Замена шаровых опор своими руками

Что такое шаровая опора в машине

Как отмечалось, шаровая опора это деталь, соединяющая ступицу колеса с рычагом подвески. Зачастую, речь об управляемых колесах, т.е. узел повсеместно применяется в передней подвеске. Использование шаровых опор позволило исключить перемещение колес в вертикальной плоскости и сохранить подвижность в горизонтальной. К наиболее распространенным вариантам подвески можно отнести конструкцию, где колеса имеют по одной опоре, т.е. всего их две. Но в некоторых авто, в частности во внедорожниках, целесообразнее применять по две на колесо: верхнюю и нижнюю.

Нельзя не сказать о том, что некоторые машины оснащают не только передней, но и задней независимой подвеской, включающей многорычажную систему. Но такие варианты встречаются нечасто. Стоит отметить, что увеличение количества шаровых опор, несомненно, усложняет диагностику и конечную стоимость ремонта, но вместе с тем обеспечивает более длительную эксплуатацию, увеличивая надежность и снижая вероятность поломки.

Восстановление

Необходимое оборудование:

Наждак или болгарка.
Экструдер.
Электродрель с большим патроном (чтобы можно было зажать в него палец для шлифовки шара наждачной бумагой).
Слесарные тисы.
Сварочный аппарат (лучше полуавтомат).
Компрессор.

Реставрация опор может происходить двумя способами:

Переделывание неразборного шарнира в разборный, шлифовка шара пальца и замена вкладышей.
Ремонт за счет нагнетания размягченной пластмассы в зазор между шаром и корпусом применяя экструдер.

Конечно, не стоит закупать оборудование для разового ремонта, но простейший экструдер можно быстро сделать своими руками из старого главного тормозного цилиндра, приладив к нему рычаг для надавливания на поршень. Подогревать его для размягчения пластмассы можно горелкой или паяльной лампой.

Проведение работ

Ремонт и восстановление первым способом начинается с разборки опор. Для разборки корпуса сваренного из двух чашек, нужно высверлить на одной из чашек точки сварки и разделить чашки при помощи зубила и молотка. На корпусе со вставленным донцем, при помощи наждака или болгарки стачивают развальцованные края, и ударом молотка в торец пальца выбивают дно. В корпус из двух чашек вставляется вкладыш с пальцем, половинки прижимаются друг к другу и делается несколько прихваток сваркой, стараясь не перегреть вкладыш. У корпуса с вынутым дном измерьте наружный и внутренний диаметр и изготовьте стальное кольцо в соответствии с этими размерами высотой около 10 мм с резьбой внутри и пробкой, ввинчивающейся в него. Приварите кольцо к корпусу, остудите, вставите вкладыш с пальцем в корпус ввинтите пробку, подожмите ей вкладыш, просверлите в кольце отверстие Ø 2 мм вплотную к пробке и зашплинтуйте.

Ремонт и восстановление своими руками вторым способом обычно проходит без разборки узла.

В дне корпуса сверлят отверстие диаметром около 6 мм, его размер зависит от того какой экструдер вам доступен. Зазор между шаром и вкладышам очищается от грязи и продувается сжатым воздухом от песка и стружки. Через просверленное в днище отверстие используя экструдер в зазор между шаром пальца и корпусом, нагнетается размягченная пластмасса. Дайте ей остыть и ремонт готов. Недостатком этого способа является то что вы не видите сохранилась ли геометрия шара и не можете отшлифовать его, убрав следы коррозии, поэтому результаты восстановления будут недолговечны.

Признаки неисправности

Разумеется, замена шаровой опоры на автомобиле ВАЗ 2114 требуется тогда, когда данный элемент находится в неисправном состоянии. Но как это определить?

