Vikadiagnoosi Ohje pyörälaakereissa esiintyvien vikojen arvioimista varten Henkilöauto
Johdanto Sisältö Huomautukset Johdanto 2-5 Laakerivikojen diagnoosi 6-9 Asennusohjeet 10-14 Vierintälaakereiden viat Vian aiheuttajat Pyörälaakerit on suunniteltu kestämään jopa 1 000 000 km:n ajomatkan. Muut, yleensä normaalista poikkeavat syyt voivat kuitenkin aiheuttaa vierintälaakerien ennenaikaisen rikkoutumisen ja lyhentää niiden käyttöikää. 70 % vikatapauksista johtuu huonosta voitelusta: laakeriin on käytetty liian paljon, liian vähän tai sopimatonta voiteluainetta. 18 % vikatapauksista johtuu likaantumisesta: laakeriin on päässyt nestettä tai kuiva-aineita. Tiivisteet ovat siksi tärkeitä, koska niiden vioittuminen voi aiheuttaa voiteluainevuotoja ja lian pääsyn laakeriin. 10 % vikatapauksista johtuu asennusvirheestä: varomattomasta asennuksesta, ylikuumenemisesta, virheellisestä säädöstä ja väärästä laakerivälyksestä, liian tiukasta kartioholkista ym. Vierintälaakereissa esiintyviä yleisiä vikoja ylikuumeneminen ulkorenkaan rikkoutuminen kallistuminen liian tiukka sovite väsyminen vierintäelinten painumat likaantuminen voiteluviat korroosio reunamurtumat juuttumisesta johtuva kulutus virheellinen kuormitussuunta Laakerivaurioiden diagnoosi Vierintälaakerit ovat erittäin monikäyttöisiä koneenosia ja ne ovat osoittautuneet kestäviksi myös vaativissa oloissa. Ennenaikaiset toimintahäiriöt ovat harvinaisia. Vierintälaakereiden viat voidaan yleensä tunnistaa laakeroinnin epänormaalista toiminnasta käynnin aikana. Viallisia laakereita tutkittaessa on todettu useita eri tunnusmerkkejä. Vian aiheuttajan löytämiseksi ei useinkaan riitä vain itse laakerin tarkastaminen. Se edellyttää myös laakeria ympäröivien osien, voitelun sekä käyttö- ja ympäristöolojen huomioon ottamista. Järjestelmällinen tutkimus helpottaa vian aiheuttajan löytymistä. Epänormaali toiminta käynnin aikana on merkki vauriosta: Laakeriviat ilmenevät yleensä käynninaikaisen toiminnan asteittaisena heikkenemisenä. Esimerkiksi asennusviasta tai puutteellisesta voitelusta johtuvat spontaanit viat johtavat vain harvoin välittömään toimintahäiriöön. Käyttöoloista riippuen voi kulua useita kuukausia, ennen kuin syntynyt vika on kehittynyt toimintahäiriöksi. 2
Johdanto Epätasainen käynti T o i m i n t a M a h d o l l i s e t a i h e u t t a j a t Renkaissa ja vierintäelimissä esiintyvät viat Liian suuri laakerivälys Lisääntynyt kallistuma Ohjauksen tärinä Likaantuminen Kasvava tärinä Liian suuri laakerivälys Kasvavat iskut Epänormaali käyntiääni Ulvova tai viheltävä ääni Liian pieni laakerivälys Koliseva tai muuttuva ääni Liian suuri laakerivälys Vierintäpintojen vauriot Likaantuminen Sopimaton voiteluaine Käyntiäänen asteittainen muutos Lämpötilasta johtuva laakerivälyksen muutos Vierintäradan vauriot 3
