ホイールハブベアリング: 設計、シーリング、および自動車への取り付けの違い

ベンチ上で内側公差を測定するハブ ユニットでも、エンコーダ リングが間違った方向を向いて取り付けられている場合、またはセンサー ギャップがコントロール ユニットが予期している範囲の外にある場合、最初の数百キロメートル以内に ABS エラーが発生する可能性があります。前輪駆動車では、ホイール ハブ ベアリングが車両の質量を支え、ブレーキ ディスクとホイールの位置を固定します。また、統合エンコーダを備えた設計では、車輪速度信号も生成します。部品をプレスまたはボルトで固定する前に、生成、シール構造、エンコーダのタイプ、および取り付け方法のすべてを調整する必要があります。

ハブユニットの 4 つの世代とそれぞれのフィッティング時の変更点

ホイールハブベアリングは 4 つの世代で作られており、その世代によって、ユニットがナックル内にどのように配置されるか、軸方向クリアランスが設定される場所、および設計で許容されるシーリングとエンコーダのオプションが決まります。

第 1 世代のユニットは、一対の単列アンギュラコンタクト ベアリング、または独立した外輪を備えた複列ベアリングがナックルに圧入されたものです。ハブ フランジは別個の部品であり、軸方向のすきまは組み立て時に設定され、シールはベアリングの外側にあります。整備とは、ボルトを外すことではなく、プレスすることを意味します。

第 2 世代ユニットは、外輪にフランジを溶接または成形します。ブレーキディスクとホイールはベアリングに直接ボルトで固定されていますが、ユニットはナックルに締まり嵌めされているため、穴の公差とプレス工具がアセンブリが正しく動作するかどうかを決定します。

第三世代ユニットでは内輪にもフランジが追加され、ボルトオンカートリッジになります。クリアランスは工場で設定され、ユニットは永久に密閉され、エンコーダが統合され、アセンブリ全体が車両メーカーの数値に合わせて締め付けられた新しい取り付けボルトに交換されます。

第 4 世代ユニットでは、内輪が等速ジョイント スタブにスプライン結合されているため、ハブも駆動トルクを被駆動軸に伝達します。

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ボールまたはテーパーローラー: 転動体と荷重ケースの適合

複列アンギュラ玉ユニットは乗用車の軸荷重をカバーしますが、テーパーローラーユニットはラジアル荷重が高く、ハブがオフセット力も吸収する必要がある場合に仕様化されています。

通常、ボール ハブ ユニットの接触角は 25 ～ 35 度であり、軸方向の容量を犠牲にして摩擦と騒音を低く抑えます。テーパー ローラー ユニットは線接触を使用し、同じエンベロープ内でより多くのラジアル荷重を伝達し、小型商用車、SUV、トレーラーなどに搭載されています。 農業機械 アクスルアセンブリ。また、許容度も低くなります。メーカーの帯域外のエンドプレイはディスクのぐらつきを引き起こし、過剰なプリロードは運転温度を上昇させ、グリースの寿命を短くします。

定格寿命は ISO281 の基準に従い、90% の信頼性で数百万回転で L10 = (C/P)^p、ボール ベアリングの場合は p = 3、ローラー ベアリングの場合は p = 10/3 となります。計算例: 動的定格が 30 kN、等価荷重が 6 kN の場合、ボール ユニットは (30/6)^3 = 1 億 2,500 万回転を返しますが、テーパー ローラー ユニットの同じ数値は約 2 億 1,400 万回転を返します。

密封されたプリセットハブユニットでは、グリースとシールが耐用年数を決定します。軌道用鋼が最初に疲労する機会はほとんどありません。

シール構造: ハブ ベアリングの故障が実際に始まる場所

シール構造は、車両の寿命を保つハブと 2 回の冬を経て故障するハブを分けており、エンコーダ シールは、逆に取り付けられることが最も多いコンポーネントです。

接触リップ シールがベースラインです。接着されたエラストマー リップが地面上を走行し、通常は二次ダスト リップで裏打ちされます。カセット シールは、1 つのプレス ユニットに金属スリンガーと複数のリップを追加し、抗力が高くなりますが、水や砂の排除を改善します。ラビリンス シールは非接触で低温で作動しますが、水没や蒸気洗浄に対する保護は限定的です。エンコーダ シールは、アクティブ ABS センサーが読み取る磁化されたゴム リングとシール機能を組み合わせています。