Существует несколько характерных признаков того, что опора приказала долго жить, потому в самое ближайшее время ее требуется заменить на новую:

При движении по дороге с небольшими неровностями и при невысокой скорости, наблюдается характерный шум — стук;
Во время поворотов слышен скрип. Некоторые путают его с хрустом при езде. Это не одно и то же;
Шины изнашиваются неравномерно;
При прямолинейном движении автомобиль словно виляет, хотя никаких манипуляций рулем вы при этом не выполняете.

Но это скорее симптомы, которые не всегда могут дать однозначный ответ. В связи с этим рекомендуем использовать более капитальный метод, позволяющий действительно понять, в какой состоянии находится шаровая опора в данный момент:

Для этого вывешивается колесо при помощи домкрата. Конечно, поднимайте то колесо, в неисправности опоры на котором вы хотите убедиться.
Монтировку вставляют между рычагом и поворотным кулаком в районе опоры. Сделайте несколько движений вверх и вниз монтировкой.
При подобных манипуляциях может появиться стук. Его даже можно ощутить.
Такие явления говорят о том, что шаровая опора пришла в негодность, потому ее срочно требуется менять.

Причины поломки шаровой опоры

В процессе эксплуатации эти опоры испытывают серьезнейшие нагрузки. В зависимости от места их установки и от конструкции подвески, опоры несут на себе большую часть всей массы автомобиля, а также выдерживают постоянные систематические удары при езде на неровной дороге.

Основной из причин в нарушении правильной работы шаровой опоры выступает износ соприкасающихся поверхностей, он приводит к увеличенному зазору в промежутке от корпуса до пальца. В результате чего, палец начинает не только вращаться, но и болтаться в корпусе.

Если износ чересчур сильный, то нагрузки на опору могут привести к тому, что палец вырвется из корпуса. Как следствие всего этого получается, что механизм не в состоянии удержать колесо, и автомобиль рушится на асфальт.

Увеличение зазора возникает в связи со следующими факторами:

1. Естественный износ в совокупности с устаревшими материалами — в среднем, шаровый шарнир может ходит в пределах от 20 до 150 тысяч километров пробега. Однако, если деталь более-менее качественная, то проблемы с ней могут начаться примерно через 100 тысяч километров пробега на автомобиле. На износ влияет много факторов — качество выполненной детали, условия эксплуатации, уход за деталью, наличие смазки, целостность пыльника.
2. увеличиваются динамические нагрузки во время езды — в первую очередь это касается езды на автомобиле на высокой скорости по неровным дорогам. В таких условиях удары приходятся на различные элементы подвески, и в том числе — на шаровую опору. Естественно, что это приводит к ее износу и повреждению.
3. разрывается защитный чехол или пыльник — в результате этого, в зазор попадает вода и всякая грязь, а они в своё время усиливают коррозию, да еще и абразивный износ. Если пыльник порванный, то внутрь, во время езды на автомобиле наверняка попадет влага, песок, грязь, мелкий мусор. Все эти элементы будут образовывать абразивный материал, который будет естественным образом изнашивать ее внутренности.
4. отсутствие в шарнире смазки (при необходимости ее наличия) — смазка удаляется из шаровой по естественным причинам — высыхание, испарение. Как указывалось выше, при повреждении пыльника смазка может быть удалена очень быстро вследствие естественных причин, что приведет к усиленному износу шаровой опоры. Соответственно, полезно периодически добавлять смазочную массу в шаровую

Приведем несколько главных признаков износа:

Когда проезжаете по неровной дороге с небольшой скоростью и слышится стук.

Если усилие на руль увеличено, и при его повороте слышится скрип спереди машины.

Из-за того, что передние колеса виляют, ваша машина движется по прямой траектории неустойчиво.

Шины на колесах изношены неравномерно.

