- а) изнашивания или разрушения подшипника,
- б) деформации или поломки полуоси,
- в) изнашивания шлицевого соединения полуоси с полуосевыми шестернями коробки дифференциала.
Наиболее нагруженным местом полуоси является шариковый подшипник (см. табл. 1), т.к. именно он воспринимает от колеса все динамические (ударные) нагрузки и передает их на балку заднего моста. Удары особенно сильны при движении с большой скоростью по неровной дороге на нагруженном автомобиле. Ситуация еще более ухудшается, если на колесах установлены тяжелые шины, давление в них выше нормы, а в подвесках стоят более жесткие пружины.
Если не считать аварийных случаев, когда от сильного удара подшипник просто может разрушится (раскалываются кольца, шарики), при нормальной эксплуатации в подшипнике происходит увеличение зазоров. Замечено, что удары, не оставляющие каких-либо внешних следов на рабочих поверхностях деталей подшипника, тем не менее не проходят бесследно. Идет «внутреннее» накопление повреждений, ускоряющих последующее изнашивание деталей. Увеличение зазоров приводит к росту динамических нагрузок и к ускорению изнашивания.
Как установить момент, когда целесообразно приступать к ремонту еще при отсутствии повышенного шума (который уже нельзя не заметить) со стороны заднего моста? Здесь поможет контроль свободного осевого хода полуоси, который сначала проводят без снятия колеса, а потом при снятых колесе и тормозном барабане.
Сначала вывесьте задний мост, установите его на надежные подставки, поставьте рычаг переключения передач в нейтральное положение и отпустите полностью ручной тормоз. Убедившись, что колесо свободно вращается, обхватите его двумя руками (одна спереди, другая сзади колеса) и покачайте его в осевом направлении («к себе» и «от себя») с усилием примерно 10 кгс. При этом допустимый свободный ход должен быть около 1 мм (0,7 мм).
Потом снимите колесо, барабан и действуйте аналогично, только суммарное усилие, прикладываемое к фланцу полуоси должно быть примерно 5 кгс. Более точное измерение проведите этим способом с использованием индикатора часового типа с удлинителем.
Снятие полуоси
Полуось внутренним концом входит в шлицевое отверстие шестерни, а наружным опирается на шариковый подшипник (см. табл. 1), который закреплен на полуоси запорной втулкой (рис. 11). Так как полуоси внутренними концами входят в полуосевые шестерни, расположенные в корЬбке дифференциала, редуктор можно снять, предварительно вынув полуоси совсем или выдвинув их из балки моста на 60-70 мм.
Рис. 11. Запорная втулка
Для снятия полуосей необходимо выполнить следующее. Ослабьте болты крепления колес, вывесьте задний мост и у концов балки установите надежные подставки. Опустите мост на подставки, снимите колеса, отверните два направляющих штифта-болта (шестигранник 12 мм, резьба М8).
Первая, как правило, достаточно трудная задача — снять барабаны. Не пользуйтесь для этой цели, как рекомендуют, направляющими штифтами-болтами (сомнутся грани шестигранника или сорвется резьба в барабане). Вероятно этими штифтами-болтами можно снять барабаны у автомобиля, только что сошедшего с конвейера. Если барабаны не снимались год и более, то часто бывает трудно отвернуть и сами штифты-болты. Здесь использование старого обычного ключа (с открытым зевом — «рожкового») приведет, как правило, к срыву граней шестигранника, поэтому воспользуйтесь накидным ключом или торцевой головкой.
Снятие барабанов и их последующая установка облегчается, если выполнить следующее: полностью освободите задний трос ручного тормоза, отвернув две гайки (шестигранник 13 мм, резьба М8) на резьбовом конце переднего троса; эксцентрики (гайки с. шестигранником 17 мм) поставьте в положение минимального развода колодок, смочите керосином (тормозной жидкостью, препаратом WD-40) место посадки барабана на полуоси (при сборке покройте это место тонким слоем смазки). У автомобилей с автоматическим регулированием зазоров между колодками и барабанами (нет эксцентриков) попытайтесь сместить колодки к центру барабана отверткой через отверстия (8 отв. 09 мм), если они есть.
Всегда удавалось снять барабаны при помощи молотка. Удары наносите через деревянную проставку (толщина примерно 20 мм) по нижней части барабана из-под автомобиля. Лучше, если помощник постоянно поворачивает барабан, покачивает его, тянет к себе и наблюдает за процессом снятия, корректируя место удара.
