Как звучат плохие подшипники? Объяснение знаков и звуков

Плохие подшипники чаще всего приводят к скрежет, грохот или гудение высота звука или интенсивность которого меняется со скоростью. В ступичных подшипниках этот звук обычно становится громче, когда автомобиль поворачивает в одном направлении. В подшипниках промышленных или электродвигателей можно услышать визг, щелканье или ритмичный стук, которого раньше не было. Эти звуки не случайны — каждый рассказывает конкретную историю о том, как и где вышел из строя подшипник.

Ловля подшипник Ранний шум — это разница между запчастью за 30 долларов и ремонтом за 3000 долларов. Подшипник, который начинается со слабого гудения, в течение нескольких недель может привести к полному заклиниванию, вызывая вторичное повреждение шпинделей, ступиц, валов и корпусов. Звуки, описанные в этом руководстве, применимы как к автомобильным ступичным подшипникам, подшипникам двигателя, подшипникам промышленного оборудования, так и к подшипникам бытовой техники — физика поломки для всех них одинакова.

Основные звуки вышедшего из строя подшипника

Подшипники выходят из строя поэтапно, и каждая стадия имеет соответствующий звуковой сигнал. Понимание этих звуков позволяет оценить, сколько жизни осталось в подшипнике и насколько срочно он требует внимания.

Скрежет или скрипящий шум

Это наиболее распространенный признак сильно изношенного подшипника. Шлифование происходит, когда тела качения — шарики или ролики — теряют гладкую поверхность из-за износа, коррозии или загрязнения. Металл, по сути, царапается по металлу внутри гонщика. В ступичном подшипнике этот звук постоянный во время движения и становится громче по мере увеличения скорости. Если вы слышите скрежет колеса, который становится заметно хуже на скорости выше 30 миль в час, подшипник серьезно неисправен. Не откладывайте замену на этом этапе.

Гудение или рычание

Низкочастотное жужжание или рычание обычно является звуком подшипника на ранней и средней стадии. Звук напоминает звук езды по неровному тротуару, даже если дорога гладкая. Что касается ступичных подшипников, то гул часто меняется, когда вы слегка перемещаете свой вес — например, при смене полосы движения или на крутом повороте шоссе. Если гудение усиливается, когда вы слегка поворачиваете влево, и уменьшается, когда вы поворачиваете вправо, подозрением является правый подшипник. Это качество направленности является одним из наиболее надежных диагностических признаков шума ступичных подшипников.

Визг или скрипящий шум

Визг в подшипнике обычно указывает на одну из двух проблем: недостаточную смазку или раннюю стадию поверхностной усталости на дорожках качения. Сухой подшипник — тот, в котором смазка высохла, смылась или никогда не наносилась должным образом — будет визжать под нагрузкой. Часто это первый звуковой сигнал, появляющийся еще до начала скрежетания. В электродвигателях и вентиляторах визг подшипника можно принять за неисправность ремня, но звук сохраняется даже после проверки ремней. Визг подшипников в таких приборах, как стиральные машины, часто сигнализирует о выходе из строя уплотнения и попадании воды в смазку.

Щелкающий или щелкающий шум

Щелкающие звуки подшипника часто связаны с подшипниками ШРУСов в переднеприводных автомобилях, но они также возникают и в других типах подшипников, когда на элементе качения образовалась плоская точка или когда в подшипниковый узел попал мусор. Щелчок имеет тенденцию быть ритмичным и повторяться со скоростью, пропорциональной скорости вращения вала или колеса. Щелчок подшипника колеса, который усиливается по мере ускорения, является надежным индикатором физического повреждения поверхности подшипника.

Стук или лязг

Стук в подшипнике указывает на чрезмерный внутренний зазор — телам качения слишком много места для перемещения, из-за чего они с силой ударяются по дорожкам качения. Это часто случается, когда преднатяг подшипника потерян из-за износа или когда подшипник установлен неправильно. В подшипниках задней оси и подшипниках дифференциала частым симптомом является стук во время ускорения или замедления. Это выход из строя подшипника на поздней стадии, который представляет реальную угрозу безопасности, особенно на задней оси, где разрушение подшипника может привести к отрыву колеса.

Как звуки подшипников различаются в зависимости от применения

Одни и те же основные виды отказов создают несколько разные звуковые сигналы в зависимости от того, что делает подшипник и что его окружает. Контекст имеет значение при диагностике шума подшипников.

