Шкворневой узел

Шкворневой узел относится к транспортным средствам, в частности к конструкции поворотных узлов управляемых колес. Шкворневой узел содержит установленный на верхнем и нижнем шкворнях (2) шаровой опоры (3) поворотный кулак (1) и крышки (4), при этом каждый шкворень (2) состоит из двух деталей: детали со сферической выемкой (5) и чашки шаровой опоры (6), контактирующих друг с другом посредством шарика (7), расположенного в сферических выемках (8), выполненных на обращенных друг к другу поверхностях деталей шкворня (2), при этом чашки шаровой опоры (6) установлены в корпусе шаровой опоры (3), а детали со сферической выемкой (5) - в отверстии поворотного кулака (1). Каждая деталь со сферической выемкой (5) имеет сквозное отверстие (9) для смазки шарика и конус (11), расположенный в ответном конусном отверстии втулки регулировочной (12), установленной в поворотном кулаке (1) посредством наружной резьбы (13). На вершинах конусов (11) деталей со сферической выемкой (5) выполнена резьба (14) для фиксации крышек (4) посредством гаек (15). Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение регулировки и удобство смазки шкворней, длительное сохранение работоспособности шкворневого узла в целом, 2 илл.

Предлагаемое изделие относится к транспортным средствам, в частности к конструкции поворотных узлов управляемых колес.

Известен шкворневой узел ведущих управляемых колес моста автомобилей УАЗ (передний мост «Спайсер») со шкворнем (сфера) и чашкой с полиамидным или бронзовым вкладышами. [http://www.uazbuka.ru/lib/most/Spicer_axle.pdf Учебно-методическое пособие издательство «СеверСталь» Ульяновск 2008. Мосты «Спайсер». Описание, конструкция, обслуживание, ремонт.]

Недостатками известного технического решения являются наличие полиамидного или бронзового вкладышей, которые в процессе эксплуатации под воздействием консольных знакопеременных ударных нагрузок от тормозного момента и моментов поперечных сил, действующих на колесо и поворотный кулак, сопряженные с шкворнем поверхности вкладышей, чашки и сферы, конусной части самого шкворня изнашиваются и появляются значительные люфты, в результате чего нарушается угол развала и схождения колес, что приводит к интенсивному износу шин и снижению уровня безопасности движения и управляемости автомобиля.

Известен поворотный узел управляемого колеса транспортного средства, содержащий поворотный кулак, установленный посредством верхнего и нижнего шкворней на несущем элементе транспортного средства. Каждый шкворень выполнен в виде шара, расположенного в двух размещенных одна над другой полусферах, установленных между собой с зазором, причем нижние полусферы закреплены в поворотном кулаке, а верхние полусферы - на несущем элементе транспортного средства. Конструкция верхнего и нижнего шкворней поворотного кулака представляет собой шар, расположенный в двух полусферах, между которыми имеется зазор для поступления смазки из полости корпуса поворотного кулака. Конструкция дополнена резьбовой втулкой для выпрессовки наружной конструкции полусферы, которая запрессовывается в отверстие корпуса поворотного кулака, а внутренняя - в отверстие шаровой опоры поворотного кулака. Целью изобретения представленного выше аналога является повышение долговечности шкворня за счет улучшения условий смазки и равномерного распределения динамических нагрузок. [RU 2025368, B62D 7/18]

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является шкворневой узел рулевого управления транспортного средства, содержащий поворотный кулак, установленный на верхнем и нижнем шкворнях шаровой опоры, крышки и шарики; каждый шкворень состоит из двух деталей, контактирующих друг с другом посредством шарика, расположенного в сферических выемках, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях деталей шкворня, при этом детали шкворня неподвижно установлены одна - в корпусе шаровой опоры, а другая - в отверстии поворотного кулака. [RU 2230, A B62D 7/18]

Недостатками перечисленных выше аналогов являются сложность регулировки и смазки, не позволяющая обеспечить надежную и долговечную работу при сборке и регулировке в гаражных условиях и низкая износостойкость, обусловленная, соответственно, сложным доступом для периодической смазки шворневого узла.

Данные недостатки требует значительных расходов и усилий на обслуживание в целом управления рулевым механизмом автотранспортного средства.

Задачей предлагаемой шворневого узла является расширение арсенала средств аналогичного назначения - устройств шкворневого узла.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является реализация поставленной задачи, упрощение регулировки и удобство смазки шкворней, длительное сохранение работоспособности шкворневого узла в целом.

Указанный результат достигается тем, что в шкворневом узле, содержащем установленный на верхнем и нижнем шкворнях шаровой опоры поворотный кулак и крышки, при этом каждый шкворень состоит из двух деталей: детали со сферической выемкой и чашки шаровой опоры, контактирующих друг с другом посредством шарика, расположенного в сферических выемках, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях деталей шкворня, при этом чашки шаровой опоры установлены в корпусе шаровой опоры, а детали со сферической выемкой - в отверстии поворотного кулака, согласно заявленной полезной модели каждая деталь со сферической выемкой имеет сквозное отверстие для смазки шарика и конус, расположенный в ответном конусном отверстии втулки регулировочной, установленной в поворотном кулаке посредством наружной резьбы, при этом на вершинах конусов деталей со сферической выемкой выполнена резьба для фиксации крышек посредством гаек.

