы самого подшипника, но и от действия тормозов, особенно дисковых. Здесь температура может достигать 100–120^oC, что само по себе неблагоприятно для смазки. Также нехорош для нее режим эксплуатации, когда она то нагревается, то охлаждается. Поэтому у машин, работающих постоянно в городе или на горной дороге, смазку в ступицах следует заменять чаще. Ровность же дороги почти не сказывается на сроке службы смазки в подшипниках колес.

Прочность смазки, которой заполняют узлы трения, должна быть достаточной, чтобы она не сбрасывалась с роликов или шариков. Это особенно важно для подшипников с вращающимся наружным кольцом. В таких конструкциях лучше воздержаться от применения слишком мягких смазок, если только машина эксплуатируется не в холодном районе. Для роликовых подшипников используют более мягкие смазки, чем для шариковых.

Чем выше нагрузка на подшипник, тем больше должна быть вязкость смазки. Однако излишне вязкая смазка, например, в подшипниках электродвигателя, приводящего вентилятор отопителя, затруднит его вращение. Вообще же тяжелонагруженных подшипников, требующих только смазок с большой вязкостью, в автомобиле нет.

При сборке важно правильно дозировать смазку, закладываемую в подшипниковый узел. Обычно только 5% ее находится в самом подшипнике, а на беговой дорожке – всего около 1%, и это количество обеспечивает долгую службу подшипника. Когда после сборки он начинает работать, смазка вытесняется с дорожек качения. Например, из роликовых конических подшипников ступиц в передних колесах выдавливается около 40%, из подшипников водяного насоса от 10 до 30%. Если узел плотно забит смазкой, вытеснение ее излишка затруднено, и потому здесь увеличиваются энергетические потери, повышается температура деталей. Нагревшаяся смазка увеличивается в объеме и, не находя выхода, пробивает уплотнение и выдавливается наружу. Охлаждаясь, она втягивается обратно вместе с успевшей прилипнуть к ней пылью.

В эксплуатации полезно знать, как менять и добавлять смазку, а заодно как правильно отрегулировать наиболее ответственный подшипниковый узел автомобиля – ступицу переднего колеса. Для работы понадобятся отвертка (лучше большая), бородок, молоток, ключ для гайки подшипников, широкая металлическая банка для промывки, запасной шплинт или гайка с тонкостенной шейкой (у «жигулей»), тюбик со смазкой, полтора литра бензина, газета и тряпки.