Автомобиль / Крепления, уплотнения и ремкомплекты / Подшипник

Подшипник

Подшипник - опорный механический элемент, который обеспечивает заданное движение вала, оси, ступицы, шкива, ротора или другой детали, воспринимает нагрузку и уменьшает трение между движущимися поверхностями. Канонический английский термин TESMA - Bearing.

Подшипники используются практически во всех системах автомобиля: в колесах, трансмиссии, двигателе, генераторе, компрессоре кондиционера, вентиляторах, опорах стоек и других механизмах. Общая страница "Подшипник" не заменяет страницы конкретных деталей. Например, Подшипник ступицы, Подшипник выжимной сцепления и Подшипник генератора работают в разных условиях.

Правило TESMA: гул, люфт или нагрев не доказывают неисправность конкретного подшипника. Сначала нужно локализовать узел, определить условия появления симптома, проверить нагрузки, смазку, посадочные поверхности, уплотнения и соседние детали.

Для чего нужен подшипник

Основная функция подшипника - обеспечить контролируемое относительное движение деталей с минимальными потерями на трение и требуемой точностью положения.

В зависимости от узла подшипник может:

поддерживать вал;
центрировать ротор;
обеспечивать вращение колеса;
воспринимать радиальную нагрузку;
воспринимать осевую нагрузку;
работать с комбинированной нагрузкой;
ограничивать нежелательное перемещение вала;
обеспечивать точность вращения;
уменьшать механические потери;
работать как часть готового модуля.

Основные типы подшипников

Главное базовое разделение - подшипники качения и подшипники скольжения.

Подшипники качения

Между кольцами таких подшипников перемещаются тела качения.

Это могут быть:

шарики;
цилиндрические ролики;
конические ролики;
игольчатые ролики;
сферические ролики;
другие специальные элементы.

Конструкция определяет нагрузочную способность, допустимую частоту вращения, жесткость и способность воспринимать осевые силы.

Подшипники скольжения

В таком узле вал движется относительно рабочей поверхности вкладыша, втулки или другого слоя скольжения.

Подобные конструкции широко применяются в двигателе и других узлах, где важна работа с масляной пленкой и значительными нагрузками.

Комплект подшипников коленчатого вала и Комплект шатунных подшипников являются специальными деталями двигателя и не диагностируются как обычные шариковые подшипники.

Шариковый подшипник

Шариковые конструкции широко используются благодаря небольшому трению и способности работать на высокой скорости.

В зависимости от исполнения они могут воспринимать:

радиальную нагрузку;
комбинированную нагрузку;
осевую нагрузку;
осевые силы в одном или обоих направлениях.

Одного определения "шариковый" недостаточно для подбора конкретной детали.

Роликовый подшипник

Ролики имеют большую контактную площадь, чем шарики, поэтому определенные роликовые конструкции способны работать с высокой нагрузкой.

Применяются:

цилиндрические роликовые подшипники;
конические;
игольчатые;
сферические.

Каждая конструкция имеет свои правила монтажа и регулировки.

Конический роликовый подшипник

Конические ролики позволяют воспринимать радиальную и осевую нагрузку одновременно.

В некоторых узлах такие подшипники устанавливаются парами и требуют заданного осевого положения, рабочего зазора или предварительного натяга.

Универсального способа регулировки нет.

Игольчатый подшипник

Игольчатая конструкция использует длинные ролики небольшого диаметра и позволяет получить значительную нагрузочную способность при компактном размере.

Она может встречаться в:

коробках передач;
шарнирах;
приводах;
шкивах;
других механизмах.

В некоторых конструкциях рабочей дорожкой является поверхность самого вала или корпуса.

Радиальная и осевая нагрузка

Радиальная нагрузка действует преимущественно поперек оси вращения.

Осевая нагрузка направлена вдоль оси.

В автомобиле характер нагрузки может изменяться при:

разгоне;
торможении;
повороте;
проезде неровностей;
переключении передач;
изменении крутящего момента.

Конструкция подшипника качения

Типичный узел может включать:

внутреннее кольцо;
наружное кольцо;
тела качения;
сепаратор;
защитные шайбы или уплотнения;
заводскую смазку.

При запрессовке важно передавать усилие через кольцо с посадкой, а не через шарики или ролики.

Сепаратор

Сепаратор поддерживает правильное положение тел качения.

Его разрушение может привести к:

перекосу роликов или шариков;
шуму;
заклиниванию;
разрушению всего подшипника.

Открытые и герметизированные подшипники

Возможны:

открытое исполнение;
металлические защитные шайбы;
контактные уплотнения;
другие системы защиты.

