Мастерская. Подшипники: Круговое движение

Чтобы боевые колесницы фараонов были легки на ходу, рабы хорошенько смазывали оси колес. Подшипники скольжения уже тогда были востребованы на транспорте! Они благополучно существуют и сегодня. Но в машине, пожалуй, еще больше подшипников качения. Их изготавливают из высококачественных сталей – они точны, надежны, долговечны, потери на трение в них минимальны. Легкость хода автомобиля объясняется множеством факторов, в том числе хорошими подшипниками.

Хорошо виден начинающийся питтинг на беговой дорожке. Матовые пятна – очаги микротрещин. Хотя до полного разрушения дело еще не дошло, этот подшипник не жилец.

Впрочем, у подшипника качения есть и врожденные недостатки. Это высокие контактные напряжения в материалах шариков и колец, ведь площадь контакта, особенно шарика с внутренним кольцом подшипника, очень мала. Подсчитаем: если за один оборот колесо проходит 2 м, то за 100 тыс. км пробега наберется 50 млн. оборотов. Сепаратор с шариками (или роликами) сделает 25 млн. оборотов, но если шариков, например, семь, то по каждой точке беговой дорожки они проедут 175 млн. раз. При столь большом количестве циклов нагрузки сталь устает – на контактных поверхностях растут микротрещины, а после металл начнет крошиться (это явление называется питтингом).

Подшипник разрушается. Когда-то отполированная беговая дорожка превратилась в «гористую» поверхность с язвами вырванного металла. Дальше будет только хуже…

Несладко приходится подшипникам ступиц колес. Если в движении слышен гул, поочередно вывесим колеса и прокрутим их вручную. Подшипник шумит, а тем более хрустит – меняем немедленно! Недавно на эвакуаторе прибыл ВАЗ-2107 с заклинившим правым передним колесом. Хозяин рассказал, что за шумом зимних шин не расслышал вовремя гудения подшипника. К счастью, конец подкрался на тихой деревенской дороге: скрежет, бросок руля – и машина на обочине.

Повреждения шарика впечатляют ничуть не меньше, чем разрушение беговых дорожек. Тут и выкрошившиеся кратеры, и следы задиров, возникавших, когда шарик переставал вращаться

Мы разобрали узел и увидели заклинивший конический подшипник, внутреннее кольцо аж приварилось к поворотному кулаку! Владелец признался, что незадолго до того регулировал подшипники на глазок. Глазок, как видим, оказался не слишком зорок. Хозяину еще повезло: остался жив-здоров и машину не разбил. Не раз говорено: регулировка подшипников – дело тонкое! Кстати, это верно и для двухрядных, в ступицах переднеприводных машин. Они тонкие, упругие и рассчитаны так, что при затяжке гайки заданным моментом шарики катятся по дорожкам практически без зазоров, но не закусывают. Баланс очень тонок, а если затягивать гайку ломом, соблюсти его почти невозможно. Да и к чему рисковать – динамометрические ключи давно не экзотика.

При правильной эксплуатации подшипники ступиц служат очень долго. Но кто-то, пытаясь придать своей «Самаре» более грозный вид, так раскорячит ее колеса, что те наполовину выступают из арок. Нагрузки на подшипники здесь больше в разы.

Однажды владелец «классики» попросил поменять подшипник полуоси. Я отказался – могу, мол, заменить ее лишь в сборе. В ответ услышал, что это «элементарно, на другой полуоси уже меняли в гараже». Пришлось напомнить клиенту, что подшипник фиксируется на полуоси запорным кольцом, которое перед посадкой нагревают до строго определенной температуры, иначе оно надежно держать не будет. А когда остынет, нужно проверить посадку на сдвиг специальным приспособлением. Выдержит – полуось можно устанавливать. Без этого «ремонт» сродни русской рулетке: если запорное кольцо сползет с полуоси и та вместе с колесом покинет машину, то кто-то может остаться без головы, а я отправлюсь пилить елки в малообжитые районы.

НАША СПРАВКА

Подшипник скольжения – это узел, состоящий всего из двух деталей: вала и втулки. Конструкция – проще не придумать. Площадь контакта большая, удельные нагрузки малы, при достаточной смазке и защите узла от грязи его долговечность не вызывала вопросов. Правда, зазоры порой были великоваты, точность узла невысока… Но в наши дни подшипник скольжения существенно «подтянулся». Классический пример – коленчатый вал двигателя, который отлично вращается во вкладышах корпуса, пока зазоры остаются в пределах допусков. Дело в том, что правильное положение коленвала поддерживается давлением масла в этих зазорах. Если его нет, шейки вала и вкладыши начинают соприкасаться, а сухое трение ведет к поломке двигателя.

С развитием техники и технологий появился подшипник качения – в прежние века его попросту не смогли бы изготовить. В упрощенном виде это узел, состоящий из наружного и внутреннего колец, между которыми находятся тела качения – шарики или ролики, равномерно разделенные сепаратором. В некоторых конструкциях, если окружные зазоры между шариками или роликами невелики, можно обойтись без сепаратора.

Новый подшипник получил ряд преимуществ. При более низких потерях на трение он терпимее к смазке, зазоры в нем меньше, чем в подшипнике скольжения. Кроме того, есть конструкции шариковых и роликовых подшипников, передающих не только радиальную, но и осевую нагрузку. Это роликовые конические, шариковые радиально-упорные и просто упорные подшипники. Современная техника с ее высокоточными узлами немыслима без подшипников качения.