Johdanto Huomautukset Laakerivikojen aiheuttajat ja toimenpiteet Pyörälaakerit ovat tärkeitä komponentteja ajoneuvoissa. Ne parantavat mukavuutta ja turvallisuutta lisääviä ajo-ominaisuuksia. Pyörälaakereita rasittavat muun muassa pyörien suuret pyörintänopeudet, epätasaisista ajoteistä johtuvat lujat iskut, tieltä nouseva lika ja äärimmäiset lämpötilat. Nämä syyt voivat vaikuttaa pyörälaakereiden toimintaan ja johtaa epäsuotuisissa oloissa pyörälaakerin toimintahäiriöön tai juuttumiseen. Pyörälaakerin juuttuminen ajettaessa voi aiheuttaa vaarallisia liikennetilanteita tai onnettomuuksia! Pyörälaakerin vikadiagnoosi Soikeentuminen 1. Irrota pyörälaakeri kiinnitysreiästään. 2. Tarkasta, onko pyörälaakerin ulkorenkaan pinnalla, kahdella vastakkaisella puolella tumma läikkä. Tarkasta, onko molemmissa tummiin läikkiin nähden suorassa kulmassa sijaitsevissa pinnoissa vaurioita. Jos on, ne ovat merkki kiinnitysreiän vääntymisestä, jolloin akselitappi on vaihdettava. 3. Pura pyörälaakeri varmistaaksesi, ettei ulkorenkaan kuulien vierintäradoissa ole tapahtunut silottumista. Irrota ensin tiiviste (esim. erikoishohtimilla) ja pura sen jälkeen yksikkö, johon kuuluvat sisä- ja ulkorengas, pidin ja kuulat. 4. Puhdista ulkorenkaan vierintärata ja tarkasta, onko siinä painumia ulkorenkaan ulkosivulla sijaitsevien tummien läikkien kohdalla. Painumat vahvistavat akselitapin soikeentumisen. 4
Johdanto Seuraavat seikat on yleensä syytä ottaa huomioon: O n g e l m a T o i m e n p i t e e t Pyörälaakerista kuuluu asennuksen ja käynnistyksen jälkeen voimakas nariseva ääni. Toinen sisärenkaista on vioittunut: 1. Pyörännavan mitoitus on virheellinen, koska asetus on liian tiukka. 2. Sisärengas on asennettu vinoon pyörännavalle väärä työkalu, kiila tai holkki puristusmännän ja laakerirenkaan vastesivun välissä ei ole yhdensuuntainen. 3. Kiinnitysreiän soikeentuminen on liian suuri ja rajoittaa voimakkaasti pyörälaakerin säteisvälystä soikion kapeissa osissa. 4. Akselitapissa oleva kiinnitysreikä on vioittunut. 5. Virheellisestä purkamisesta johtuvia syviä kraattereita tai painumia sekä pyörännavan laakeri-istukassa että pyörälaakerissa. Vaihda pyörälaakeri ja pyörännapa. Vaihda koko pyörälaakeri. Vaihda akselitappi ja pyörälaakeri. Korjaa pyörännavassa olevat pienet viat (esim. kiillottamalla) tai vaihda pyörännapa ja pyörälaakeri. Korjaa pyörännavassa olevat pienet viat (esim. kiillottamalla) tai vaihda pyörännapa ja pyörälaakeri. Pyörälaakerista alkaa kuulua ääntä tietyn ajomatkan jälkeen (500 3000 km). Akselitapin kiinnitysreikä soikeentunut keskeltä, mikä riittää kuitenkin rajoittamaan pyörälaakerin säteisvälystä ja aiheuttaa näin edellisessä kohdassa mainitut vauriot. Vaihda akselitappi ja pyörälaakeri. Lämmönkehitys liian voimakasta käynnistyksen alkuvaiheessa. 1. Pyörälaakerin akselivälys pyörännavan ja akselitapin välissä voimakkaasti rajoitettu. Osat asetettu tai asennettu väärin. 2. Pyörälaakeri on asennettu väärin kiinnitysreikään (lukitusrenkaat puuttuvat kiinnitysrei istä), mistä syystä pyörälaakerissa ja navassa esiintyy asteittaista aksiaalisiirtymää. Napa hankaa pyöriessään kiinteään pyörälaakeri-istukkaan. Tämä voimakas kitka kohottaa lämpötilaa pyörälaakerin läheisyydessä. Rasva palaa ja aiheuttaa toimintahäiriön. Tarkasta akselitapin ja pyörännavan asetukset ja uusi tarvittaessa. Pura pyörälaakeri ja tarkasta, onko kiinnitysrei issä lukitusrenkaita. Vaihda pyörälaakeri tarvittaessa. 5