Герметизированный подшипник часто уже содержит заводскую смазку и не требует дополнительного заполнения при обычной установке.

Смазка подшипника

Смазка уменьшает трение, защищает поверхность и помогает контролировать нагрев.

В разных узлах используются:

пластичная смазка;
трансмиссионное масло;
моторное масло;
другая рабочая жидкость;
заводская смазка закрытого подшипника.

Связанная страница TESMA - Смазка для подшипников качения.

Нельзя применять случайную смазку только потому, что она предназначена для трущихся деталей.

Почему слишком много смазки тоже плохо

В обслуживаемом узле избыток пластичной смазки может увеличивать ее перемешивание и нагрев.

Герметизированный заводской подшипник не нужно вскрывать для добавления дополнительного количества смазки.

Основные неисправности

усталостное разрушение дорожек;
питтинг;
отслаивание поверхности;
абразивный износ;
коррозия;
задиры;
перегрев;
разрушение сепаратора;
трещина кольца;
деформация дорожек;
бринеллирование;
повреждение при монтаже;
разрушение уплотнения;
потеря смазки;
загрязнение.

Гул подшипника

Гул является типичным, но не универсальным симптомом.

Он может:

усиливаться со скоростью;
изменяться при нагрузке;
зависеть от температуры;
проявляться только в определенном диапазоне оборотов;
передаваться через корпус далеко от источника.

Для колесного узла существует отдельная страница Гул подшипника ступицы.

Похожие звуки могут создавать шины, трансмиссия, дифференциал, карданный вал и другие детали.

Люфт

Возможные причины:

износ дорожек;
износ тел качения;
неправильная регулировка;
разбитое посадочное место;
износ вала;
ослабленный крепеж.

Поэтому обнаруженное перемещение нужно локализовать.

Перегрев

Подшипник может нагреваться из-за:

недостаточной смазки;
неподходящей смазки;
избыточного предварительного натяга;
перекоса;
повреждения дорожек;
неправильной посадки;
перегрузки;
трения соседней детали.

Универсальной допустимой температуры для всех автомобильных подшипников нет.

Вибрация

Поврежденная дорожка способна создавать повторяющуюся вибрацию.

Однако в автомобиле вибрацию также вызывают:

колеса;
шины;
приводные валы;
ШРУСы;
двигатель;
трансмиссия;
тормоза;
шкивы.

Вода и коррозия

Вода нарушает нормальные условия смазывания и способствует коррозии.

Она может попадать внутрь через:

поврежденное уплотнение;
ошибку монтажа;
поврежденный корпус;
конденсат;
неблагоприятные условия эксплуатации.

Загрязнение

Песок, металлическая стружка и другие твердые частицы вызывают абразивный износ.

Последствия:

царапины;
износ дорожек;
повреждение роликов;
загрязнение смазки;
рост шума;
сокращение ресурса.

Неправильная посадка

Причиной раннего износа могут быть:

слишком свободная посадка;
чрезмерный натяг;
овальность корпуса;
изношенный вал;
задиры;
грязь под кольцом;
перекос при установке.

Если кольцо уже проворачивалось в корпусе, установка нового подшипника без ремонта посадки может дать временный результат.

Ошибки монтажа

Новый подшипник можно повредить еще до начала эксплуатации.

Типичные причины:

удары молотком;
передача усилия через тела качения;
перекос;
неправильная оправка;
повреждение уплотнения;
грязь;
неправильный нагрев;
ошибочная фиксация.

Бринеллирование

Сильное локальное усилие может оставить вмятины на дорожках в местах контакта тел качения.

После этого появляются:

гул;
вибрация;
неровное вращение;
ускоренный износ.

Предварительный натяг и зазор

Одни подшипниковые узлы работают с определенным зазором, другие требуют предварительного натяга.

Слишком большой зазор может вызвать:

люфт;
шум;
ударную нагрузку;
снижение точности.

Чрезмерный натяг может вызвать:

повышенное трение;
нагрев;
повреждение смазки;
быстрый износ.

Универсальных значений нет.

Подшипник ступицы

Подшипник ступицы воспринимает массу автомобиля, боковые нагрузки в поворотах и динамические нагрузки дороги.

Он может быть:

отдельным запрессовываемым элементом;
частью ступицы;
готовым модулем;
комплектом с крепежом;
узлом с магнитным энкодером ABS.

Для комплектной детали предусмотрена страница Комплект подшипника ступицы.

Магнитный энкодер ABS

В ряде ступичных подшипников магнитное кольцо датчика ABS интегрировано в одну из сторон уплотнения.

