汽车轮毂轴承游隙分析及结构改进

任志岩

（宁波跃进汽车前桥有限公司，浙江 宁波 315021）

滚动轴承运转中内部游隙（也称做游隙）的大小，对疲劳寿命、振动、噪声、温升等轴承性能影响很大。本文通过对某汽车前轮毂轴承游隙的分析，得到影响轴承游隙的主要因素，并对原有汽车前轮毂总成中轴承结构进行改进。

1 轴承游隙

所谓游隙，是轴承内圈、外圈、滚动体之间的间隙量。即，将内圈或外圈一方固定，将另一方的套圈上下或左右方向移动时的移动量。将径向方向及轴向方向的移动量，分别称做径向游隙、轴向游隙。（图1）

图1

2 某汽车前轮毂总成轴承结构

图2为某汽车前轮毂总成轴承结构型式，两个型号一致的单列圆锥滚子轴承与挡圈成组实用，外圈a从两侧装入基座b中；两个内圈c及挡圈d，通过轮毂e连接在一起。其中基座b的中间轴肩厚度为A；轴承组装配前内圈、挡圈、滚动体、外圈完全贴合时，两外圈a之间的距离为B。

图2

2.1 游隙分析

通过图2所示结构及游隙概念可以看出，该汽车前轮毂总成轴承游隙为（未考虑过盈量影响因素）：两个内圈c及挡圈d贴合后固定，将两个外圈a与基座b的轴肩贴合后上下或左右方向移动，此时的移动量即为游隙。

表1 摆动量实测值（改进前）

表2 摆动量实测值（改进后）

对于该汽车前轮毂总成轴承的游隙，可以通过总成装配完成后，测量轮毂端面的摆动量来综合反映出该轴承的轴向游隙及径向游隙，以下为实测数据：

通过以上数据可以看出，实测摆动量数值变差较大，无法满足设计要求，需找出影响摆动量（即游隙）的主要因素。

对图2结构进一步分析，轴承组本身两外圈a之间的距离B的变化量是影响总成游隙的因素之一。在轴承组制造过程中通过选配挡圈d，可以对B进行控制。目前批量生产的工艺水平B的变化量可以控制在0.05mm；B的变化量即为两外圈a轨道之间的变化量。基座b的轴肩厚度A，直接影响轴承组外圈的安装位置，所以A的变化量也是游隙的影响因素之一。目前该结构的基座批量生产的工艺水平A的变化量可以控制在±0.025mm。A的变化量亦为总成装配后两外圈a轨道之间的变化量的一部分。

综上分析，降低摆动量的变差（即降低游隙的变差）需从A、B两个尺寸进行改进。

2.2 结构改进

对于A、B变化的影响，可以从总成装配及加工精度上进行改进。装配：在装配前对基座b的轴肩A及轴承组的B进行100%测量，根据测量值进行配对装配。此种方法测量工作量很大、效率底，不符合精益生产要求；提高A、B加工精度：受目前工艺水平所现，加工精度提高空间不大，即使提高，也会大大提高加工成本。

图3

综上分析，需从轴承组的结构方面进行改进。如将轴承组两外圈a与基座b的轴肩加工成一体，则会消除轴肩厚度A的变化影响。所以，可以选用双列圆锥滚子轴承结构进行替代（图3），且该结构轴承已十分成熟。同时将基座进行重新匹配设计。

2.3 改进验证

通过对改进后产品摆动量的测量，稳定性大大提高，达到设计要求。（表2）

结语

轴承游隙是轴承的重要指标之一，同时影响轴承游隙的因素很多。本文采用了一种综合测量轴承装配后径向及轴向游隙的方法；同时通过对原有结构的改进，使产品满足了设计要求。设计选择轴承结构时，除考虑制造成本，还应重点考虑便于轴承游隙的稳定控制。

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