Передняя подвеска

Проверка технического состояния передней подвески

При каждом техническом обслуживании, а также при ремонте следует обязательно проверять состояние защитных чехлов шаровых шарниров подвески, обращая особое внимание на отсутствие механических повреждений чехлов. Необходимо внимательно осматривать детали подвески, проверяя, нет ли следов задевания о дорожные препятствия или кузов, нет ли трещин на деталях подвески, деформаций осей нижних рычагов, поперечины или рычагов подвески и элементов передка кузова, а также проверять состояние шаровых и резинометаллических шарниров

2. Деформация поперечины передней подвески определяется замером расстояния между наружными поверхностями кронштейнов поперечины в зоне болтов крепления осей верхних рычагов. Если поперечина деформирована так, что невозможно отрегулировать углы установки колес шайбами при удовлетворительном состоянии всех элементов подвески, поперечину необходимо заменить в сборе.

Проверка технического состояния резинометаллических шарниров (сайлентблоков)

1. Убедитесь в отсутствии деформации рычагов подвески, оси нижнего рычага, поперечины подвески; вывесите передние колеса автомобиля.

2. Замерьте радиальное смещение А наружной втулки 2 относительно внутренней втулки 6 и расстояние В между упорной шайбой 5 и внешним торцом наружной втулки 2, как показано на рисунке ниже.

резиновая втулка;
наружная втулка;
гайка крепления оси;
ось рычага подвески;
упорная шайба шарнира;
внутренняя втулка.

3. Заменить резинометаллические шарниры верхних и нижних рычагов в следующих случаях:

при разрывах и одностороннем «выпучивании» резины;
при подрезании и износе резины по торцам шарниров;
если радиальное смещение А наружной втулки относительно внутренней превышает 2,5 мм;
если размер В не укладывается в пределы 3–7,5 мм.

4. Если размер В выходит за указанные пределы, следует проверить правильность запрессовки резинометаллического шарнира в гнездо рычага.

5. Проверка зазора в верхних шаровых шарнирах проводится в следующем порядке:

установите автомобиль на ровной горизонтальной площадке с твердым покрытием;
поднимите правую (левую) переднюю часть автомобиля и снимите колесо;
поставьте под нижний рычаг, ближе к шаровому пальцу, деревянную колодку высотой 230 мм и опустите на нее автомобиль;
закрепите кронштейн 4 (см. рисунок ниже) индикатора приспособления на верхнем конце поворотного кулака;

верхний рычаг;
индикатор;
корпус верхнего шарового шарнира;
кронштейн крепления индикатора;
рычаг;
динамометрический ключ;
колодка.

установите индикатор 2 по центру сферы корпуса 3 шарового шарнира пальца с небольшим предварительным поджатием, а затем совместите нулевое деление шкалы индикатора со стрелкой;
закрепите на верхнем рычаге передней подвески вильчатый рычаг 5 длиной 0,7 м;
создайте динамометрическим ключом 6 в вертикальном направлении нагрузку 196 Н•м (на конце вильчатого рычага 294 Н) сначала на вдавливание, а затем на выдергивание шарового пальца из корпуса шарнира;
зафиксируйте соответствующие максимальные отклонения стрелки индикатора;
подсчитайте значение зазора в верхнем шаровом шарнире, сложив величины отклонений от нулевого положения;
суммарные показания индикатора не должны превышать 0,8 мм.

Проверка и регулировка углов установки передних колес

Шевроле Нива предназначена для движения по асфальту и бездорожью. Поэтому машина, кроме полного привода, имеет увеличенный клиренс. Последнее выполняет три функции:

Снижение ударных нагрузок на кузов, колеса, подшипники.
Обеспечение сцепления с дорогой.
Уменьшение колебаний кузова во время движения по неровностям.

Подвеска делится на две части:

Кроме перечисленных деталей, подвеска включает и другие элементы: резиновые отбойники, сайлентблоки, болты, гайки, крепления, прокладки, кронштейны. Все они подвергаются большим динамическим и статическим нагрузкам. Кроме этого, резиновые части сайлентблоков и пыльники шаровых опор со временем рассыхаются и нуждаются в замене даже после длительного гаражного хранения автомобиля.