Ступичные подшипники

Колесные подшипники выдерживают весь вес автомобиля, позволяя колесу свободно вращаться. Они постоянно подвергаются воздействию дорожной грязи, воды и боковых сил на поворотах. Неисправный ступичный подшипник почти всегда издает направленный гул или рычание, которое усиливается с увеличением скорости автомобиля. Сигнатурный тест — это плавный маневр при смене полосы движения на скорости шоссе: если шум меняется, когда вы перемещаете вес автомобиля влево или вправо, вы определили подшипник. Исследования отказов ступичных подшипников показывают, что загрязнение в результате проникновения воды является причиной примерно 55% преждевременных выходов подшипников из строя. , особенно на автомобилях, эксплуатируемых во влажном климате или часто промываемых шлангами высокого давления, направленными на ступицу.

Шатун двигателя и коренные подшипники

Подшипники двигателя представляют собой подшипники скольжения (втулки), а не подшипники качения, но они выходят из строя по слышимым признакам, которые можно сразу распознать. Изношенный шатунный подшипник издает резкий ритмичный стук, который усиливается с увеличением оборотов двигателя и наиболее заметен под нагрузкой. Коренные подшипники производят более глубокий и сильный стук, более последовательный и менее зависящий от скорости. Стук в штоке на холостом ходу, который исчезает при повышении оборотов, является предупреждающим знаком; Стук в шатуне, присутствующий на всех оборотах, означает, что зазор подшипника превысил безопасные пределы и выход двигателя из строя неизбежен. Масляное голодание является основной причиной, поэтому регулярная замена масла так важна: грязное, отработанное масло не может поддерживать толщину пленки, необходимую для предотвращения контакта подшипников двигателя с металлом.

Подшипники барабана стиральной машины

Когда подшипник стиральной машины выходит из строя, барабан во время отжима начинает звучать как реактивный двигатель. Громкий рев или грохот, особенно в машинах с фронтальной загрузкой, является характерным признаком. Барабан также может заметно раскачиваться, а машина может вибрировать по полу. Почти всегда виновата вода: уплотнение барабана со временем выходит из строя, в результате чего вода и моющее средство загрязняют подшипник. Замена подшипника в фронтальном погрузчике обычно требует почти полной разборки машины. , поэтому многие специалисты по ремонту рекомендуют оценить, является ли замена всей машины более рентабельной в случае выхода из строя подшипника.

Подшипники промышленных и электродвигателей

В промышленных условиях шум подшипников серьезно воспринимается как повод для технического обслуживания. Двигатели с неисправными подшипниками перегреваются, потребляют больше энергии и в конечном итоге заклинивают, вызывая незапланированные простои, которые обходятся гораздо дороже, чем плановая замена. Обычные звуки включают пронзительный визг из-за отказа смазки, циклические щелчки из-за отслаивания (расщепления) поверхности дорожки качения, а также увеличение шума широкого спектра, которое инструменты анализа вибрации могут обнаружить задолго до того, как это сможет человеческое ухо. На многих промышленных предприятиях используются портативные стетоскопы или ультразвуковые датчики, размещенные непосредственно на корпусах двигателей, для прослушивания шума подшипников без выключения оборудования.

Почему подшипники шумят: основные причины

Понимание причин шума подшипников поможет вам не только диагностировать текущую неисправность, но и предотвратить следующую. Подшипники не шумят просто так — каждый звук имеет физическую причину.

Потеря смазки

Смазка или масло создают тонкую пленку между движущимися компонентами подшипника. Когда эта пленка разрушается — из-за тепла, старения, загрязнения или вымывания водой — металл контактирует с металлом, и трение резко увеличивается. Подшипник, работающий без достаточной смазки, может выйти из строя в течение нескольких минут под нагрузкой. , тогда как правильно смазанный подшипник того же типа может прослужить десять лет. Визг обычно является первым звуком неисправности смазки; шлифовка следует быстро по мере накопления поверхностных повреждений.

