轮毂轴承(Hub bearing / Wheel bearing),顾名思义,就是用在各种轮毂上面的轴承,在现代工业特别是汽车制造领域有着广泛的应用,作为承载车轮和悬挂系统之间的关键部件,轮毂轴承的重要性不言而喻,其性能的好坏直接决定了车辆的稳定性、操作性和安全性。
轮毂轴承在车辆行驶过程中会承受来自不同方面的载荷,比如车辆自重、牵引力、制动力、弹跳载荷等作用在径向方向的载荷,同时还有转弯时、经历路缘和坑洼时带来的轴向载荷,如下图所示。
在应对高负荷的同时,轮毂轴承工作环境也比较恶劣。一方面,由于轮毂轴承靠近刹车系统,通常在高温环境下运行,特别是在长时间行驶或频繁制动时,轴承部位的温度可能迅速升高,轴承需要能够在极端温度下工作。另外一方面,车辆的轮毂轴承常常暴露在潮湿、泥泞甚至水浸的环境中,特别是卡车、越野车和其他高负荷车辆,污染物的进入可能对轴承的使用寿命带来较大的影响。
为了提升轮毂轴承的使用寿命和可靠性,目前中小型的汽车都使用了轮毂轴承单元HBU(Hub Bearing Unit),集成了安装法兰、轴承及传感器于一体,如下图所示。HBU在精度和密封的可靠性方面可以达到一个较高的水平,车辆寿命周期内一般免维护,不过出了问题就需要整体更换,价格昂贵。
对于一些重型车辆,比如巴士、重型卡车、工程机械车辆等,由于其承载力要求更高(可达几十吨甚至更高),因而需要尺寸规格更大的轴承,轮毂轴承单元虽然设计紧凑,但它们的承载能力有限。另外这些大型车辆运行工况也更为恶劣(通常路面更为颠簸、污染更严重),轴承也更易磨损,因而维修频次要求较高,如果采用一体化的轮毂轴承单元的设计会带来更高的成本,使用传统的可单独更换或维护的轴承依然是个相对较好的选择,如下图所示。
重型车辆使用的轮毂轴承一般为圆锥滚子轴承,可同时承受较大的径向载荷和轴向载荷。需要进行定期的检查和维护。如果轴承出现润滑不当,可能会出现噪音、振动甚至卡死的现象,带来严重的安全隐患。因此,轮毂轴承应选用抗磨性能优异、结构稳定性强、粘附性出色的润滑脂,比如美孚润滑脂XHP™ 220系列(见下表),其出色的性能有助于保障轮毂轴承的可靠运转,并有助于减少维护周期,降低维护成本。
美孚润滑脂XHP™ 220 系列产品的润滑脂采用的是复合锂基稠化剂,性能优于传统的润滑产品,具有杰出的耐高温性能(高温可达140℃)和极高粘附力、结构稳定性和抗水污染能力,另外还具有较高的化学稳定性,抗锈蚀和腐蚀性能优异,这些优势对于轮毂轴承的使用工况来说都是非常重要的。
例如,从美孚润滑脂XHP™ 222在一客户混凝土搅拌车轮毂轴承上和一公司公交车轮毂轴承上使用的实际效果来看,使用了美孚润滑脂XHP™ 222后,不但将轴承的再润滑维护周期延长至原来的1.5-2倍,还改善了原润滑脂存在的变稀流失、氧化变质、易磨损的情况,大大提高了车辆的使用效率。
轮毂轴承的可靠性直接关系到车辆和设备的运行安全与效率。随着技术的进步,目前一些重型车辆用的轮毂轴承单元也在不断面世,对于不能使用HBU的场合,就需特别留意密封的设计和润滑脂的选择。希望本文对你有所帮助。