При неправильной ориентации механическая установка может быть возможна, но датчик ABS не будет получать корректный сигнал.

Выжимной подшипник

Подшипник выжимной сцепления работает в системе выключения сцепления.

Другой связанный элемент - Подшипник опорный первичного вала.

Шум при работе педалью сцепления нужно оценивать по точным условиям его появления.

Подшипники коробки передач

Подшипник коробки передач поддерживает валы трансмиссии и работает в ее масляной среде.

Шум может зависеть от:

выбранной передачи;
скорости;
оборотов двигателя;
тяги;
торможения двигателем;
положения сцепления.

Подшипник генератора

Подшипник генератора обеспечивает вращение ротора.

При неисправности возможны:

гул;
шорох;
люфт;
нагрев;
неровное вращение.

При этом шум могут создавать также ремень, ролики, натяжитель и обгонная муфта.

Подшипник вала компрессора

Отдельная каноническая страница - Подшипник вала компрессора.

Шум возле компрессора кондиционера может исходить не только от подшипника, но также от шкива, муфты или самого компрессора.

Подшипник вентилятора радиатора

Подшипник вала вентилятора радиатора является отдельной специализированной деталью.

При люфте проверяют также вал, крыльчатку, крепления и привод.

Подшипник опоры стойки

Подшипник опоры стойки подвески позволяет соответствующей стойке поворачиваться при управлении автомобилем.

Заклинивание может ухудшать плавность поворота рулевого колеса, но такой симптом требует проверки всей подвески и рулевого управления.

Диагностика подшипника

Одной универсальной проверки не существует.

Зафиксировать симптом.
Установить условия его появления.
Проверить зависимость от скорости, оборотов, передачи и нагрузки.
Локализовать систему.
Осмотреть соседние детали.
Проверить люфт допустимым методом.
Проверить плавность вращения.
Оценить шум.
Проверить смазку или рабочую жидкость.
Проверить уплотнения.
Проверить посадочные места.
Подтвердить неисправность до разборки.

Почему источник гула сложно найти

Корпуса и валы хорошо передают структурный шум.

Звук может казаться исходящим от колеса, хотя его источник находится:

в другом колесе;
в коробке передач;
в дифференциале;
в карданном валу;
в шине.

Проверка подшипника ступицы

Для этого существует отдельная страница Проверка подшипника ступицы.

Она может включать:

дорожный тест;
оценку изменения гула при перераспределении нагрузки;
проверку люфта;
вращение поднятого колеса;
проверку соседних деталей;
контроль системы ABS.

Связанные страницы - Износ подшипника ступицы и Замена подшипника ступицы.

Достаточно ли проверить люфт

Нет. Изношенный подшипник может гудеть без заметного люфта.

И наоборот, люфт колеса может быть связан с:

шаровой опорой;
рулевым наконечником;
креплением ступицы;
посадкой подшипника;
другими шарнирами.

Достаточно ли покрутить подшипник рукой

Шероховатость, шум или заедание являются полезными признаками, но отсутствие этих симптомов без нагрузки не подтверждает исправность.

Некоторые повреждения проявляются:

при нагреве;
под осевой нагрузкой;
на высокой скорости;
под тягой;
при изменении направления нагрузки.

Замена подшипника

Подтвердить неисправность.
Сверить VIN и OE.
Изучить сервисную процедуру.
Безопасно разобрать узел.
Очистить рабочую область.
Снять стопорные элементы.
Выпрессовать старый подшипник подходящим инструментом.
Не повредить вал и корпус.
Проверить посадки.
Проверить следы проворачивания кольца.
Сравнить новую и старую детали.
Проверить ориентацию.
Запрессовать через правильное кольцо.
Не передавать монтажную нагрузку через тела качения.
Установить стопоры и уплотнения.
Использовать новый крепеж, если этого требует OE.
Затянуть соединения по документации.
Проверить вращение и люфт.
Собрать узел.
Провести контроль после ремонта.

Почему нельзя забивать новый подшипник

Удары могут оставить вмятины на дорожках и повредить тела качения.

После такого монтажа возможны:

гул;
вибрация;
ускоренный износ;
ранний выход из строя.

Куда прикладывать усилие при запрессовке

Если наружное кольцо запрессовывается в корпус, усилие передается через наружное кольцо.

Если внутреннее кольцо устанавливается с натягом на вал, усилие прикладывается к внутреннему кольцу.

Главное правило - не пропускать значительное монтажное усилие через шарики или ролики.

Можно ли нагревать подшипник

Для некоторых посадок допускается контролируемый нагрев, если это предусмотрено технологией.

