Подшипник совершенствуется не только по форме тел качения, геометрии сепаратора, используемой смазке, уплотнениям, но и интегрируется в различные узлы автомобиля, системы безопасности. Современные подшипники также могут сигнализировать о своем износе и даже корректировать зазор.
Ведущие производители подшипников работают с автопроизводителями, что называется, в плотном контакте. По-другому и быть не может, так как в современном автомобиле имеет место быть достаточно большое количество ответственных узлов, в которых присутствуют подшипники качения или скольжения. Понятное дело, что именно подшипник нередко задает ключевые характеристики узла, в том числе его ресурс и надежность. Совместные проекты производителей подшипников и автомобилей длятся продолжительное время, так как это выгодно обеим сторонам. Например, подшипниковому заводу гарантируется попадание его продукции на сборочный конвейер и, следовательно, обеспечивает загрузку основного производства. Очень часто поставщик автокомпонентов и автопроизводитель связаны собой по территориальному признаку - их бизнес ведется в одной стране. Это выгодно государству, так как налоги платятся в стране, а не утекают заее пределы. Данное обстоятельство мы озвучили неслучайно. Этим объясняется происхождение "оригинальных" комплектующих.
Одним из актуальных направлений в разработке подшипников является снижение трения в узле. Работа над этим ведется уже многие годы и результаты, которые достигнуты в современных узлах, достаточно хорошие. Отметим, что если раньше упор делался на качество обработки составляющих подшипника, то сегодня внедренные на ведущих предприятиях технологии и оборудование настолько совершенны, что у инженеров имеется возможность реализовать практически любую чистоту обработки поверхности деталей, обеспечить очень точную их геометрию. Остается только согласовать технические возможности со стоимостью операций. То есть, найти некую золотую середину между производственными затратами и получаемым результатом. Именно по этой причине акцент в достижении снижения трения отчасти перенесен на смазочные материалы и уплотнения.
Что касается смазочных материалов, то технологи и инженеры работают над совершенством пакета присадок, вводимых в базу. Последняя также совершенствуется. Результаты их работы - существенное увеличение срока службы смазочных материалов. Они часто закладываются на весь срок службы подшипника (неразборные модули). Также современные смазки гарантируют заметное снижение износа деталей при работе узла в критических температурных режимах и снижение собственно трения в узле. Фактически смазочный материал, используемый в подшипниках, стал их деталью. Что касается уплотнений, то они, несмотря на относительно небольшую площадь контакта, также оказывают влияние на величину сопротивления в подшипнике, заметно снижая общие показатели узла. Мы говорим о подшипнике как о некоем комплексе. Значит, каждая из его составляющих имеет значение.
Сегодня конструкторы также занимаются поиском новых материалов для изготовления деталей подшипников. Их подборка идет в основном с целью снижения веса узла.
Даже если речь идет о небольших величинах, измеряемых граммами, то все равно снижение веса находит отражение в общем значении неподрессоренных масс. Например, если мы говорим о ступичных подшипниках и снижении нагрузки на элементы подвески в целом, то здесь счет идет именно на граммы, но принимая во внимание количество и размер подшипников на грузовом автомобиле, говорить можно о десятках килограмм. Не будем забывать и то, что снижение неподрессоренных масс благотворно сказывается на расходе топлива и количестве вредных веществ, попадающих в атмосферу из выхлопа.
Идем дальше.
Сегодня четко прослеживается тенденция интеграции подшипников в крупные узлы, например, ступичные. Фактически мы говорим о движении инженерной мысли в направлении неразборных конструкций.
Например, некоторые производители прицепной техники уже достаточно давно используют полностью неразборные, необслуживаемые ступичные узлы. О том, насколько данные технологии актуальны в российских условиях, речь не ведем. Это тема отдельного разговора. Уже давно никого не удивляет наличие у подшипников зубчатых либо магнитных колец (намагниченных сторон), которые являются частью антиблокировочной системы тормозов. То есть, современный подшипник это уже не просто отдельный узел, а составляющая системы безопасности автомобиля!