Радиальный зазор

Радиальный зазор в подшипниках это расстояние на которое перемещается одна обойма относительно другой в радиальном направлении. Эта величина получила название – радиальный люфт.

Рис. 3 Радиальный зазор

Замеры величин производятся на специальных стендах с микрометрической головкой. (см рис.4) Самый простой способ замера – щупами, подвесив изделие на горизонтальном стержне. Наружное кольцо под своим весом опуститься вниз, обозначив радиальный зазор. Определить величину которого можно соответствующим по величине щупом протолкнув его между верхней точкой шарика и зеркалом обоймы в самой нижней точке, или поставив подшипник на плиту, но тогда зазор будет замеряться по самой крайней верхней точке (см. рис. 4.).

Рис. 4. Замер радиального смещения обойм

Руководства на все автомобили

1. Эксплуатация автомобиля
2. Техническое обслуживание автомобиля
3. Общие данные
4. Двигатель
5. Трансмиссия
6. Ходовая часть
6.0 Ходовая часть
6.1. Передняя подвеска
6.1.1 Передняя подвеска
6.1.2 Возможные неисправности, их причины и методы устранения
6.1.3 Определение состояния деталей передней подвески
6.1.4 Проверка и регулировка углов установки колес
6.1.5 Проверка и регулировка зазора в подшипниках ступицы переднего колеса
6.1.6 Замена смазки в подшипниках ступиц передних колес
6.1.7 Балансировка колес
6.1.8 Снятие и установка передней подвески
6.1.9 Разборка и сборка узлов подвески
6.1.10. Проверка технического состояния и ремонт
6.1.11 Пружины подвески
6.1.12 Замена резинометаллических шарниров рычагов на автомобиле
6.2. Задняя подвеска
6.3. Амортизаторы
7. Рулевое управление
8. Тормоза
9. Электрооборудование
10. Кузов
11. Модификации автомобиля
12. Электросхемы Ссылки на другие сайты

Передняя подвеска автомобиля

Полуоси. Если с повышением скорости гул нарастает, значит они неисправны. Сама полуось не ломается, однако она имеет слабое место — подшипник. В течение 3 недель необходимо его перепрессовать либо выполнить его замену вместе с полуосью.

ШРУС. Если ШРУСы (гранаты) неисправны, при поворотах будут четко слышаться щелчки. Особенно, если на холостых оборотах покрутить рулем со стороны в сторону. В таком случае требуется срочная замена.

Демонтаж ШРУСа с полуоси

Шаровые опоры. При неисправности они скрипят или стучат при езде по неровной дороге и кочкам. Необходимо максимально быстро заменить их, иначе автомобиль встанет посреди дороги, при этом колесо будет неестественно вывернуто.

Ступичные подшипники. Передние ступичные подшипники могут издавать как стук, так и шум. Шум происходит в результате износа роликов подшипника и беговой дорожки сепараторов, а стук — от сильного люфта в подшипниках. Самому несложно поставить диагноз. Для этого нужно поднять домкратом левую сторону автомобиля и резко крутануть колесо. При наличии гула, похожего на шум шара из металла, который катится по металлическому листу, необходимо заменить подшипник. Далее возьмитесь левой рукой за верхний внутренний участок колеса, а правой рукой — за нижний внешний. Теперь нужно покачать колесо «на излом». В случае если оно даже чуть-чуть «болтается», обратитесь к специалистам для устранения люфта в подшипнике ступицы, в противном случае его срок службы сократится вдвое.

Рулевое управление. Следует начать с редуктора, который порой стучит в результате износа главной пары и скрипит во время поворота рулевого колеса в различные стороны. Как правило, проблема решается смазкой и регулировкой рулевого вала. А рулевые наконечники и тяги стучат как шаровые опоры, и проявляется стук лишь на неровной дороге. Необходимо срочно их менять.