Нельзя:

использовать открытое пламя;
перегревать уплотнения;
произвольно греть герметизированный подшипник;
использовать случайную температуру.

Почему новый подшипник снова ломается

Проверяют:

OE;
вал;
корпус;
посадку;
соосность;
предварительный натяг;
крепеж;
уплотнение;
смазку;
загрязнение;
нагрузку;
метод установки.

Подбор подшипника

Учитывают:

VIN;
марку и модель;
дату производства;
конкретный узел;
код двигателя или коробки;
сторону и позицию;
OE;
OE агрегата;
внутренний диаметр;
наружный диаметр;
ширину;
тип тел качения;
тип уплотнения;
внутренний зазор;
ревизию;
магнитный энкодер;
комплектность.

Почему размеров недостаточно

Подшипники одинакового размера могут иметь разные:

зазоры;
уплотнения;
грузоподъемность;
точность;
смазку;
магнитный энкодер;
допустимые режимы работы.

Почему VIN иногда недостаточно

Ранее могли быть заменены:

ступица;
коробка передач;
генератор;
компрессор;
стойка;
другой агрегат.

Поэтому при измененной конфигурации важен OE фактически установленного узла.

Почему фотографии недостаточно

По фотографии невозможно надежно определить:

точные размеры;
внутреннюю конструкцию;
зазор;
тип уплотнения;
нагрузочную характеристику;
наличие энкодера;
точный OE.

Практические случаи

Случай 1 - гул на скорости приняли за ступичный подшипник

Подшипники оказались исправными, а причиной была неравномерно изношенная шина.

Вывод: гул задает направление проверки, но не является готовым диагнозом.

Случай 2 - новый подшипник загудел сразу

При запрессовке монтажное усилие прошло через тела качения.

Вывод: новый подшипник можно повредить при установке.

Случай 3 - после замены загорелся ABS

Подшипник с магнитным энкодером установили неправильной стороной.

Вывод: современный подшипник может иметь функционально определенное направление установки.

Случай 4 - люфт быстро возвращается

Новую деталь несколько раз ставили в изношенное посадочное отверстие.

Вывод: необходимо ремонтировать причину, а не повторять замену.

Случай 5 - шум возле генератора

Подшипники генератора были исправны, а шум создавал натяжной ролик.

Вывод: приводной ремень способен передавать шум между агрегатами.

Случай 6 - коробка гудит только на одной передаче

Диагностика локализовала другую деталь трансмиссии, поэтому комплектная замена подшипников не потребовалась.

Вывод: режим появления шума имеет диагностическое значение.

Случай 7 - подшипник нагревается после ремонта

Причиной оказался чрезмерный предварительный натяг.

Вывод: дополнительная смазка не исправляет ошибку регулировки.

Случай 8 - повторный быстрый износ

Через поврежденное уплотнение в узел продолжала попадать вода.

Вывод: повторная неисправность требует поиска внешней причины.

Типичные ошибки

называть любой гул подшипником;
не локализовать узел;
менять деталь только по звуку;
считать отсутствие люфта доказательством исправности;
считать любой люфт внутренней неисправностью подшипника;
не проверять вал;
не проверять корпус;
не проверять уплотнение;
не искать воду и загрязнение;
использовать случайную смазку;
вскрывать герметизированный подшипник для дополнительной смазки;
запрессовывать через неправильное кольцо;
забивать молотком;
устанавливать с перекосом;
повреждать уплотнение;
не учитывать магнитный энкодер ABS;
применять универсальный предварительный натяг;
использовать универсальный момент затяжки;
подбирать только по размерам;
подбирать по фотографии;
не сверять OE;
не учитывать комплектность;
не искать причину повторного отказа.

Безопасность

Надежно фиксируйте автомобиль перед работой с колесным узлом.
Не работайте под автомобилем, который удерживается только домкратом.
Используйте исправный пресс и подходящие оправки.
Не держите руки в направлении возможного вылета детали из пресса.
Используйте защиту глаз.
Не нагревайте подшипник открытым пламенем.
Не повреждайте вал при снятии внутреннего кольца.
Не используйте ненадежный стопорный элемент.
Крепеж ответственных узлов затягивайте по OE-процедуре.
Сильный гул, перегрев или люфт колесного узла требуют своевременной диагностики.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

Товарные группы TESMA

Отдельной универсальной товарной группы TESMA для всех типов подшипников в текущем перечне каталога нет. Подшипники распределены по конкретным автомобильным узлам.

Подшипник ступицы - ступичные подшипники и соответствующие компоненты.
Подшипник амортизатора - подшипники опор соответствующей применяемости.
Подшипник полуоси - подшипники полуосей для соответствующих трансмиссий.
Подшипник карданного вала - подшипники карданной передачи.
Выжимной подшипник - компоненты механизма выключения сцепления.