Применяют и такой способ снятия барабанов. Запустите двигатель, включите первую передачу и, пользуясь газом и тормозом, проверните барабаны на полуосях. Услышав визг, тормоз не отпускайте, а, выключив зажигание, остановите двигатель и только после этого отпустите педаль тормоза. При использовании этого способа необходимо помнить следующее, чтобы предпринять соответствующие меры предосторожности. Первое, задний мост вывесьте полностью, даже если необходимо снять только один барабан, в противном случае при торможении автомобиль сорвется с подставки. Второе, барабан может «слететь» с полуоси с соответствующими последствиями, например, ударив рядом стоящих. Третье, при резком нажатии на педаль тормоза или при «нажатии» с ударом, что иногда рекомендуют, может лопнуть один из тормозных шлангов. И последнее, о чем есть смысл напомнить. Иногда эксцентрики колодок проворачиваются очень туго. Не торопитесь сразу повернуть их на большой угол, особенно используя ключ с большим плечом. Воспользовавшись керосином, маслом, WD-40 постепенно увеличивайте угол поворота, не прикладывая чрезмерных усилий. В противном случае дело может закончиться необходимостью изготовления нового эксцентрика.
Итак, барабан снят. Теперь через большие отверстия во фланце полуоси (2 отв. 26 мм) посредством торцевого ключа отверните четыре гайки (шестигранник 17 мм, резьба М10х1,25) болтов, крепящих к фланцу балки заднего моста тормозной щит, пластину подшипника и маслоотражатель. Вращая гайки, старайтесь не прикладывать к ним осевых усилий, иначе болты с лысками на головках не будут удерживаться от проворачивания. Болты после отвертывания гаек не вынимайте, т.к. на них держится щит с деталями тормоза и рабочим цилиндром.
Усилие, необходимое для снятия полуоси, определяется характером посадки наружного кольца подшипника (см. табл. 9). Посадка может быть с натягом или с зазором. В последнем случае может потребоваться усилие даже большее, если на посадочных поверхностях появилась ржавчина (окислы имеют больший объем, чем чистый металл).
Таблица 9. Задний мост, сопряжения, размеры, мм
Полуось можно снять без всяких приспособлений, воспользовавшись колесом. Закрепите колесо на тормозном барабане так, чтобы внутренняя часть диска была обращена наружу. Между конической частью болтов и диском оставьте зазор. Взявшись руками за колесо с ударом (используйте для разгона зазор), вьпгрессуйте подшипник из гнезда балки и выньте полуось. Выпрессовывание без удара, когда болты завернуты без зазора, как правило не удается. Тем более сомнительны рекомендации по выпрессовыванию полуоси при помощи двух шиномонтажных лопаток (монтировок). Иногда удается легко выпрессовать полуось, воспользовавшись, как рычагом, металлическим стержнем длиной около 1 м. Горизонтально расположенный рычаг сначала уприте во фланец полуоси с внутренней стороны и тормозную колодку (примерно по середине). При этом способе действуйте осторожно, так как опираться приходится через тормозную колодку в тормозной щит, который не закреплен (гайки отвернуты).
Конечно более удобно при выпрессовывании полуосей воспользоваться специальным съемником (рис. 12). Фланец съемника 1 прикрепите к фланцу полуоси болтами для крепления колес. Быстро перемещая боек 2 (направление перемещения показано контурной стрелкой), ударяйте ею в упорную шайбу 4 на другом конце штанги 3, выпрессовывая полуось с подшипником в сборе.
Рис. 12. Приспособление для выпрессовывания полуоси: 1 - фланец; 2 - боек; 3 - штанга; 4 - упорная шайба; 5 - гайка (4 шт.).
Разборка полуоси
Прежде чем разбирать полуось, обратите внимание как она собрана, чтобы не допустить ошибок при сборке. Маслоотражатель привернут двумя винтами М6 к пластине, крепящей подшипник в гнезде балки. В пластине и тормозном диске выполнены отверстия для отвода масла (если оно попало) из маслоотражателя через тормозной щит наружу.
Запорная втулка напрессовывается с натягом 0,1-0,15 мм, снимать ее рекомендуют на гидравлическом прессе с использованием специального приспособления. Втулку повторно не используйте, замените новой. После снятия запорной втулки проверьте чистоту посадочной поверхности. Если есть риски и повреждения, замените полуось.
