轎車前輪轂軸承的失效原因研究

方暉

摘 要：針對售后市場反饋的某轎車前輪轂軸承存在明顯故障，千車維修頻次為79，嚴重影響了正常行車安全，具體表現為松曠、異響及異常磨損。文章對售后返回的故障件從生產時間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進行詳細分析，并提出改進措施。關鍵詞：前輪轂軸承;密封;游隙;改進措施中圖分類號：U463.345 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）11-56-03

Abstract：?According to the feedback from the after-sales market， the front hub bearing of car had obvious faults. The maintenance frequency of thousands of cars was 7.9%. And it seriously affected the normal driving safety. The specific performance is loose， abnormal sound and abnormal wear. In this paper， a detailed analysis is made of the returned defective parts from the aspects of production time， driving distance， failure mode and size inspection. And the improvement measures are put forward.Keywords：?Front hub bearing; Seal; Clearance; Improvement measuresCLC NO.： U463.345 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）11-56-03

前言

輪轂軸承作為承載重量和為輪轂轉動提供精準轉動的汽車核心部件之一，其可靠性影響了正常行車安全[1-2]。在2019年1月至12月期間，某轎車市場售后反饋前輪轂軸承故障率較高，造成較大經濟損失及影響公司在客戶中的形象。前輪轂軸承故障形式主要表現為松曠、異響及異常磨損等，文中對售后返回故障件根據生產時間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進行各因素詳細分析，以確定前輪轂軸承故障原因，并提出改進措施，為后續前輪轂軸承設計及優化提供一定的借鑒指導。

1?原因分析

圖1為前輪轂軸承各部件詳細視圖。由圖1可知，前輪轂軸承主要由密封組件、內圈、保持架、鋼珠及外圈5部分組成[3-4]。前輪轂軸承內圈和外圈間的滾動由鋼珠滾動產生，為滾動摩擦。圖2為該前輪轂軸承故障件示意圖。對50件故障件從生產時間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進行詳細分析，分析結果如表1、表2和表3所示。由表1可知，前輪轂軸承50件故障件生產時間主要集中在2018年，且2018年上半年生產件占比為54%，2018年下半年生產件占比為32%。由表2可知，前輪轂軸承發生故障時車輛行駛里程主要集中在30000公里以下，以5000公里為間隔進行劃分，除5000～10000萬公里行駛范圍內故障件比率最高為44%，其他路程段故障件比率較均勻，占比12%左右。由表3可知為50件故障件拆解分析原因。由表3可知，內部進水原因占比為20%，內圈被割裂原因占比為2%，游隙超差原因占比為54%，滾道剝落原因占比為4%，其他未發現明顯異常原因占比為20%，其中游隙超差是占比最大部分，為主要原因之一。

故障件中10件拆開發現內部進水、油脂變色問題，1件為內圈在拆卸過程中被割裂，其他39件油脂正常，且未發現有泥水進入現象，但經清洗后2件存下滾道剝落問題。內部進水原因主要是密封圈不牢，出現損壞情況;內圈割裂原因主要是前輪轂軸承在裝配過程或者在使用過程中內部發生變形;滾道剝落原因主要是產品在裝配過程中內圈沒有被鎖緊、產品出現松曠后引起。

表4為37件內部為明顯異常故障件總成游隙檢查結果。根據設計要求總成游隙值為0.025～0.050m，對比表4種故障件的總成游隙檢查尺寸，發現有27件總成游隙超差，占比73%，只有10件總成游隙符合設計要求，進一步表明總成游隙尺寸超差是錢輪轂軸承發生故障的核心原因之一。

表5和表6為37件無明顯異常故障件中10件總成游隙正常的全尺寸檢查表。由表5和表6可知，該10件總成游隙正常的件經全尺寸檢查后，未發現明顯尺寸超差情況，說明售后市場存在一定的故障誤判情況。

2?優化設計

2.1?優化方案

前輪轂軸承加工過程中原先采用手工游隙檢查，檢查結果不精確，產品一致性差，且易存在誤判情況。為解決此類問題，對前輪轂軸承生產過程中游隙檢查采用專用設備進行檢查，且100%檢查。

另外，針對前輪轂軸承故障件中存在進水問題，在前輪轂軸承加工過程中安排專崗對密封件壓裝過程進行重點監控，并在成品包裝前對密封件平行差100%檢查，篩除不合格品。

2.2?試驗驗證

將優化后的1臺套左、右前輪轂軸承裝車進行整車道路試驗考核，整個道路試驗里程為30000公里，包括3000普通山路，7000公里山區公路，10000公里高速環路，10000公里強化壞路，且均在滿載情況下考核。整個道路試驗考核歷經47天完成，完成后對前輪轂軸承進行外觀檢查，檢查結果如表7所示。

對參與整車道路試驗的左、右前輪轂軸承進行拆解詳細分析，經過整車道路試驗考核后，前輪轂軸承完好，未出現售后反饋問題，表明優化方案有效，符合設計要求。

3?結論

（1）轎車前輪轂軸承松曠、異響及異常磨損失效原因主要是產品內部進水及游隙超差，市場售后返回故障件出廠時間大部分為18年上半年，由生產車間管理不當引起。

（2）采取增加設備對軸承的游隙和密封圈壓裝后平行度進行檢查，確保制造過程中清潔度的要求。整改后的前輪轂軸承經臺架試驗及整車道路試驗后結果均符合設計要求，為前輪轂軸承設計提供一定的借鑒指導意義。

參考文獻

[1] 張永勝，孟亞鵬，呼詠.乘用車輪轂軸承異響原因分析及試驗驗證[J].汽車工藝與材料，2019（02）：16-23+27.

[2] 周辰銘.汽車輪轂軸承失效模式識別及其機理分析[D].上海交通大學，2016.

[3] 羅彤，黃德杰，王建華，王青娣，陳松海.汽車輪轂軸承失效模式與分析方法[J].軸承，2014（05）：41-44.

[4] 俞亞波，姚振強，張雪萍，王成燾.轎車前輪輪轂軸承失效特性統計分析[J].機械設計與研究，2000（02）：42-43+7-8.