FAQ

Что такое подшипник?

Это механическая опора, которая обеспечивает заданное движение деталей, воспринимает нагрузку и уменьшает трение.

Что означает Bearing?

Это канонический английский термин TESMA.

Какие бывают подшипники?

Основные группы - подшипники качения и скольжения. Подшипники качения бывают шариковыми, роликовыми, коническими, игольчатыми и других типов.

Шариковый и роликовый подшипник - одно и то же?

Нет. Они используют разные тела качения и имеют разные рабочие характеристики.

Что такое радиальная нагрузка?

Это сила, действующая преимущественно поперек оси вращения.

Что такое осевая нагрузка?

Это сила, действующая вдоль оси.

Почему подшипник гудит?

Возможны износ или повреждение дорожек, тел качения, смазки или уплотнения. Но похожий звук создают и другие детали.

Как понять, какой подшипник гудит?

Анализируют зависимость шума от скорости, нагрузки, передачи, поворотов и оборотов.

Всегда ли изношенный подшипник имеет люфт?

Нет. Он может сильно гудеть без заметного люфта.

Всегда ли люфт означает неисправность подшипника?

Нет. Причиной могут быть посадочное место, вал, крепление или другой шарнир.

Почему подшипник нагревается?

Причины включают неправильную смазку, перекос, чрезмерный натяг, повреждение и перегрузку.

Нужно ли добавлять больше смазки при нагреве?

Не автоматически. Сначала нужно установить причину, а закрытые подшипники часто вообще не обслуживаются.

Можно ли смазывать закрытый подшипник?

Заводское герметизированное исполнение обычно не предназначено для обычного добавления смазки.

Почему вода опасна?

Она вызывает коррозию и ухудшает условия смазывания.

Почему новый подшипник может сразу загудеть?

Возможны повреждение при монтаже, неправильная посадка или неправильная деталь.

Можно ли забивать подшипник молотком?

Не следует. Удары могут повредить дорожки.

Через какое кольцо запрессовывать?

Через кольцо, которое устанавливается с натягом, чтобы монтажное усилие не проходило через тела качения.

Можно ли нагревать подшипник?

Только контролируемым способом и если это допускает технология конкретного узла.

Что такое предварительный натяг?

Это заданная нагрузка внутри подшипникового узла, необходимая некоторым конструкциям для правильной работы.

Есть ли универсальное значение предварительного натяга?

Нет. Его устанавливает производитель конкретного узла.

Что такое магнитный энкодер ступичного подшипника?

Это элемент, который в соответствующих конструкциях используется датчиком ABS.

Можно ли установить такой подшипник любой стороной?

Нет. Сторона энкодера должна соответствовать положению датчика.

Почему новый подшипник быстро выходит из строя?

Проверяют посадки, вал, корпус, соосность, смазку, уплотнения, крепеж и правильность установки.

Как подобрать подшипник?

По VIN, OE и конкретному автомобильному узлу с проверкой конструктивных параметров.

Достаточно ли размеров?

Нет. Одинаковые размеры не гарантируют одинаковый зазор, уплотнение, грузоподъемность и применяемость.

Достаточно ли маркировки старого подшипника?

Она полезна, но должна быть сверена с OE и фактическим агрегатом.

Достаточно ли VIN?

Не всегда. Ранее установленный агрегат мог быть заменен.

Можно ли подобрать по фотографии?

Надежно нет. Внешне похожие подшипники могут иметь разные внутренние характеристики.

Что проверить после замены?

Плавность вращения, люфт, крепление, герметичность, шум, температуру и работу связанных систем.

Вывод

Подшипник - Bearing - является одной из базовых механических деталей автомобиля, но это очень широкое понятие. Ступичный, выжимной, генераторный, трансмиссионный и другие подшипники работают в разных режимах и требуют различных методов проверки.

Гул, люфт, нагрев и вибрация помогают определить направление диагностики, но не являются самостоятельным доказательством неисправности. Нужно учитывать посадку, смазку, уплотнение, соосность и состояние соседних компонентов.

Правило TESMA: локализовать узел - зафиксировать условия шума или люфта - проверить посадки, смазку и соседние детали - подтвердить неисправность конкретного подшипника - сверить VIN и OE - установить деталь правильным инструментом без передачи монтажного усилия через тела качения - выполнить OE-регулировку и затяжку - после ремонта повторно проверить механизм. Подшипник нужно подбирать и устанавливать как расчетную часть конкретного узла, а не только по размеру.