УДК 621.822.6
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА РЕСУРС ДВУХ
РЯДНОГО КОНИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА СТУПИЦЫ КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ
1, 2, 2
1Самарский государственный аэрокосмический университет, Самара, Россия;
2 ЕПК Самара», Самара, Россия.
В докладе содержатся методика расчета ресурса двухрядного конического роликового подшипника ступицы колеса автомобиля. При расчете учитываются действующие на колесо перекашивающие моменты. Приводятся рекомендации по повышению работоспособности подшипника.
Ключевые слова: подшипники конические, двухрядные, ступицы колеса, ресурс.
Общий вид ступицы колеса автомобиля с двухрядным коническим подшипником приведен на рис.1.
Рис.1. Ступица колеса с двухрядным
подшипником
Подшипники могут устанавливаться как в ступице ведомого, так и ведущего колеса. В первом случае вращающимся является наружное, во втором - внутреннее кольцо.
Подшипники колёс автомобиля работают при переменном режиме эксплуатации. Вследствие этого на всех режимах будут переменные нагрузки и скорости вращения.
В рабочих условиях геометрические характеристики подшипника изменяются вследствие деформаций от посадочных натягов, центробежных сил и теплового расширения. Для двухрядного подшипника важной характеристикой в рабочих условиях является величина осевого люфта при сборке узла.
Так как колесо устанавливается с развалом, кроме того радиальная нагрузка на колесо приложена в средней плоскости колеса и смещена относительно центра подшипника, то возникает разворачивающий момент на колесо.
При расчёте ресурса – пробега усилия и напряжения в контактах роликов с кольцами определяются, как показано в [1].
Расчетная долговечность подшипника в миллионах оборотов определяется с учетом вероятности разрушения любого из колец.
При расчёте на переменных режимах в зависимости от передачи определяется долговечность подшипника на каждой передаче. Наконец долговечность подшипника с учётом работы на всех передачах определяется по формуле:
.
Здесь: 
- расчётная долговечность, 
- относительная продолжительность работы на каждой передаче.
Тогда ресурс подшипников 
, выраженный величиной пробега, определится выражением 
, где 
- диаметр колеса.
Рассмотрены результаты расчёта двухрядного конического подшипника 6У-537909К1С17 передней ведущей оси автомобиля «Соболь Бизнес».
Рис.2. Зависимость ресурса подшипника
от величины осевого люфта.
Результаты расчётов (рис.2) показали, что для обеспечения требуемого техническим заданием пробега 300 тыс. км осевой люфт подшипника в свободном состоянии не должен превышать 0,03 мм. При осевом люфте в свободном состоянии 
= 0,014 мм получено значение рассчитанного ресурса 330,2 тыс. км. При этом в сборке осевой люфт уменьшается до 
= – 0, 05 мм, и создаётся предварительный натяг 
= 9814 Н. Таким образом, расчёты подтверждают необходимость создания преднатяга для повышения ресурса подшипников колеса.
Рассмотрено влияние способа установки подшипника в ступице колеса – угол развала и смещение от плоскости симметрии колеса.
Из результатов следует, что в зависимости от условий установки ресурс подшипника может быть как увеличен, так и уменьшен. Это определяется значением действующего на колесо опрокидывающего момента (рис.3).
Видно, что при некоторых сочетаниях развала и смещения опрокидывающий момент может быть направлен в противоположную сторону. Показано, что направление момента не оказывает большого влияния на ресурс.
Ресурс подшипника уменьшается с увеличением опрокидывающего момента по абсолютной величине. Это объясняется вероятнее всего небольшим значением осевой нагрузки и большими значениями радиальных нагрузок, создаваемых опрокидывающим моментом.
Рис.3. Зависимость ресурса под-
шипника от величины опроки-
дывающего момента.
Рассмотрен вариант установки двухрядного конического подшипника 6У-537909К1С17 в ведомой оси. Показано, что в одинаковых условиях работы ресурс подшипника, установленного на ведомой оси меньше, чем на ведущей. Это объясняется тем, что в ведомом колесе под действием перекашивающего момента происходит перекос наружного кольца, а в ведущем – внутреннего. При этом для ведомого колеса осевая сила воспринимается наружным кольцом и максимально нагруженным будет внутренний ряд роликов.
Список литературы
Расчет долговечности однорядных и двухрядных конических роликовых подшипников: Отчет по НИР/ Завод авиационных подшипников. – Руководитель темы . – Самара, 2011. – 70 с., ил.
THE STUDY OF THE INFLUENCE OF OPERATING CONDITIONS ON RESOURCE
DOUBLE-ROW TAPERED BEARING WHEEL HUB OF THE CAR
E. P. Zhilnikov1, V. V. Korobkov2, N. A. Sayapina2
1Samara state aerospace University, Samara, Russia;
2OJSC “EPK Samara”, Samara, Russia.
The report contains the methodology for calculating the resource-row tapered roller bearing wheel car. When calculation takes into account the existing wheel skewed moments. Makes recommendations to improve the performance of the bearing.
Keywords: bearings tapered, double row, wheel hub, a resource.