Амортизаторы. Как правило, они не досаждают «звуками», однако если звуки все же присутствуют, на неровной дороге их хорошо слышно: они поскрипывают и стучат. Их болезнью является износ подушек, резиновых втулок, вытекание масла. Нужно покачать автомобиль (нажмите на багажник и крылья) и послушать, есть ли стуки. Если кузов продолжает раскачиваться даже после прекращения вами воздействия, значит изношены втулки и подушки. На таких амортизаторах ездить опасно, поскольку во время резкого нажатия на тормоза тормозной путь возрастает вдвое. Кроме того, причиной поломки может быть течь масла из амортизатора, что заметно невооруженным глазом (вы увидите на корпусе налипшую грязь и подтеки). Такой амортизатор нуждается в замене.

Пружины. Неприятные звуки трущихся металлических элементов довольно часто издают пружины. Причина заключается в неправильной установке — чтобы устранить проблему, следует обратиться к мастерам, которые их устанавливали.

Тормоза. Тормозные колодки порой посвистывают в условиях воздействия на педаль, вплоть до скрежета. Если колодки новые, вероятнее всего, они просто еще не притерлись, и шум пропадет через 1-2 тысячи километров сам по себе. Однако есть риск того, что они кривые, то есть бракованные. Поэтому если звук не исчез через некоторое время, а автомобиль меняет траекторию при торможении (его тянет вправо или влево), колодки следует заменить. На автомобилях, дорогих в обслуживании, они стоят достаточно дорого, поэтому проблему можно решить по-другому: снять тормозной диск и проточить на станке, а тормозные колодки обработать при помощи точильного круга.

Инструкция по восстановлению шаровых соединений по технологии «SJR»

Изображение ремонтируемых узлов, желтым окрашен залитый экструдером полимер.

Главное правило при работе данным методом: рабочая поверхность шара не должна иметь никаких механических повреждений и/или следов коррозии (в противном случае ремонт не имеет смысла).

Старый вкладыш удалять не надо, он расплавится, перемешается с полимером и создаст цельный плотный вкладыш.

Описание самого процесса: После того, как вы определились с местом отверстия и сделали его (в некоторых случаях возможно использование отверстия для смазки), подсоединили экструдер (все соединения должны быть надежными, т.к. давление значительное) – нанесите штрихи термокарандашом на саму шаровую и на трубку экструдера до радиатора таким образом, чтобы в процессе нагрева на штрихи не попадало открытое пламя горелки (метка от карандаша будет плавиться, когда температура металла в данном месте достигнет значения, указанного на карандаше), нагревать необходимо саму шаровую, переходники и трубку экструдера до радиатора (сам радиатор нагревать не надо), нагрев должен проходить как можно равномернее и правило “чем быстрее – тем лучше” здесь не уместно, когда вы достигнете требуемой температуры плавно откройте подачу воздуха к экструдеру (на выходе от компрессора давление в пределах 9-10 очк. или 0,9-1 МПа) и начинайте разрабатывать шаровую вручную чтобы полимер обволок всю рабочую поверхность шаровой, момент, когда “хватит” определяется повышением упругости хода пальца (приходит с опытом).

После проведенных операций остудите узел и отсоедините экструдер.

Этим методом восстанавливаются любые шаровые узлы с любой степенью выработки многократно, но есть одно правило – сам шар не должен иметь механических повреждений или каких-либо следов коррозии – такие шаровые “не лечатся”!

Очистка шаровой опоры сжатым воздухом и жидким ключом

Подсоединение экструдера через переходник

Разогрев рабочей поверхности экструдера и корпуса шаровой опоры. При этом температура нагрева контролируется при помощи температурного карандаша

Необходимо шевелить палец шаровой опоры для контроля наполняемости люфта полимером

Охлаждение шаровой опоры воздухом

Смазка шаровой опоры

Смазка пыльника шаровой опоры

Как продлить срок службы шаровым опорам

Не всегда, производители опор закладывают достаточно смазки в корпус шаровой. Со временем эта смазка вымывается, если есть повреждения пыльника или происходит обычный износ во время эксплуатации, из-за нехватки смазывающего материала.

