汽车轮毂轴承的防松脱结构介绍

黄苏刚　章文忠

（江西江铃底盘股份有限公司，江西抚州 344000）

引言

轴承是汽车上重要零部件之一，是易损件和保安件。它起着支承载荷的功能，汽车的牵引力、制动力、侧向 力和垂向力Z终均传递到轴承上。

随着我国汽车保有量的不断攀升，因选型、装配或 使用的不当引发的轴承损坏进而导致汽车行驶时轮胎脱 出的现象偶有发生，严重威胁乘员的生命安全。借鉴 国内发生的一些轴承脱出事故后的改进办法和车桥行业 内一些经典布置结构，总结出几种典型的轮毂轴承防松 脱结构以为设计和使用上提供参考和借鉴价值。

01　与轴承配合相关的防松原则

为防止轮毂轴承松动、保证轮毂轴承的有效预紧， 且为防止由于轴承烧死引起的轮边脱出事故的发生。轮 毂轴承设计时需设置防松脱结构。防止轴承松动首选应 保证轴承装配到位，需规范轴承与轴、孔、档边的配合 关系和公差 [2]；其次才是设计防止轴承松脱的结构或零 部件。 

与轴或孔配合时：对半浮桥，内圈与轴必须采用过 盈配合、外圈与孔宜采用过渡或过盈配合；对全浮桥， 内圈与轴宜采用间隙或微过渡配合、外圈与孔宜采用过盈配合。

02　轴向防松的结构简介

我们将轮边结构分为两类以做区分： 

Ⅰ、采用 2 个单列锥轴承的轮边结构或 1 个轮毂单 元的轮边结构（如图 1），该类结构可逐级调整轴承的 预紧量并锁死； 

Ⅱ、采用单个锥轴承、球轴承或轮毂单元的轮边结 构（如图 2），该类结构紧固过程中不能调整轴承的预紧。 

以上只针对传统鼓式后桥，盘式后桥设有的卡钳本 身便具备防松脱功能，故在此不予讨论。 

对于Ⅰ类轮边结构：采用“轴承螺母 + 锁止垫片 + 锁紧螺钉或锁销”结构，由“轴承螺母”实现轴承的逐 级预紧、由“锁片 + 锁钉  销”实现预紧后轴承的紧固；其中图 1.d 类轮边的轴承螺母因末端螺纹经橡胶处理防 松，替代了锁片和锁钉的功能。

对于Ⅱ类轮边结构：采用“轴承螺母 + 防松垫片” 或“卡簧”，实现轴承内圈的紧固。其中图 2.e 型轮边 靠外壳与桥体间所添加的薄垫片厚度来调整轮毂轴承的 预紧程度；图 2.f 型轮边采用深沟球轴承，装配过程中 不进行轴向预紧；图 2.g 型轮边采用轮毂单元，装配前 轮毂单元已预设了较大的轴向游隙，装配过程只需将轴 承压装到位并用卡簧限位即可。

03　轴向防脱的结构简介

轮边脱出这种极端事故的发生需同时具备 2个条件：一是某种原因导致的轮毂轴承严重损坏；二是桥上未设 置防止轮胎带动半轴或轮芯这些旋转件脱出的限位件。防止轮边脱出的限位件应只作为辅助防范措施，首要的 还是应防范轴承的损坏。

通常设计时合理的选用承载能力合适的轴承以保证 轴承有足够的使用寿命 [3]、装配时保证轴承安装正常和合适的预紧度、使用时注意维护保养即可有效的防止轴 承的损坏。

在有限的结构空间下，设置的限位件应能阻止或延 缓轮边脱出。几种典型的限位做法介绍如下： 

Ⅰ、全浮桥（如图 1.a、图 3.h、i）：借用轴承螺母充当限位件。因其外径大于外轴承外圈小径，即便 轴承烧损、轮边也不会脱出导致事故。改进后的图 3.i 结构不仅能实现轴承的逐级预紧、且限位件更厚实，应 优先选用。

Ⅱ、采用当轴承的半浮桥（如图 4.j、k）：采用内 径小于轴承内圈的制动器底板、或者外径大于轴承外圈 的防脱垫圈充当限位件。

Ⅲ、采用轮毂单元的半浮桥（如图 4.l）：设计初 将轮胎中心线布置于靠近外轴承侧，以保证内侧轴承寿命高于外侧轴承；即便外轴承损坏后内轴承仍可防止轮 边脱出，这期间维护人员足以发现异常并予以妥善处理 （相关计算过程见表 1）[4]。

04　结论

在保证轴承有足够的设计寿命前提下，推荐两类轮 毂轴承防松脱结构，以期保证在极端情况下因轴承损坏 后乘员的安全： 

1）对全浮桥，应优先选用“轴承螺母 + 锁止垫片 + 锁紧螺钉”方式，同时合理设计其理论调整角度值；

2） 对半浮桥，应优先选用较厚的制动器底板充当限位件。

参考文献

[1] 刘惟信 . 汽车车桥设计 [M]. 北京：清华大学出版社，2004.

[2] NSK 滚动轴承综合样本 [M]. 日本：日本精工株式会社，2006.

[3] GB 6391-2003，滚动轴承额定动负荷和额定寿命计算方法[S].

[4] 小林明 . 汽车工程手册第二分册 [M]. 北京：机械工业出版社，1984.

来源：《南方农机》2016年第12期