В гаражных условиях описанной технологией воспользоваться затруднительно, да собственно и нет необходимости. Запорную втулку удается довольно легко снять при помощи молотка, если ее равномерно по окружности нагреть паяльной лампой (поверхность под сальник не нагревайте, закройте, а потом отполируйте). Снятие запорной втулки намного облегчается, если воспользоваться приспособлением (рис. 13). Выпрессовывание запорной втулки производится при помощи полуколец непосредственно (см. рис. 13,а) или через подшипник (см. рис. 13,6). Втулку в обеих случаях нагревайте паяльной лампой.
Рис. 13. Приспособление для выпрессовывания и запрессовывания запорной втулки подшипника полуоси: а - полукольца под запорную втулку; б - полукольца под подшипник полуоси; в - подставка; г - труба для запрессовывания запорной втулки.
Выпрессовывание проходит следующим образом: полукольцами обхватите в первом случае запорную втулку, во втором — подшипник. Полуось с полукольцами установите вертикально в подставку (см. рис. 13,в), а потом ударом через проставку из мягкого металла по торцу шлицевого конца полуоси выпрессуйте запорную втулку.
Сборка полуоси
Перед сборкой тщательно очистите все детали, поверхность полуоси под сальник отполируйте, порванные прокладки замените новыми. Запорную втулку купите или изготовьте (см. рис. 11), предварительно замерив диаметр посадочной поверхности полуоси.
Установите полуось вертикально на твердую опору, наденьте на нее предварительно соединенные между собой двумя винтами маслоотражатель с пластиной крепления подшипника и прокладкой, и сверху — подшипник. Нагревать запорную втулку рекомендуется до температуры около ЗОО’С с тем, чтобы в момент напрессовывания на полуось ее температура была 220-240°С. Напрессовывание производится ударом через трубу (см. рис. 13,г). После напрессовывания запорной втулки внутреннее кольцо подшипника должно быть зажато (не проворачиваться) между запорным кольцом и буртиком полуоси.
Несколько слов о нагреве и использовании старой запорной втулки. При нагреве втулки ее выпрессовывание и запрессовывание проходят очень легко, при этом при вы-прессовывании не портятся посадочные поверхности втулки и полуоси, и часто старая втулка, вновь запрессованная, «держит» не хуже новой. Назревать втулку более 300°С нет необходимости (при помощи паяльной лампы процесс нагрева происходит очень быстро). Необходимо иметь в виду, что если цвет каления красный и различим в темноте, то это уже нагрев примерно до 500°С.
После запрессовывания запорной втулки рекомендуется проверить, не будет ли она смещаться под осевой нагрузкой 2000 кгс (рекомендуемое усилие запрессовывания не более 6000 кгс). Приспособление для проверки довольно сложное, поэтому запрессовывание втулки контролируйте по величине натяга, замеряя диаметры посадочных поверхностей полуоси и втулки (минимальная величина натяга — 0,087 мм). Необходимо иметь в виду, что чем чище (меньше шероховатость) поверхности, тем более надежна посадка.
Во всех случаях, ремонтировалась ли полуось или просто заменена новой, необходима проверка качества ремонта в дорожных условиях.
Замена сальника полуоси
При ремонте или замене полуоси необходимо обратить внимание на сальник. Если сальник пропускал масло (появилось на тормозном щите) или его кромка износилась (цилиндрический поясок более 1 мм), то замените сальник. Установлен сальник в балке заднего моста довольно глубоко. Иногда, увлекшись его выковыриванием, повреждают посадочную поверхность. Проще выдернуть сальник, воспользовавшись крючком (рис. 14) и шиномонтажной лопаткой (лопаткой действуйте как рычагом). Там, где конец лопатки упирается в тормозной щит, подложите металлическую прокладку, чтобы не повредить поверхность тормозного щита.
Рис. 14. Крючок для удаления сальника полуоси из балки заднего моста
Более сложное приспособление для выпрессовывания сальника показано на рис. 15. На этом же рисунке представлено и запрессовывание. В сальник 4 введите цилиндрическими головками болты 2, установите шайбу 1 и навинтите гайки 6. Продолжая навинчивать гайки (болты удерживайте от проворачивания отверткой), выпрессуйте сальник из гнезда.
Для запрессовывания используйте деревянную проставку диаметром 44 мм или воспользуйтесь оправкой 3.