Если смотреть актуальные разработки, которые уже внедрены в коммерческий транспорт, то стоит отметить систему оценки остаточного ресурса ступичного узла. Производится она оценкой уровня вибраций специальным миниатюрным датчиком, который интегрирован в узел. Информация с датчика в декодированном виде передается на дисплей, установленный в кабине грузовика, что гарантирует ее мониторинг водителем, или же данные записываются в памяти одного из электронных блоков. Из памяти блока ценная информация извлекается при проведении диагностики. Сотрудник сервисного центра имеет возможность оценить состояние подшипника без его разборки и принять решение о, например, превентивной замене, что исключит разрушение узла в процессе эксплуатации автомобиля в интервале от ТО до ТО. Еще раз подчеркнем - данные системы не являются некими технологиями из будущего. Они серийно используются на ряде грузовиков европейского производства.
Теперь о том, с чем мы столкнемся в самое ближайшее время. Уже проходят тестовую эксплуатацию подшипники, внутренний зазор которых изменяется в зависимости от внешних условий. Еще раз подчеркнем - пока речь идет только о перспективных разработках. Чтобы новинки пошли в серию, необходимо проведение большого количества самых разнообразных испытаний, как стендовых, так и дорожных. Примечательно, что система изменения зазора призвана не только компенсировать износ деталей, что автоматически повышает надежность и ресурс узла в целом, но и обеспечивать оптимальный зазор в зависимости от условий работы подшипника - в частности его нагрева. Автомобили эксплуатируются в самых различных климатических условиях: и в жару, когда столбик термометра поднимается выше отметки в 40 градусов Цельсия и при резкоотрицательных температурах, характерных для нашего Севера. Трескучие холода под -40 градусов для российских перевозчиков явление привычное. Подшипники нового поколения будут способны учитывать коэффициент температурного расширения материалов при различных температурах эксплуатации и задавать оптимальный рабочий зазор.
Несмотря на то, что конструкторская мысль идет вперед семимильными шагами, а технологи только и успевают за ней, имеет место и обратный ход развития. Речь идет о случаях, когда неразборные, по сути своей - одноразовые модули, после доработки становятся ремонтопригодными! Это делается в угоду требованиям перевозчиков и эксплуатирующих организаций, которые не желают платить большие деньги за современные необслуживаемые узлы (например, ступичные) и требуют, чтобы им дали возможность заменять вышедшие из строя подшипники отдельно. При этом для обеспечения самой возможности замены подшипников конструкторы разрабатывают не просто ремонтную технологию, но и проектируют необходимую для выполнения операций оснастку и приспособления.
Неразборные конструкции появились не по прихоти производителей подшипников, а по заданию изготовителей автомобильной техники и прицепов. Для чего им нужны неразборные узлы? Во-первых, они существенно облегчают сборку транспортных средств на конвейере: монтаж модуля в сборе обходится существенно дешевле, чем его же, но со сборкой по отдельным составляющим. Во-вторых, при установке готового и собранного модуля исключаются любые ошибки - например, запрессовки подшипника. То есть, он посажен на свое место согласно технологии и, соответственно, будет работать положенный ему срок. Это же относится и к точности регулировки зазоров в подшипнике, если таковая операция предусмотрена. Также отметим, что в неразборных узлах более оптимален теплоотвод, что само по себе снижает тепловую нагрузку на подшипник и положительно влияет на его ресурс.
Теперь рассмотрим предложение рынка по ступичным подшипникам для некоторых машин, чтобы иметь представление о том, сколько стоят комплектные узлы и по отдельности в виде подшипников, уплотнений, колец. Например, для грузовика (одиночка, борт или фургон) DAF CF85 с 340-сильным дизелем рабочим объемом 12,6 литров (колесная формула 4x2) ремонтный ступичный узел (подшипники и сальники, полный комплект) от такого известного и уважаемого производителя как FAG обойдется практически в 25 000 рублей. При этом оригинал оценивался более чем в 30 000 руб. Если искать альтернативу, то обратите внимание на запасные части в упаковках Techno Brake. За подшипник от данного бренда в торговых точках просили по 12 000 "деревянных". Примерно в ту же сумму уложитесь, если найдете запасные части Emmerre. Разумеется, при необходимости можно заменить любые составляющие узла и по отдельности. Подшипники, сальники, кольца и так далее - все это продается поштучно. Например, за один ступичный подшипник от FAG просят 4500 руб., а за аналог от SKF - 6800 руб. При этом оригинальная запчасть была оценена в 6100 "деревянных". Из бюджетных вариантов отметим подшипники Alon стоимостью 2500 в национальной валюте. Однако имеет ли смысл заниматься частичным ремонтом, зная, что у других составляющих ступичного узла ресурс уже значительно израсходован? Меняйте все детали комплектом. Теперь для наглядности приведем пример стоимости ступичных модулей для грузовика MAN TGA (одиночка, борт или фургон) с дизелем мощностью 310 л.с. (колесная формула 4x2). Так, вариант от SKF обойдется в 23 000 руб. Примерно в ту же сумму обойдется и аналог от FAG. Сэкономить можно на покупке запасных частей Techno Brake и Emmerre, за которые просят 15 500-16 500 в национальной валюте. Как видим, модули - удовольствие дорогое. Однако, как мы уже говорили выше,они собраны согласно всем требованиям технологии, а значит их ресурс будет максимальным.