Laakerivaurioiden diagnoosi Přehřátí Rozlomení vnějšího kroužku Vyosení Voimakas ulkopuolinen lämpö Lämmönpoisto liian vähäinen Riittämätön jäähdytys tai voitelu Renkaita ei ole tuettu riittävästi laakeripesässä Aksiaalinen alkukuorma virheellisen laakerivälyksen vuoksi korkeissa käyttölämpötiloissa Taipuneet akselit Pursetta tai likaa akselilla tai pesän olakkeissa Akselikierteet, jotka eivät sijaitse laakeri- istukan kanssa samalla akselilla Akselimutterit, joiden etupinta ei vastaa kierreakselia Renkaiden, vierintäelinten ja pitimien keltainen väri vaihtuu siniseksi 200 C ylittävät lämpötilat vähentävät lujuutta ja kantokykyä ja voivat aiheuttaa ennenaikaisia toimintahäiriöitä Äärimmäistapauksissa laakerin osat voivat vääntyä Lämpötilan nousu voi myös heikentää voiteluainetta tai pilata sen Yleensä murtuma on kehän suunnassa yhtenäinen, usein irronneiden osien yhteydessä Aksiaalisen kuormituksen yhteydessä nämä murtumat esiintyvät yleensä heti vierintäradan keskikohdan takana Ulkorenkaan ulkopinnassa on epäsäännöllinen koskenta-alue Kulumisjälki, joka kulkee viistoon pystyssä olevan renkaan vierintäradan reunoja kohti Lämpötilan ja ylikuormituksen tarkastukset Riittävä lämmönpoisto Laakerin parempi asennus Oikea laakerivälys Valmistajan asennusohjeiden noudattaminen Akseleiden ja pesien tarkastus olakkeissa ja laakeri-istukoissa esiintyneiden käyntipoikkeamien jälkeen Kierteen ja laakeri-istukan käsittely sorvissa Sopivien akselimuttereiden käyttö 6
Laakerivaurioiden diagnoosi Liian tiukka sovite Väsyminen Vierintäelinten painumat Pyörivä kulutusjälki vierintäradoilla Viallisen laakerin käyttö (ei näkyvä vika, sisärakenne ei ehkä sovi käyttötarkoitukseen) Statické přetížení ložiska Silné nárazy na ložisko Použití kladiva při montáži Pád ložiska nebo montované konstrukční jednotky Montáž ložiska na hřídeli s působením síly na vnější kroužek Jatkuva käynti suurella kuormituksella, huonolla voitelulla ja liian pienellä laakerivälyksellä nopeuttaa kulumista ja väsymistä Usein puhutaan lohkeamisesta, jonka aiheuttavat kulutuspinnassa olevat halkeamat sekä sisä- ja ulkorenkaiden ja vierintäelinten pienten ainesosien aiheuttama jatkuva hankaus Lohkeaminen on jatkuvaa ja etenee kerran alettuaan nopeasti käytön jatkuessa Seurannaisilmiönä melutason lisääntyminen Vierintäelinten painumat näkyvät syvennyksinä vierintäradoissa ja lisäävät laakereiden tärinää (melua) Suuret vierintäelinten painumat voivat nopeuttaa toimintahäiriöiden syntymistä Laakerivälyksen ja pyörälaakerin oikea asetus Laakerin vaihto Laakereiden asennus/purku sopivaa työkalua käyttämällä Voiman kohdistamineen vain kiinteästi asennettuun renkaaseen 7
Laakerivaurioiden diagnoosi Likaantuminen Voiteluviat Korroosio Leijuva pöly, likaisista työtiloista peräisin oleva lika tai hankaavat ainesosat Likaiset kädet tai työkalut Vieraat lisäaineet voitelu- ja puhdistusaineissa Puutteellinen voitelu Liian korkeat lämpötilat Laakerit on altistettu syövyttäville nesteille ja ympäristöille Vialliset tiivisteet tai sopimattomat voiteluaineet Painumat vierintäelimissä ja vierintäradoilla aiheuttavat tärinää Värin muuttuminen vierintäelimissä (sininen/ ruskea) ja vierintäelinten kulutusjälkiä Vierintäelinten, renkaiden ja pitimien liiallinen kulutus on seurausta ylikuumenemisesta ja toiminnan lakkaamisesta Värin puna/ruskeaksi muuttuminen tai kerrostumia vierintäelimissä, vierintäradoilla tai pitimissä Tärinän ja siitä johtuvan kulutuksen lisääntyminen Säteisvälyksen lisääntyminen tai esijännityksen häviäminen Puhtaat työtilat, työkalut, esineet