Загрязнение

Грязь, пыль, металлические частицы и вода — враги подшипников. Даже микроскопические абразивные частицы, попадающие в корпус подшипника, со временем оставляют царапины на поверхностях качения и вызывают скрежетание или грохот. Загрязнение водой особенно вредно, поскольку оно вызывает точечную коррозию на прецизионно отшлифованных поверхностях внутри подшипника. Исследования производителей подшипников показали, что загрязнение является причиной примерно 14 % всех преждевременных выходов подшипников из строя. в промышленных условиях, хотя это число значительно возрастает при использовании на открытом воздухе или во влажной среде.

Перегрузка и несоосность

Подшипники рассчитаны на определенную грузоподъемность. Эксплуатация подшипника за пределами его динамической или статической нагрузки ускоряет износ и деформацию тел качения и дорожек качения. Несоосность — когда вал не центрирован внутри подшипника — создает неравномерное напряжение на одной стороне кольца. Оба условия вызывают шум: перегрузка обычно приводит к общему грохоту или скрежетанию, тогда как несоосность часто вызывает повторяющийся ритмичный шум, поскольку одна и та же поврежденная точка контакта проходит через зону нагрузки при каждом повороте.

Растрескивание и усталостное разрушение

Даже правильно установленные и смазанные подшипники имеют ограниченный срок службы. Повторяющиеся циклические нагрузки в конечном итоге приводят к образованию микротрещин под поверхностью дорожки качения или тел качения. Эти трещины распространяются до тех пор, пока материал не оторвется — этот процесс называется растрескиванием. Расколотые подшипники издают характерный нерегулярный щелкающий или дребезжащий звук. поскольку осколки циркулируют по подшипнику и ударяются о другие поверхности. Это усталостное разрушение в конце срока службы, и это нормально после того, как подшипник проработал много миллионов оборотов. Замена подшипника при первом звуке скола предотвращает повреждение корпуса или вала осколками.

Неправильная установка

Новый подшипник может быть разрушен во время установки. Неправильная запрессовка подшипника (приложение силы не к той обойме, использование молотка непосредственно на подшипнике или установка его согнутым под углом) немедленно повреждает внутреннюю геометрию. Только что установленный подшипник, который сразу начинает шуметь, почти наверняка является поврежденным или неправильно установленным подшипником. Крайне важно использовать правильные инструменты для запрессовки подшипников и прилагать усилие только через правильное кольцо. ; Инструмент стоимостью 200 долларов окупает себя в первый раз, когда он предотвращает разрушение узла ступицы подшипника колеса стоимостью 150 долларов.

Диагностика того, какой подшипник неисправен

После того как вы определили наличие шума в подшипнике, следующая задача — точно определить, какой именно подшипник вышел из строя. Шум подшипников может быть обманчивым — он проходит через металлические конструкции и может казаться, что исходит из другого места, отличного от фактического источника.

Проверка входного сигнала рулевого колеса (ступичные подшипники)

На постоянной скорости около 60 миль в час плавно поворачивайте автомобиль влево и вправо, как будто медленно меняя полосу движения. Посмотрите, как меняется шум:

• Шум увеличивается при повороте налево → вероятно, неисправен правый подшипник (вес переносится вправо).
• Шум увеличивается при повороте направо → вероятно, неисправен левый подшипник (вес переносится влево).
• Шум не меняется при повороте руля → может быть проблема с задним подшипником, шиной или источником, не связанным с подшипником.

Этот тест работает, потому что при повороте боковая нагрузка переносится с одного колеса на другое. Поврежденный подшипник будет тише, когда он несет большую нагрузку, и более шумным, когда эта нагрузка переносится — или, в некоторых случаях, наоборот, в зависимости от типа и степени повреждения.

Джек и тест на вращение

Когда автомобиль надежно стоит на домкрате, вручную прокрутите каждое колесо. Исправный ступичный подшипник будет вращаться плавно, практически без сопротивления и шума. Вышедший из строя ступичный подшипник будет грубым, шероховатым или зазубренным при вращении — часто повреждение можно почувствовать через колесо. Любая шероховатость, ощущение скрежета или слышимый шум во время ручного теста подтверждают необходимость замены подшипника. Также возьмитесь за колесо в положениях «12» и «6 часов» и попытайтесь покачать его: любой заметный люфт или лязг указывают на изношенный подшипник.