Кран-манипулятор дополнительно нагружает подшипники второго моста ведущей тележки. Если не учитывать этот довесок и при этом грузить машину по полной, то преждевременного выхода подшипниковых узлов из строя не избежать:
Подшипники осей самосвальных полуприцепов находятся в зоне риска. Причина - частая работа техники с перегрузом и движение по дорогам низкого качества. Большая динамическая нагрузка от дороги быстро прикончит любой подшипник:
Подшипники осей самосвальных полуприцепов находятся в зоне риска. Причина - частая работа техники с перегрузом и движение по дорогам низкого качества. Большая динамическая нагрузка от дороги быстро прикончит любой подшипник:
Если перевозчик не следил за состоянием подшипников, то они, разрушившись на ходу, могут нанести непоправимый:
Так выглядит современный подшипниковый узел. Вместо двух отдельных конических подшипников инженеры создали единую конструкцию с общим внешним и внутренним кольцом. Уплотнения сложной формы гарантируют герметичность узла:
Прикипевшие к валам или цапфам внутренние обоймы подшипников ремонтники часто сбивают зубилом и молотком. Действуя таким методом можно повредить посадочную поверхность. Чтобы этого не произошло, используют съемники:
Демонтировать ступичные узлы с цапф приходится при замене тормозных дисков. Чтобы при выполнении данной операции не пострадали подшипники, приходится не только аккуратно демонтировать узлы, но и устанавливать их согласно технологии:
Идеальная с точки зрения российских ремонтников конструкция - отдельные подшипники, которые можно заменить. Данное техническое решение действительно позволяет сократить расходы на ремонт, но требует наличия навыков у слесарей:
Налет рыжего цвета - признак коррозии металла и окисления смазочного материала. При исправных сальниках вода и грязь не должны проникать в ступичный узел, вымывать смазку, вызывать ускоренный износ контактных пар:
Часто перевозчикам, обратившимся на СТО для замены подшипника, мастера предлагают бывшие в эксплуатации узлы. Неплохое решение проблемы, особенно если цена б/у деталей не превышает комплекта новых подшипников:
Если подшипниковый узел преждевременно вышел из строя, то обязательно выясните причину, которая привела к этому. Одной из таковых является перегрев узла из-за заклинивания тормозных колодок. Причина тому - порванный защитный чехол:
Мастера станций технического обслуживания часто затягивают корончатые гайки ступичных узлов пневматическим инструментом. При этом, в руководстве по ремонту указан строго определенный момент затяжки, который нужно соблюдать:
На ходимость ступичных подшипников оказывает влияние также и правильность углов схождения колес. После ремонта узлов с заменой подшипников или модулей обязательно проверьте углы установки колес:
Подшипниковые узлы практически всех современных автомобилей уже давно интегрированы в системы безопасности машин и несут на себе либо специальные "короны", либо магнитные кольца антиблокировочных систем:
Современные ступичные узлы имеют электронные компоненты. Среди таковых могут быть как датчики антиблокировочной системы тормозов, так и специальные датчики, отслеживающие уровень вибраций. Они, по сути, диагностируют состояние узла:
Смазка, осевшая на корончатом кольце антиблокировочной системы, превратилась в гудрон. Уплотнения имеют характерный износ и следы температурного воздействия. Подшипник из-за высокой температуры сварился с корпусом:
На роликах данного подшипника явно видны металлические окатыши небольшого размера. Такие образуются при износе какого-либо элемента узла, например - сепаратора. Промывка и смена смазки не помогут - только замена подшипника:
Фото: autotruck-press.ru
Автотрак
