摘 要

随着汽车市场用户对汽车质量要求不断提升，汽车的关键零部件轴承也受到了越来越多的关注，很多顾客都对汽车轴承有一些特定的需求，各种研究机构也致力于研发满足特定需求的轴承。

本文通过失效模式与影响分析方法，选取汽车轴承中的轮毂轴承进行研究，预测可能发生的失效模式，进一步确定各个失效模式的参数指标，包括频度、严重度和探测度的数值，最终选择出需要优先考虑的失效模式，并根据分析结果提出相应的建议。之后，在查阅和统计国内外关于轴承钢材料专利的过程中，分析中国和其它国家地区的轴承钢专利特点，将二者技术专利发展现状进行比较，找出国内外发展的差距，得出中国轴承钢材料未来发展需求。

本文致力于分析汽车市场用户对轴承的需求，预测轴承钢未来发展趋势，并且为轴承钢发展提供相应建议。

关键词：失效模式与影响分析；轴承钢；汽车

Abstract

As users of the automotive market continue to improve the requirement of quality of automobiles, automotive key parts, bearings have received more and more attention. Many customers have specific needs for automotive bearings. Various research institutions are also committed to research and development to meet specific requirements.

In this paper, through the failure mode and effect analysis method, the hub bearing in the automobile bearing is selected for research to predict the possible failure mode, and further determine the parameters of each failure mode, including the occurrence, severity and detection value. Finally this paper selects need to give priority to the failure mode and makes corresponding suggestions based on the analysis results. After that, in the process of consulting and counting domestic and foreign patents on bearing steel materials, the characteristics of bearing steel patents in China and other countries and regions are analyzed. Also, the development status of the two technology patents are compared to find the future development needs of bearing steel materials.

This article is devoted to analyzing the demand of the automotive market for bearings, predicting the future development trend of bearing steel, and providing corresponding suggestions for the development of bearing steel.

Key Words：FMEA；bearing steel；car

目 录

摘 要 3

目 录 5

第1章 绪论 1

1.1汽车轴承和轴承钢简述 1

1.2论文研究目的和意义 2

1.3论文结构框架 2

第2章 失效模式与影响分析在轴承用钢需求分析应用 3

2.1失效模式与影响分析概述 3

2.2汽车轴承失效模式及失效原因分析 5

2.3参数指标的确定 6

2.3.1频度O 6

2.3.2严重度S 7

2.3.3探测度D 9

2.4小结 11

第3章 国内外汽车轴承用钢需求现状分析 14

3.1国内汽车轴承用钢需求分析 14

3.2国外汽车轴承用钢需求分析 16

3.3小结 19

第4章 结论与展望 20

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1汽车轴承和轴承钢简述

自2000年以来，中国汽车产量不断增长，汽车产业是我国重要支柱产业。中汽协统计的中国汽车产销量数据指出，2019年中国汽车产量已经达到2572.1万辆。汽车用户对于汽车性能和安全要求的不断提高使得相关研究持续受到专业人员的关注。近年来，随着汽车工业的发展和对汽车性能要求的不断提高，许多企业为了顺应顾客的需求，不断开发新项目。例如新日铁的汽车用钢整体解决方案和安赛乐米塔尔的“轻量型汽车用钢”项目等^[1]，都是项目研发机构发现需求后为了不断提升轴承钢质量所做出的努力。汽车轴承随着汽车产业的发展不断进步和创新，其发展趋势主要有以下三个方面^[2]：

（1）小型轻量化；

（2）长寿化；

（3）使用条件越来越苛刻。

轴承作为汽车中关键零部件之一，是一种重要的基础连接件，在汽车的很多部件上都有所应用，包括汽车的发动机、变速器和底盘等。根据统计，大约有滚动轴承40％的应用于汽车，约占轴承行业总产值的1／3^[3]。轴承作为汽车中重要的零部件，需要具备承载、抗冲击和高速旋转等特殊性能^[4]。其中一些轴承在汽车中会起到关键作用，包括轮毂轴承、分离轴承和轴连轴承等，它们特性的简单介绍如下文所示。

（1）轮毂轴承。轮毂轴承安装在汽车轮胎上，是汽车的关键零部件之一，为轮毂的转动提供精确引导。轮毂轴承单元经过了长时间的发展和改善，可以应用于乘用车和各类载重汽车。目前国内第三代轮毂轴承单元已经广泛应用，它具有成本低、可安装传感器实时监控的优点。

（2）分离轴承。分离轴承安装于离合器与变速器之间，是汽车发动机与传动系统之间的核心部件，为非标准轴承，目前闭式结构最为常用。分离轴承能够使汽车在变速换挡时，减少变速齿轮之间的冲击，避免其传动系过载。它的性能在很大程度上决定了整个汽车的优劣。

（3）轴连轴承。轴连轴承是轴承单元，位于汽车水泵上，大多数情况下在水泵壳体里面，两面密封并填充润滑脂，两端分别与皮带轮和叶轮相结合。在使用过程中会受到较大的冲击力和交变载荷。当轴连轴承发生故障时，水泵产生的声音会发生变化，有经验的驾驶员或维修人员可以及时发现。