Рис. 15. Приспособление для выпрессовывания и запрессовывания сальника полуоси: 1 - шайба; 2 - болт с цилиндрической головкой; 3 - оправка для запрессовывания сальника; 4 - сальник; 5 - балка заднего моста (фланец); 6 - гайка.
Ремонт полуоси с использованием стандартных подшипников
Обычный (стандартный) подшипник 306 (dxDxB=30x72x19 мм) не является дефицитным, но установка его вместо подшипника 6-180306К1УС17 заканчивается обычно тем, что он выходит из строя примерно через 1000 км. При этом дело не в том, что подшипник 306 более низкой точности, а в том, что подшипниковый узел работает без уплотнения. Попытки наполнить смазкой маслоотражатель кончаются тем, что масло начинает попадать на тормозные колодки и барабан.
Далее приводятся различные варианты уплотнения подшипника 306. В конструкции (рис. 16) дополнительно изготовьте только крышку сальника. Пластина крепления подшипника 5 и маслоотражатель 2 используйте штатные. Между указанными деталями установите прокладки 4, цилиндрическую поверхность полуоси, контактирующую с сальником 3, отполируйте. Пластину, крышку сальника, маслоотражатель соедините двумя винтами 8.
Рве. 16. Крышка сальника подшипника полуоси: 1 - полуось; 2 - штатный маслоотражатель; 3 - войлочный сальник; 4 - прокладка; 5 - штатная пластина крепления подшипника; 6 - крышка сальника; 7 - подшипник (306, 7306, 7306А, 27306); 8 - винт. В скобках указан размер при использовании роликовых конических подшипников (7306, 7306А, 27306).
Замечено, что практически масло не поступает в маслоотражатель даже при изношенном сальнике. В предлагаемых конструкциях подшипникого узла поступление масла к войлочному (фетровому) сальнику даже желательно, т.к. увеличивается срок его службы, повышается уплотняющее действие. В связи с изложенным, в крышках сальников, конструкции которых будут рассмотрены ниже, каналы для отвода масла не предусматриваются.
Крышки, представленные на рис. 17, одновременно играют и роль пластин, удерживающих подшипник в гнезде балки заднего моста. Размеры, приведенные на рис. 17 и последующих, заключенные в скобки, относятся к крышкам, применяемым с роликовыми коническими подшипниками (см. ниже).
Рис. 17. Крышка сальника подшипника полуоси (варианты): а, б - профили сечения войлочного сальника. В скобках указаны размеры при использовании роликовых конических подшипников.
Крышка с двумя войлочными сальниками представлена на рис. 18, а с поджимным войлочным сальником — на рис. 19. На рис. 20 показана крышка с манжетным стандартным сальником, а в крышках, приведенных на рис. 21 используются сальники хвостовиков автомобилей «Жигули» и «Нивы».
Рис. 18. Крышка с двумя сальниками подшипника полуоси (варианты): а, б - профили сечения войлочного сальника. В скобках указаны размеры при использовании роликовых конических подшипников.
Рис. 19. Крышка с поджимным войлочным сальником подшипника полуоси: 1 - болт (М6х10, 4 шт.); 2 - крышка сальника; 3 - крышка подшипника; 4 - подшипник; 5 - сальник; 6 - специальная гайка. В скобках указаны размеры для случая использования роликовых конических подшипников.
Рис. 20. Крышка с манжетным сальником подшипника полуоси: 1 - полуось; 2 - сальник 1-38-58-2, ГОСТ8752-79, (dxDxB=38x58xl0 мм); 3 - крышка; 4 - подшипник; 5 - фланец картера заднего моста; 6 - запорная втулка; 7 - сальник полуоси (2101 - 2401034). В скобках указан размер при использовании роликовых конических подшипников.
Рис. 21. Крышка подшипника полуоси с использованием сальников хвостовика редуктора заднего моста автомобилей «Жигули» (2101 — 2402052-01) и «Нива» (2121 - 2401052). В скобках указан размер при использовании роликовых конических подшипников.
В конструкции подшипникового узла (рис. 22) использованы два подшипника 306. По долговечности узел не уступает штатному, но для установки двух подшипников требуется проточка (шлифовка) полуоси (см. рис. 22, размер 19 мм). Для уменьшения осевого люфта между внутренними кольцами может быть установлена прокладка 4.