Стетоскоп механика

Для электродвигателей, промышленного оборудования и других вращающихся механизмов механический стетоскоп или автомобильное прослушивающее устройство позволяют с высокой точностью изолировать шум подшипников. Поместите датчик прямо на корпус подшипника и прислушайтесь. Подшипник, который звучит наиболее грубо, громко или неравномерно, подлежит замене. Длинные металлические отвертки работают в крайнем случае — поднесите рукоятку к уху и поместите ее кончик в различные корпуса подшипников. Звук проходит через металл и на удивление чистый. Этот метод используется механиками уже более века, потому что он работает.

Ультразвуковое обнаружение

При промышленном техническом обслуживании ультразвуковые инструменты обнаружения могут выявить неисправность подшипников задолго до появления слышимого шума. Подшипники излучают ультразвуковые сигналы в определенных диапазонах частот, когда их поверхности начинают уставать. Ультразвуковой мониторинг может обнаружить проблемы с подшипниками в шесть раз раньше, чем только анализ вибрации. , что дает командам технического обслуживания время планировать замену во время планового простоя, а не реагировать на незапланированную поломку. Для дорогостоящего оборудования возможность раннего обнаружения многократно окупает стоимость инструмента.

Звуки, которые часто путают с шумом подшипников

Не каждый шум или скрежет исходит от подшипника. Некоторые другие компоненты издают звуки, которые могут убедительно имитировать шум подшипников, что приводит к ненужной замене подшипников или, что еще хуже, к игнорированию реальной проблемы.

Шум шин

Неравномерный износ шин – особенно образование чашек или зубцов, вызванное изношенными амортизаторами или неправильным накачиванием – вызывает ритмичный гудение, которое почти идентично звуку неисправного ступичного подшипника. Ключевое отличие: шум шин обычно остается постоянным независимо от рулевого управления, тогда как шум подшипников меняется. Кроме того, поворот шин в разные положения и наблюдение за тем, движется ли звук вместе с ними, является окончательным испытанием. Шины с чашеобразным рисунком износа являются одним из наиболее частых ложноположительных результатов при диагностике ступичных подшипников. и многие подшипники заменяются без необходимости, поскольку шины не были предварительно проверены.

Шум ШРУСа

ШРУСы, которые соединяют полуось со ступицей колеса в переднеприводных и полноприводных автомобилях, содержат небольшие подшипники внутри шарикового узла. Неисправный ШРУС издает щелкающий звук, который наиболее заметен во время крутых и медленных поворотов, например, на парковке. Это отличается от шума подшипников колес, который является постоянным и зависит от скорости. ШРУС с треснутым чехлом и сухой, загрязненной смазкой будет слышно щелкать при повороте, но может быть тихим на скоростях шоссе.

Тормозные компоненты

Изношенные тормозные колодки имеют индикаторы износа — маленькие металлические выступы, которые свистят о тормозной диск, предупреждая водителя. Этот визг зависит от скорости, и его можно спутать с подшипником. Однако шум тормозов обычно резко меняется при торможении, тогда как шум подшипников при торможении практически не изменяется. Заклинивший суппорт также может издавать скрежет, похожий на звук подшипника, но в этом случае колесо после езды также будет заметно нагреваться.

Насос гидроусилителя рулевого управления и подшипники генератора

Вспомогательные компоненты, приводимые в движение поликлиновым ремнем — генератор, насос гидроусилителя руля, натяжные ролики и натяжитель — все используют собственные небольшие подшипники. Когда они выходят из строя, они издают визг, скрежет или стрекотание, которые присутствуют на холостом ходу и изменяются в зависимости от оборотов двигателя, а не от скорости автомобиля. Если подозрительный шум присутствует, когда автомобиль стоит на месте с работающим двигателем, это почти наверняка связано с подшипником вспомогательного оборудования или ремнем, а не с подшипником колеса.

Как долго можно ездить на неисправном подшипнике?

Это один из самых частых вопросов после диагностики неисправности подшипника, и честный ответ на него: это зависит от того, насколько плох подшипник, но не следует откладывать замену.

Подшипник, издающий лишь слабый шум на скоростях шоссе, может прослужить несколько недель, если его эксплуатировать аккуратно и ограничивать поездки короткими поездками. Однако темпы ухудшения непредсказуемы. Выход из строя подшипника не является линейным процессом: подшипник может продержаться месяц, а затем внезапно выйти из строя в течение одного дня интенсивной езды. Полностью вышедший из строя ступичный подшипник может привести к заклиниванию колеса или его отсоединению от автомобиля во время движения. На скоростях шоссе это катастрофично.