Верхняя и нижняя детали со сферической выемкой в устройстве шкворневого узла имеют конусы, установленные в ответных конусных отверстиях втулок регулировочных, установленных в поворотном кулаке посредством наружной резьбы, которая при вращении в отверстии поворотного кулака имеющего ответную резьбу, оказывают давление на детали со сферической выемкой. В свою очередь детали со сферической выемкой с установленным шариком начинают оказывать давление на ответную часть - чашки шаровой опоры установленные в шаровую опору, уменьшая зазор и компенсируя возможную выработку деталей механизма. Доступ к втулке регулировочной осуществляется посредством отвинчивания гайки расположенной на вершине конуса детали со сферической выемкой и снятия крышки. Регулировка шкворневого узла позволяет отрегулировать шкворневой узел в гаражных условиях без разборки последнего. Наличие сквозного отверстия в детали со сферической выемкой, выходящее наружу шкворневого узла, позволяет своевременно провести смазку детали со сферической выемкой и чашки шаровой опоры, контактирующих друг с другом посредством шарика, расположенного в сферических выемках. Простота регулировки и удобство смазки шкворней позволяют своевременно провести техническое обслуживание шкворневого узла, что положительно сказывается на безопасности и длительном сохранении работоспособности шкворневого узла в целом. Простота конструкции, термически обработанные сферические поверхности детали со сферической выемкой и чашки шкворня в сочетании с шариком из высокопрочной подшипниковой стали обеспечивает практически неограниченный срок службы, а также высокую износостойкость сопряжения: деталь со сферической выемкой новой конструкции, шарик и чашка шаровой опоры. В связи уменьшением площади контакта и коэффициента трения в сопряжении детали со сферической выемкой, шарика и чашки шаровой опоры, значительно уменьшается усилие на рулевом колесе при поворотах автомобиля на любом дорожном покрытии.

Устройство шкворневого узла иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 вид шкворневого узла в сборе в разрезе, на фиг. 2 - шкворень в разрезе.

Устройство шкворневого узла состоит из поворотного кулака 1 (фиг 1), установленного на верхнем и нижнем шкворнях 2 шаровой опоры 3, крышки 4. Каждый шкворень 2 состоит из двух деталей: детали со сферической выемкой 5 и чашки шаровой опоры 6, контактирующих друг с другом посредством шарика 7, расположенного в сферических выемках 8, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях деталей шкворня 2. Чашки шаровой опоры 6 установлены в корпусе шаровой опоры 3, а детали со сферической выемкой 5 - в отверстиях поворотного кулака 1. Деталь со сферической выемкой 5 имеет сквозное отверстие 9 с пресс-масленкой 10 для смазки шкворневого узла. Каждая деталь со сферической выемкой 5 имеет конус 11, расположенный в ответном конусном отверстии втулки регулировочной 12, установленной в поворотном кулаке 1 посредством наружной резьбы 13, при этом на вершинах конусов деталей со сферической выемкой 5 выполнена резьба 14 для фиксации крышек 4 посредством гаек 15. Втулка регулировочная 12 при вращении поднимает шкворень со сферической выемкой 5, уменьшая при этом зазор между шариком 7 и чашкой шаровой опоры 6.

Устройство работает следующим образом: При повороте рулевого колеса (на фигуре не показано) усилие передается цапфе (на фигуре не показано). С помощью чашки шаровой опоры 6, шарика 7 и детали со сферической выемкой 5 цапфа поворачивается относительно поворотного кулака 1 влево или вправо на угол до 30 градусов. Для регулировки зазоров в устройстве шкворневого узла, втулку регулировочную 12 с ответным конусным отверстием и наружной резьбой 13 вращают по резьбе в отверстии поворотного кулака 1, при этом деталь со сферической выемкой 5 начинает прижимать шарик 7, который в свою очередь прижимается к ответной части - чашке шаровой опоры 6, установленной в шаровую опору 3, таким образом, компенсируя возможную выработку деталей шкворневого узла. Доступ к втулке регулировочной 12 осуществляется посредством отвинчивания гайки 15, расположенной на конце конуса детали со сферической выемкой 5 и снятия крышки 4. Регулировка шкворневого узла позволяет отрегулировать шкворневой узел в гаражных условиях без разборки последнего. Наличие сквозного отверстия 9 с пресс-масленкой 10 в деталях со сферической выемкой 5, выходящее наружу шкворневого узла, позволяет своевременно провести смазку детали со сферической выемкой 5 и чашки шаровой опоры 6, контактирующих друг с другом посредством шарика 7, расположенного в сферических выемках. Простота регулировки и удобство смазки шкворней 2, позволяют своевременно провести техническое обслуживание шкворневого узла, что положительно сказывается на безопасности и длительном сохранении работоспособности шкворневого узла в целом. Простота конструкции, термически обработанные сферические поверхности детали со сферической выемкой 5 и чашки шаровой опоры 6 в сочетании с шариком 7 из высокопрочной подшипниковой стали обеспечивает практически неограниченный срок службы, а также высокую износостойкость сопряжения шкворневого узла. В связи уменьшением площади контакта и коэффициента трения в сопряжении детали со сферической выемкой 5, шарика 7, чашки шаровой опоры 6 значительно уменьшается усилие на рулевом колесе при поворотах автомобиля на любом дорожном покрытии.

Шкворневой узел, содержащий установленный на верхнем и нижнем шкворнях шаровой опоры поворотный кулак и крышки, при этом каждый шкворень состоит из двух деталей: детали со сферической выемкой и чашки шаровой опоры, контактирующих друг с другом посредством шарика, расположенного в сферических выемках, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях деталей шкворня, при этом чашки шаровой опоры установлены в корпусе шаровой опоры, а детали со сферической выемкой - в отверстии поворотного кулака, отличающийся тем, что каждая деталь со сферической выемкой имеет сквозное отверстие для смазки шарика и конус, расположенный в ответном конусном отверстии втулки регулировочной, установленной в поворотном кулаке посредством наружной резьбы, при этом на вершинах конусов деталей со сферической выемкой выполнена резьба для фиксации крышек посредством гаек.

РИСУНКИ