Рис. 22. Установка двух подшипников на полуось: 1 - полуось; 2 - профиль сечения войлочного сальника; 3 - крышка; 4 - прокладка (dxD=30,2х44 мм); 5 - подшипник (306, 2 шт.).
Для крепления крышек (см. рис. 19, 20, 22) необходимы специальные гайки 6 (см. рис. 19, дет. 6). При использовании подшипников 306 лучше выбрать подшипники с минимальными зазорами. Облегчает оценку зазоров приспособление, представленное на рис. 23.
Рис. 23. Приспособление для контроля зазоров в подшипнике 306: 1 - гайка (2 шт.); 2 - траверса; 3 - стойка (2 шт.); 4 - шайба упора; 5 - упор; 6 - гайка круглая; 7 - корпус; 8 - крышка; 9 - палец короткий; 10 - проверяемый подшипник; 11 - винт крышки (Мб, 2 шт.).
В подшипник 10 вставляется короткий палец 9 с резьбой М28Х1 и закрепляется крутой гайкой 6. Далее, подшипник в сборе с пальцем и гайкой, вставляется в корпус 7 приспособления и крепится крышкой 8 с двумя винтами 11. В палец ввертывается упор 5 и устанавливаются две стойки 3, на которые сверху крепится траверса 2 с двумя отверстиями для индикатора.
Замер осевого зазора проводите следующим образом. Установите индикатор в среднее отверстие траверсы и закрепите винтом (М6), а стрелку индикатора установите на нуль. Приподнимите все приспособление пальцами за шайбу 4 упора 5, и на индикаторе вы увидите величину осевого зазора.
Теперь переставьте индикатор в другое отверстие траверсы и, покачивая за шайбу упор, оцените величину поворота внутреннего кольца подшипника. Используйте подшипники, имеющие меньший осевой зазор и меньшую качку внутреннего кольца.
Более сложные конструкции получаются при использовании роликовых конических подшипников 27306, 7306, 7306А (рис. 24). Если динамическую грузоподъемность (С) подшипника 306 принять за 100%, тогда указанные роликовые конические подшипники будут иметь динамическую грузоподъемность соответственно — 125%, 153%, 188%. Роликовые конические подшипники воспринимают осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому осевая нагрузка противоположного направления воспринимается другим подшипником. Для передачи осевой нагрузки с одной полуоси на другую полуось и ее подшипник вводится специальный бронзовый сухарь 6 (рис. 25), одеваемый на ось сателлитов.
Рис. 24. Установка роликого конического подшипника на полуось: 1 - полуось; 2 - сальник (2101 - 2402052-01); 3 - крышка (размеры см. рис. 21); 4 - подшипник (7306, 7306А, 27306); 5 - запорная втулка; 6 - фланец картера заднего моста; 7 - сальник полуоси (2101 - 2401034); 8 - тормозной щит; 9 - прокладка (толщ. 1,75 мм).
Рис. 25. Установка сухаря на ось сателлитов: 1 - полуось; 2 - ось сателлитов; 3 - сателлит; 4 - полуосевая шестерня; 5 - упорная шайба; 6 - сухарь.
Определение размера В сухаря производится следующим образом. Замерьте расстояние А между полуосевыми шестернями. Установим, что В=А—1 мм. Теперь определите расстояние С между внутренними торцами полуосей и найдите размер подрезки полуосей: D=0,5(B—С). Для измерения расстояния С воспользуйтесь пластилином, которым покройте среднюю часть оси сателлитов. После установки полуосей и снятии их замерьте расстояние между отпечатками торцов полуосей на пластилине. При подрезке полуосей реобходимо обеспечить шероховатость их торцов не ниже 0,63.
Так как полная высота конических подшипников Т=20,75 мм (см. рис. 24), а ширина подшипника 306 — 19 мм, то между ним и крышкой 3 необходима стальная прокладка 9 толщиной 1,75 мм (рис. 26). При использовании роликовых конических подшипников примените любую из крышек, приведенных на рис. 16—21. После установки полуосей они должны свободно вращаться при отсутствии осевого зазора или при минимальной его величине. Предельная величина осевого зазора для двух подшипников 0,7 мм.
Рис. 26. Прокладки для крышек крепления конических подшипников: а - прокладка для конструкции, приведенной на рис. 24: б - прокладка для конструкции, приведенной на рис. 16 (используются штатный маслоотражатель и пластина крепления сальника); в - болт крепления крышек.