РЕЗИНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШАРНИР

Полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности к области конструирования резино-металлического шарнира, состоящего из резиновой втулки с буртиком привулканизованой и/или приклееной к арматуре, используемого преимущественно в нижних рычагах передней подвески автомобилей.
Известна конструкция разборного резино-металлического шарнира, в котором резиновая втулка, запрессована в арматуру (2, с. 99). Однако такой шарнир обладает низкими жесткостными характеристиками и недостаточной циклической долговечностью вследствие проворачивания резинового элемента относительно арматуры и существенно неравномерного распределения напряжения по его длине.
Известна конструкция неразборного резино-металлического шарнира, в котором резиновая втулка с буртиком привулканизована и/или приклеена к арматуре (1,с.D12 поз.1). Однако, в резиновой втулке напряжения распределены неравномерно. Наибольшая концентрация напряжения приходится на область резинового элемента, расположенную в зоне буртика (воротниковая зона). При работе шарнира, установленного в рычаге подвески автомобиля, он нагружен, кроме радиальной нагрузки, нагрузкой от знакопеременного кручения (угол закрутки до ±25°). в результате на поверхности п.1 (рис.1) образуются радиальные трещины, что по условиям эксплуатации автомобилей является недопустимым.
Целью полезной модели является предложение конструкции резино- металлического шарнира, в котором при его установке в нижний рычаг подвески автомобиля, напряжения, возникающие в резино-металлической втулке, распределены более равномерно, чем в известной конструкции, что позволит увеличить циклическую долговечность шарнира, а следовательно и срок его эксплуатации, и уменьшит затраты на ремонт автомобиля.
Поставленная задача достигается тем, что на торцевой поверхности шарнира со стороны буртика между буртиком и торцевой частью шарнира располагается кольцевая канавка параболического сечения, глубина которого составляет не менее 115...125 % от толщины буртика. На противоположном торце шарнира выполнена подобная кольцевая канавка аналогичного сечения.
При приложении крутящего момента к наружной арматуре, выполненной в виде цилиндрической втулки с буртиком неразъемно связанной с резиновой втулкой с буртиком, происходит деформация этой резиновой втулки. Причем напряжения деформации равномерно распределены по рабочей зоне шарнира, а концентрация напряжений в его воротниковой зоне практически отсутствует.
На фиг.1 изображен известный резино-металлический шарнир, состоящий из резиновой втулки с буртиком (воротником) (1) привулканизованой и/или приклеенной к наружной цилиндрической втулке с буртиком (2) внутренней цилиндрической втулки (3). Зона максимальной концентрации напряжений, возникающая при скручивании наружной втулки (2) относительно цилиндрической втулки (3) под действием знакопеременного крутящего момента располагается в зоне А (фиг.1), что приводит к появлению радиальных трещин (4).
На фиг.2 приведен предлагаемый резино-металлический шарнир, у которого в зоне Б выполнена кольцевая канавка параболической формы, позволяющая равномерно перераспределить напряжения, возникающие в резиновой втулке (5) под воздействием знакопеременного крутящего момента по рабочей зоне В этого резинового элемента.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в увеличении циклической долговечности шарнира за счет изменения его конструкции, использования широко распространенных материалов, увеличении его энергоемкости при восприятии знакопеременных динамических нагрузок, улучшении виброизолирующих свойств, что позволяет увеличить эксплуатационный ресурс шарнира.
Литература:
1. Автомобили Шевроле Нива с двигателем 1,7. Каталог деталей и сборочных единиц. Хлистаков П.Н., Пантюшин М.А., Сидоренко Е.В. - Тольятти, 2010. -291с.
2. Каталог запасных частей автомобиля ВАЗ 2121 и его модификаций. Мельникова Л.А., Караванова Л.К., Кашин Е.Н., Никитина Г.А. Москва. Машиностроение, 1988.-173с.