ja kädet vähentävät riskejä Vältä hiomatöitä laakerin asennuspaikan läheisyydessä Anna laakereiden olla alkuperäisissä pakkauksissaan asennushetkeen saakka Likainen ympäristö voidaan välttää lisäämällä tiivistystä Peitä avoimet, asennetut laakerit työtaukojen ajaksi Käytä oikea määrä oikeaa voiteluainetta Vähennä laakereiden lämpötilaa tarkastamalla niiden esijännitys Vältä syövyttävien nesteiden käyttöä laakerien läheisyydessä Käytä sopivaa voiteluainetta erittelyn mukaisesti 8
Laakerivaurioiden diagnoosi Reunamurtumat Juuttumisesta johtuva kulutus Virheellinen kuormitussuunta Aksiaalinen kuormitus on liian suuri Reunan tuenta on riittämätön Aksiaalinen iskukuormitus Asennus-/purkuvika Puutteellinen voitelu suurilla kuormituksilla Voiteluaineen määrä tai sakeus on riittämätön Rullien päädyn ja reunan välissä ei ole hydrodynaamista voitelukalvoa Lämpölaajenemisesta johtuva liian suuri esijännitys Vierintäradan kulumisesta tai renkaan kallistumisesta johtuva rullien harittaminen Viistokuulalaakerit on suunniteltu yhdelle kuormitussuunnalle Kun kuormitus tapahtuu vastakkaiseen suuntaan, matala olake katkaisee elliptisen kosketuspinnan Sen seurauksena kuormitus ja lämpötila nousevat voimakkaasti, mistä seuraa tärinän lisääntyminen ja ennenaikainen toimintahäiriö Tukireunat ovat lohjenneet tai murtuneet osittain tai kokonaan Osittaisia tai suuria yhteenhitsattuja alueita ja syviä painumia reunoilla ja rullien päädyissä Voiteluaineen koksaantumista tällä alueella Kuulissa esiintyy nauhamaista urakulumista, mikä johtuu siitä, että kuulat ovat pyörineet vierintäradan reunan yli Pidä kuormitus sallittujen rajojen sisällä Noudata asennusohjeita ja -tapoja Käytä sopivaa voiteluainetta erittelyn mukaisesti Varmista laakereiden oikea esijännitys Varmista, että viistokuulalaakerit asennetaan ohjeiden mukaan 9
Asennusohjeet Pyörälaakerin asennus akselitappiin Asenna pyörälaakeri ensin akselitapin kiinnitysreikään seuraavalla tavalla: 1. Paina pyörälaakeri ulkorenkaansa yli akselitapin (4) kiinnitysreikään. Käytä tarkoitukseen avarruksella (2) varustettua puristuslevyä (1), joka ohjaa puristusvoiman (F) ulkorenkaan yli. Akselitappi on tällöin tuettu puristimen pohjalaatan (3) päälle. F 1 2 4 3 2. Paina pyörälaakeri ulkorenkaansa yli akselitapin (5) kiinnitysreikään. Akselitappi on tällöin tuettu laipanpuoleiselta sivultaan tukiholkin (3) keskelle (nuoli). Paina laakeri avarruksella (2) varustetulla puristuslevyllä (1) sisään aivan puristimen suuntaisesti. 4 = Puristimen pohjalaatta F = Puristusvoima F 1 2 5 3 4 3. Aseta lopuksi lukitusrengas erikoishohtimilla akselitapin uraan lukitsemaan pyörälaakeri akselin suunnassa. 4. Kun pyörälaakeria asennetaan kiinnitysreikään, on otettava huomioon laakerin kyljessä oleva viiste. Tämä viiste on asetettava asennussuuntaan, niin että laakeri pysyy suorassa, kun se painetaan sisään. Tärkeää: Varmista aina, ettei puristusvoima (F) siirry laakereissa oleviin kuuliin! Muutoin kulutuspintoihin syntyy uria ja laakeri vaurioituu! 10