В качестве практического руководства:

• Слабый гул только на высокой скорости: Езжайте в ремонтную мастерскую, по возможности избегайте шоссе.
• Громкий скрежет или рычание на любой скорости: отремонтируйте как можно скорее — на этой неделе, а не в следующем месяце.
• Вибрация через рулевое колесо или сиденье: Не ездите по шоссе; немедленно обратиться за ремонтом
• Заметный люфт в колесе во время испытания на удар: прекратите движение; автомобиль не безопасен

Стук в подшипниках двигателя имеет аналогичную шкалу срочности. Любой стук в шатуне, возникающий на холостом ходу, означает, что подшипник может полностью выйти из строя, в результате чего шатун пробьет блок двигателя в любой момент. Стук в шатуне двигателя — это ситуация остановки движения, а не ситуация осторожной езды.

Ожидаемая стоимость замены подшипников

Затраты значительно различаются в зависимости от автомобиля и от того, обслуживается ли подшипник отдельно или встроен в узел ступицы.

Это оценки, основанные на типичных расценках магазинов в США. Цены варьируются в зависимости от региона, сложности автомобиля и необходимости одновременной замены дополнительных компонентов (например, колец датчика ABS, встроенных в ступицу подшипника). О замене обеих сторон одновременно стоит подумать, если вышел из строя один подшипник. , поскольку противоположный подшипник прожил такую же жизнь и часто находится недалеко от собственной точки отказа.

Предотвращение выхода подшипника из строя до его начала

Большинства преждевременных поломок подшипников можно избежать. Условия, которые приводят к преждевременному разрушению подшипников — загрязнение, недостаточная смазка, перегрузка — можно устранить с помощью базовых правил технического обслуживания.

Не допускайте попадания воды в подшипники

При мойке автомобиля избегайте направления шланга высокого давления непосредственно на область ступицы колеса. Давление воды может преодолеть уплотнение и вытолкнуть воду в подшипник, вымывая смазку. То же самое относится и к подшипникам оборудования для мойки под давлением — всегда защищайте корпуса подшипников от прямого воздействия воды под высоким давлением.

Поддерживайте правильное давление в шинах и выравнивание колес.

Неправильное выравнивание создает постоянную боковую нагрузку на одну сторону подшипника колеса. Недокачанные шины увеличивают сопротивление качению и передают большую нагрузку на подшипник. Поддержание давления в шинах в соответствии со спецификацией и выравнивание автомобиля каждые 25 000–30 000 миль значительно продлевают срок службы подшипников. Транспортные средства, движущиеся по неровным дорогам или часто наезжающие на бордюры или выбоины, следует чаще выравнивать.

Используйте качественные сменные подшипники

Рынок подшипников имеет широкий диапазон качества, а разница в цене между дешевым импортным подшипником и качественным подшипником от известного производителя (SKF, Timken, NSK, FAG) часто составляет всего 20–40 долларов. Трудозатраты на установку подшипника стоят одинаково независимо от качества детали. Подшипник со скидкой, который выйдет из строя через 18 месяцев, обойдется вам в два комплекта работ, в то время как качественный подшипник может прослужить весь оставшийся срок службы автомобиля. Это не место для оптимизации по самой дешевой детали.

Своевременная упаковка или замена исправных подшипников

Старые автомобили с исправными (негерметичными) подшипниками передних колес требуют периодической замены свежей смазкой. Обычно это рекомендуется каждые 30 000 миль или при выполнении тормозных работ, требующих снятия ступицы. Многие новые герметичные ступичные узлы рассчитаны на весь срок службы, но в автомобилях с большим пробегом, работающих в суровых условиях, расчетный срок службы подшипников может быть короче фактического срока службы автомобиля.

Немедленно решайте другие связанные проблемы

Изношенные амортизаторы и стойки вызывают подпрыгивание колес и ударную нагрузку, которая сбивает подшипники гораздо сильнее, чем езда по ровной дороге. Погнутые колеса, несбалансированные шины и изношенные втулки подвески создают вибрацию и неравномерную нагрузку, что ускоряет износ подшипников. Забота об этих компонентах касается не только качества езды — она напрямую продлевает срок службы подшипников.