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乘用车轮毂轴承单元侧向冲击损伤分析

2021-07-22钱培庆黄德杰

轴承 2021年2期

钱培庆,黄德杰

(1.上汽大众汽车有限公司,上海 201805;2.浙江万向精工有限公司,杭州 311215)

近年来,随着钢材真空冶炼技术、润滑与密封技术、磨削技术等的飞速发展,轮毂轴承质量得到提高,以滚道疲劳剥落、密封失效、润滑失效为主的失效模式逐渐减少[1],冲击失效占比越来越大。在冲击工况下,乘用车轮毂轴承滚道会产生塑性变形,形成凹痕,车轮端会出现噪声,持续行驶会出现轴承滚道等间距剥落,从而造成冲击失效。

目前,国内外对车轮轮端冲击的研究主要集中在轮毂冲击,已形成试验方法标准[2-6],基于该标准还开展了轮毂冲击性能的影响因素分析,并提出提高轮毂抗冲击性能的设计方法。但关于轮端冲击对轮毂轴承性能影响的研究较少[7],仅通用汽车公司开展了部分研究,初步拟定了试验标准[8-9]。随着轮毂轴承冲击失效占比日益增加,该问题引起国内外汽车厂家的重视。鉴于此,分析轮毂轴承单元发生冲击损伤的条件和冲击损伤对轮毂轴承性能的影响,并提出抗冲击型轮毂轴承单元的设计方向。

1 车轮冲击工况分析

乘用车车轮冲击工况主要包括侧向冲击与径向冲击,如图1所示,这两类冲击衍生出7种工况:

图1 乘用车车轮冲击方式

侧向冲击路肩、侧向冲击其他障碍物、径向冲击路肩、径向冲击减速带、径向冲击凹坑、石子类路面径向冲击、凸凹路面径向冲击。

轮毂轴承受力简图如图2所示,在上述工况下的受力特征可用如下弯矩方程来表示

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