エラストマーの選択により、温度ウィンドウが設定されます。ニトリル (NBR) は摂氏マイナス 40 度からプラス 100 度、フルオロエラストマー (FKM) は摂氏マイナス 20 度からプラス 200 度までの連続動作に定格されています。これにより、低温での柔軟性を犠牲にして高温のヘッドルームが得られます。これらは一般的なデータシートの定格であり、化合物とデューティ サイクルによって変化します。

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ハブユニットを使用する前の互換性チェック

ハブユニットが互換性があるかどうかは、ボアとフランジの形状、エンコーダー信号の種類、シールとグリースの仕様、取り付け方法とボルトのトルク、ブレーキディスクインターフェイスの振れ、および嵌合ナックルとジョイントの状態の6つのチェックによって決定されます。

• 寸法: ボア、外径、幅、フランジのオフセットは、カタログに印刷されているベアリングのボアだけでなく、元のユニットと一致する必要があります。
• エンコーダ: アクティブ センサーには、制御ユニットが予期する極数と信号パターンを備えた磁化リングが必要ですが、パッシブ誘導システムは代わりに歯付きリングを使用します。
• シールとグリース: 互換性のない増粘剤を混合するとグリースが柔らかくなるため、温度範囲、水への曝露、および増粘剤の種類がデューティサイクルに適合している必要があります。
• 取り付け: 第 2 世代ユニットには、制御された締りばめと外輪のみに荷重を加えるプレスツールが必要ですが、第 3 世代ユニットには新しいボルトと指定されたトルクシーケンスが必要です。
• ブレーキインターフェイス: フランジ面の振れは、ディスクの厚さの変化とペダルの脈動に直接影響します。
• 嵌合部品: ナックル ボアが真円でなかったり、腐食したりすると、ベアリングの品質に関係なく、新しいハブの寿命が短くなります。

要件はプラットフォーム固有であり、同じ 42 mm ボアでも 3 つの異なる構成が存在する可能性があります。アプリケーションベースのカタログ。 自動車用ベアリングの範囲 を使用すると、純粋なディメンション検索よりもクロスチェックが高速になります。

耐用年数を決める設置方法

ハブを正しく取り付けるには 5 つの手順に従いますが、どの手順にもハンマーは必要ありません。

1. 何かを押し付ける前に、ナックルの穴を清掃し、腐食を除去し、内部マイクロメーターで真円度をチェックしてください。
2. 外輪にプレス力を加えるのは第 2 世代ユニットのみです。内輪に荷重がかかると軌道に力が加わり、軌道がブリネル化します。
3. ユニットを完全に固定し、一般的な数値ではなく自動車メーカーの制限に対してダイヤル インジケーターを使用してフランジ面の振れを確認します。
4. サービスデータの順序と図に従って、ホイールが地面から離れた状態で取り付けボルトまたはハブナットを締め付けます。
5. スコープまたはスキャンツールでセンサー出力を確認し、車両をリリースする前に路上テストを完了してください。

窓口での質問

ホイールベアリングとハブユニットベアリングの違いは何ですか?

ホイールベアリングは転動体を単体でセットしたものです。ハブ ユニット ベアリングには、フランジ、工場設定のクリアランス、寿命グリース充填が追加され、第 2 世代以降はエンコーダが追加されます。第 1 世代のホイール ベアリングは単独で交換できますが、第 3 世代のユニットは完全なボルト締めアセンブリとして交換されます。

間違ったエンコーダーを備えたハブをボルトで取り付けることはできますか?

はい、それが問題です。フランジとボアは完璧にフィットしますが、極数または向きが間違っているリングでは使用可能な信号が生成されず、ABS ランプは最初の駆動サイクル内に戻ります。ご注文前にエンコーダとセンサーのタイプを一致させてください。

密封されたハブユニットには再グリスアップが必要ですか?

いいえ。永久シールされたユニットは組立時に一度充填されており、開封するとシールが破壊されます。保守可能な第 1 世代ベアリングのみに、車両メーカーが指定する間隔で、互換性のある増粘剤と NLGI グレードを含むグリースを使用して再グリースが塗布されます。

高圧洗浄に最も適したシールはどれですか?

複数のリップとスリンガーを備えたカセット シールは、単一のリップ シールよりもウォーター ジェットに耐えますが、リップに直接向けられたジェットに耐えられるリップ シールはありません。ノズルをシールの隙間やエンコーダ面から離してください。