Asennusohjeet Pyörännavan asennus 1. Aseta pyörännapa (4) puristimen pohjalaatan päälle. Akselitappiin (5) jo esiasennettu pyörälaakeri asennetaan asennusholkin (2) avulla 1 F 2 Tärkeää: Holkin saa kiinnittää vain sisärenkaan päätysivulle! 5 1 = Puristuslevy F = Puristusvoima 4 3 Huom: Joissakin ajoneuvoissa asennettavien komponenttien järjestys on päinvastainen. Akselitappi lepää pohjalaatan varassa ja pyörälaakeri painetaan paikalleen yläkautta. 1 = Pyörännapa 2 = Akselitappi 3 = Asennusholkki 4 = Pohjalaatta 1 2 4 3 Tärkeää: Älä unohda tukiholkkia! Se kannattaa sisärengasta puristuksen aikana, niin ettei pyörälaakerin ulkorenkaassa olevien kuulien kulutuspinnoille pääse syntymään uria! 2. Kiristä pyörälaakerin kiinnitysmutteri ajoneuvon valmistajan suosittelemaan kiristysmomenttiin. Mutterin kiristysmomentilla ei ole merkitystä vain pyörän kiinnitykselle, vaan se varmistaa myös, että pyörälaakeri toimii oikealla välyksellä. Suosittelemme momenttiavaimen käyttämistä aina oikean kiristysmomentin saavuttamiseksi. Huom: Pyörälaakeri on aina pidettävä suorassa asennuksen aikana, niin kiinnitysreiässä kuin pyörännavankin päällä. Näin vältetään vakavat laakerivauriot. Pyörälaakerit ja tiivisteet on jo rasvattu tehtaalla. Niitä ei tarvitse voidella eikä niitä saa puhdistaa liuotteilla. Liuotteet voivat aiheuttaa laakerin ennenaikaisia toimintahäiriöitä. 11
Asennusohjeet Kartiorullalaakereiden asennus ja säätö auton pyörännapaan Yleistä Kartiorullalaakereiden purku ja asennus voivat poiketa ajoneuvon valmistajan mukaan. Yleensä on syytä noudattaa ajoneuvon valmistajan ohjeita! Henkilöauton laakerointi, joka sisältää kartiorullalaakerit (ei käyttöakseli). 1. Puhdista pyörännavan runko. 2. Voitele ulkorenkaiden asennuspaikat (nuolet) kevyesti. Paina molemmat ulkorenkaat (1) ja (3) painimella (2) sisään. Tärkeää: Painimen saa kiinnittää vain ulkorenkaan päätysivulle! Ulkorenkaiden tulee olla tiiviisti pesän olakkeita vasten! 1 2 3 12
Asennusohjeet 3. Rasvaa sisälaakerin sisärengas huolellisesti. Tärkeää: Purista rasvaa myös pitimen, sisärenkaan ja rullien väliin (nuolet)! 4. Asenna sisärengas pyörännapaan. 5. Paina akselin tiivisterengas pyörännapaan. Tärkeää: Tiivistehuulteen on oltava laakeriin päin! 6. Asenna suojus (1) ja välirengas (2) akselitappiin. Tärkeää: Suojuksen on oltava tiiviisti akselitappia vasten koko kehän matkalta (nuolet)! 1 2 13
Asennusohjeet Kartiorullalaakereiden asennus ja säätö auton pyörännapaan 7. Työnnä pyörännapa akselitapin päälle. Tärkeää: Varo, ettei akselitiiviste rikkoudu! 8. Rasvaa ulkolaakerin sisärengas huolellisesti. Tärkeää: Purista rasvaa myös pitimen, sisärenkaan ja rullien väliin (nuolet)! 9. Työnnä ulkolaakerin sisärengas akselitapin päälle. 10. Asenna puskulaatta (1) paikalleen. 11. Aseta kruunumutteri (2) paikalleen. 12. Kiristä kruunumutteri ja pyöritä samalla pyörännapaa, kunnes vääntövastus alkaa tuntua. 1 Tärkeää: Käytä momenttiavainta ja noudata ajoneuvon valmistajan korjausohjeita! 2 14
Asennusohjeet 13. Kierrä kruunumutteria auki enintään 1/12 kierrosta, kunnes se peittää seuraavan sokanreiän, ja kiinnitä sokka. 14. Tarkasta laakeroinnin liike ja kallistuma. Huom: Pyörää on voitava liikuttaa helposti ja esteettä. Vanteessa ei saa kuitenkaan olla kallistumaa. Vaihda tarvittaessa puskulaatta tai mutteri. Kiinnitä mittalaite, mikäli sellainen on käytössä, ja tarkasta laakerien aksiaalivälys. 15. Aseta kansi paikalleen. 16. Tarkasta koeajon jälkeen, onko laakerin välys muuttunut. Korjaa säätöä tarvittaessa. 15