黃蘇剛　章文忠

（江西江鈴底盤股份有限公司，江西撫州 344000）

引言

軸承是汽車上重要零部件之一，是易損件和保安件。它起著支承載荷的功能，汽車的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向 力和垂向力Z終均傳遞到軸承上。

隨著我國(guó)汽車保有量的不斷攀升，因選型、裝配或 使用的不當(dāng)引發(fā)的軸承損壞進(jìn)而導(dǎo)致汽車行駛時(shí)輪胎脫 出的現(xiàn)象偶有發(fā)生，嚴(yán)重威脅乘員的生命安全。借鑒 國(guó)內(nèi)發(fā)生的一些軸承脫出事故后的改進(jìn)辦法和車橋行業(yè) 內(nèi)一些經(jīng)典布置結(jié)構(gòu)，總結(jié)出幾種典型的輪轂軸承防松 脫結(jié)構(gòu)以為設(shè)計(jì)和使用上提供參考和借鑒價(jià)值。

01　與軸承配合相關(guān)的防松原則

為防止輪轂軸承松動(dòng)、保證輪轂軸承的有效預(yù)緊， 且為防止由于軸承燒死引起的輪邊脫出事故的發(fā)生。輪 轂軸承設(shè)計(jì)時(shí)需設(shè)置防松脫結(jié)構(gòu)。防止軸承松動(dòng)首選應(yīng) 保證軸承裝配到位，需規(guī)范軸承與軸、孔、檔邊的配合 關(guān)系和公差 [2]；其次才是設(shè)計(jì)防止軸承松脫的結(jié)構(gòu)或零 部件。 

與軸或孔配合時(shí)：對(duì)半浮橋，內(nèi)圈與軸必須采用過 盈配合、外圈與孔宜采用過渡或過盈配合；對(duì)全浮橋， 內(nèi)圈與軸宜采用間隙或微過渡配合、外圈與孔宜采用過盈配合。

02　軸向防松的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

我們將輪邊結(jié)構(gòu)分為兩類以做區(qū)分： 

Ⅰ、采用 2 個(gè)單列錐軸承的輪邊結(jié)構(gòu)或 1 個(gè)輪轂單 元的輪邊結(jié)構(gòu)（如圖 1），該類結(jié)構(gòu)可逐級(jí)調(diào)整軸承的 預(yù)緊量并鎖死； 

Ⅱ、采用單個(gè)錐軸承、球軸承或輪轂單元的輪邊結(jié) 構(gòu)（如圖 2），該類結(jié)構(gòu)緊固過程中不能調(diào)整軸承的預(yù)緊。 

以上只針對(duì)傳統(tǒng)鼓式后橋，盤式后橋設(shè)有的卡鉗本 身便具備防松脫功能，故在此不予討論。 

對(duì)于Ⅰ類輪邊結(jié)構(gòu)：采用“軸承螺母 + 鎖止墊片 + 鎖緊螺釘或鎖銷”結(jié)構(gòu)，由“軸承螺母”實(shí)現(xiàn)軸承的逐 級(jí)預(yù)緊、由“鎖片 + 鎖釘  銷”實(shí)現(xiàn)預(yù)緊后軸承的緊固；其中圖 1.d 類輪邊的軸承螺母因末端螺紋經(jīng)橡膠處理防 松，替代了鎖片和鎖釘?shù)墓δ堋?/p>

對(duì)于Ⅱ類輪邊結(jié)構(gòu)：采用“軸承螺母 + 防松墊片” 或“卡簧”，實(shí)現(xiàn)軸承內(nèi)圈的緊固。其中圖 2.e 型輪邊 靠外殼與橋體間所添加的薄墊片厚度來調(diào)整輪轂軸承的 預(yù)緊程度；圖 2.f 型輪邊采用深溝球軸承，裝配過程中 不進(jìn)行軸向預(yù)緊；圖 2.g 型輪邊采用輪轂單元，裝配前 輪轂單元已預(yù)設(shè)了較大的軸向游隙，裝配過程只需將軸 承壓裝到位并用卡簧限位即可。

03　軸向防脫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

輪邊脫出這種極端事故的發(fā)生需同時(shí)具備 2個(gè)條件：一是某種原因?qū)е碌妮嗇炤S承嚴(yán)重?fù)p壞；二是橋上未設(shè) 置防止輪胎帶動(dòng)半軸或輪芯這些旋轉(zhuǎn)件脫出的限位件。防止輪邊脫出的限位件應(yīng)只作為輔助防范措施，首要的 還是應(yīng)防范軸承的損壞。

通常設(shè)計(jì)時(shí)合理的選用承載能力合適的軸承以保證 軸承有足夠的使用壽命 [3]、裝配時(shí)保證軸承安裝正常和合適的預(yù)緊度、使用時(shí)注意維護(hù)保養(yǎng)即可有效的防止軸 承的損壞。

在有限的結(jié)構(gòu)空間下，設(shè)置的限位件應(yīng)能阻止或延 緩輪邊脫出。幾種典型的限位做法介紹如下： 

Ⅰ、全浮橋（如圖 1.a、圖 3.h、i）：借用軸承螺母充當(dāng)限位件。因其外徑大于外軸承外圈小徑，即便 軸承燒損、輪邊也不會(huì)脫出導(dǎo)致事故。改進(jìn)后的圖 3.i 結(jié)構(gòu)不僅能實(shí)現(xiàn)軸承的逐級(jí)預(yù)緊、且限位件更厚實(shí)，應(yīng) 優(yōu)先選用。

Ⅱ、采用當(dāng)軸承的半浮橋（如圖 4.j、k）：采用內(nèi) 徑小于軸承內(nèi)圈的制動(dòng)器底板、或者外徑大于軸承外圈 的防脫墊圈充當(dāng)限位件。

Ⅲ、采用輪轂單元的半浮橋（如圖 4.l）：設(shè)計(jì)初 將輪胎中心線布置于靠近外軸承側(cè)，以保證內(nèi)側(cè)軸承壽命高于外側(cè)軸承；即便外軸承損壞后內(nèi)軸承仍可防止輪 邊脫出，這期間維護(hù)人員足以發(fā)現(xiàn)異常并予以妥善處理 （相關(guān)計(jì)算過程見表 1）[4]。

04　結(jié)論

在保證軸承有足夠的設(shè)計(jì)壽命前提下，推薦兩類輪 轂軸承防松脫結(jié)構(gòu)，以期保證在極端情況下因軸承損壞 后乘員的安全： 

1）對(duì)全浮橋，應(yīng)優(yōu)先選用“軸承螺母 + 鎖止墊片 + 鎖緊螺釘”方式，同時(shí)合理設(shè)計(jì)其理論調(diào)整角度值；

2） 對(duì)半浮橋，應(yīng)優(yōu)先選用較厚的制動(dòng)器底板充當(dāng)限位件。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉惟信 . 汽車車橋設(shè)計(jì) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] NSK 滾動(dòng)軸承綜合樣本 [M]. 日本：日本精工株式會(huì)社，2006.

[3] GB 6391-2003，滾動(dòng)軸承額定動(dòng)負(fù)荷和額定壽命計(jì)算方法[S].

[4] 小林明 . 汽車工程手冊(cè)第二分冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984.

來源：《南方農(nóng)機(jī)》2016年第12期