Чтобы продлить срок эксплуатации шарового шарнира, это касается и рулевых наконечников, нужно добавить небольшую порцию свежей смазки. В некоторых конструкциях шаровых предусмотрено отверстие, внизу корпуса. Оно обычно закрыто болтом-заглушкой. Оно нужно не только для диагностики состояния износа вкладыша и шара шарнира, а также для ее обслуживания.

Отворачиваем болт-заглушку. Вместо него вкручиваем масленку диаметром 6 мм. В разных моделях автомобилей, в силу конструктивных особенностей шарниров, диаметр масленок может быть разным, а в некоторых их нет.

Берем шприц пресс-масленку, закладывает в него смазку, рекомендуется использовать смазку «Шрус», она более термостойкая и водоотталкивающая. Наставляем шприц на тавотницу и «набиваем» смазывающий материал в корпус шарового шарнира. Как это правильно сделать, на примере ВАЗ 2106, показано в видео ниже. Добавлять смазки нужно не много, чтобы пыльник опоры «не надулся» сильно, рукой прощупываете его, что в нем было свободное место для его рабочего хода. В противном случае при езде он разорвется.

Как смазать шприцом-прессом нижнюю шаровую опору:

Если уже появились скрипы, а под рукой нет специального пресс-шприца с масленкой, то продлить срок службы можно, сделав «укол» в шаровую. Берется пяти кубовый медицинский шприц, главное, чтобы игла была тонкой, набирается в него моторное масло, и прокалывается пыльник опоры. В него через шприц заливается небольшое количество моторного масла, как и ранее, прощупываем его рукой на предмет наполнения. Два кубика вполне достаточно, чтобы оживить шаровую опору. После этого, следует несколько раз покачать машину за крыло, с той стороны, где делали укол, чтобы смазка проникла в объем шара и вкладыша.

Немного теории

Назначение шаровых опор — обеспечение подвижности управляемых колес автомобиля в горизонтальной плоскости при полном сохранении их вертикального положения. Проще говоря — это «сустав», позволяющий колесам поворачиваться при рулении. Принципиальная конструкция детали достаточно проста и состоит из двух основных элементов: металлического «пальца» с шарообразным оконечником и корпуса с соответствующей сферической полостью.

Устанавливаются шаровые опоры как промежуточные звенья между поворотным кулаком и рычагами подвески. В многорычажных подвесках ставят по две шаровых опоры на каждый поворотный кулак — на верхней и нижней точке сочленения, а на системах со стойкой «Макферсон» используют всего одну опору на нижней точке. Как правило, резьбовая часть пальца шаровой опоры фиксируется в поворотном кулаке, а корпус крепится к рычагу. (Реже применяется обратный вариант, такой как, например, у автомобилей ВАЗ семейства «Самара», где корпус шаровой закрепляется на кулаке, а резьбовая часть пальца шаровой — на нижнем рычаге.)

По способам крепления шаровых опор к рычагам существует четыре разновидности. Прежде всего, это самое распространенное до недавних пор крепление на болтовых соединениях. Среди владельцев подержанных машин это самый любимый и желанный вариант, позволяющий поменять шаровую отдельно. Труднее будет ремонт в том случае, если шаровая опора закреплена на рычаге заклепками. Еще труднее, когда шаровая запрессована в рычаг — тут многие производители вообще не допускают извлечения шарнира, предлагая только замену вместе с рычагом. И как апофеоз неремонтопригодности выступает конструкция, где корпус шаровой интегрирован в рычаг, составляя с ним фактически единое целое и извлечь его невозможно.

Стоит заметить, что системы с несьемной шаровой опорой сейчас получают все большее распространение, особенно у японских и корейских машин. Автопроизводители считают их более технологичными, а ремонтопригодность и возможность отдельной замены уже отступает на второй план. И здесь особая ответственность ложится непосредственно на сам узел — шаровую опору.