ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Ось транспортного средства предназначена для использования на автомобильном транспорте, в том числе на прицепах для грузовых автомобилей.
Известна полая короткая ось, корпус оси имеет сквозное отверстие, а оба конца корпуса оси снабжены сходящейся частью с меньшим диаметром и местом под подшипники, общая длина корпуса оси равна 7742 мм, наружный диаметр корпуса оси составляет 127 мм, а внутренний диаметр корпуса оси составляет 99 мм, внешний диаметр сходящейся части, места под подшипники и части винтовой резьбы постепенно уменьшается, размер внутреннего диаметра в сквозном отверстии корпуса оси уменьшается до обоих концов от середины (патент № CN 205478858, МПК В60В 35/08, опубл. 17.08.2016 г.).
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является трубчатая ось, содержащая обычно цилиндрическую балку, которая может быть полной или частично выдолбленной с переменной площадью поперечного сечения вдоль ее длины с переменной толщиной стенки, а также с переменным внешним и внутренним диаметрами поперечного сечения (патент № WO 2007065235, МПК В60В 35/08, опубл. 14.06.2007 г.).
Указанные конструкции осей не обладают достаточной прочностью.
Была поставлена задача, создать конструкцию оси транспортного средства, обладающую высокими механическими характеристиками, а именно прочностью и упругостью, обеспечивающими долговечность изделия.
1
2
1
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в оси транспортного средства, выполненной из трубы и состоящей из термообработанных центральной и концевых частей, имеющих переменные наружный и внутренний диаметры и толщину стенки, концевые части выполнены каждая с двумя зонами под подшипники, разнесенными друг относительно друга, а соотношение наружных диаметров, а также длин центральной и концевых частей и толщины стенки находятся в диапазонах: d/D=0,5÷0,9, d/D=0,5÷0,9, D/S=3÷9, l/L=0,055÷0,18, где
D - наружный диаметр центральной части,
1
2
d и d - наружные диаметры зон под подшипники,
S - толщина стенки,
L - общая длина оси,
1
l - длина концевой части,
кроме того, поверхностный слой центральной части оси, захватывающей одну из зон под подшипники и второй зоны под подшипники термообработан на глубину до 7 мм, с сохранением вязкой сердцевины материала.
Ось транспортного средства выполнена из легированной стали и может быть составной из центральной и концевых частей, соединенных сваркой, толщина стенки увеличивается при уменьшении наружного диаметра, термообработка производится токами высокой частоты. Ось транспортного средства может быть выполнена из композитного материала.
Подбор оптимальных соотношений между линейными размерами оси, а именно: наружных диаметров, длины оси, толщины ее стенки, обеспечивает высокие механические характеристики оси, а именно: прочность и упругость.
Кроме того, большую роль в достижении технического результата играет упрочнение поверхностного слоя оси, ее центральной части и зон под подшипники на глубину до 7 мм с сохранением вязкой сердцевины материала, это обеспечивает статическую прочность, упругость и, как следствие, долговечность. Поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты обеспечивает упрочнение оси с образованием сжимающих напряжений в структуре материала в поверхностном слое в зоне упрочнения.
Проведенный анализ уровня техники по научно-технической и патентной литературе позволил установить, что аналога с указанными существенными признаками не выявлено, следовательно, техническое решение соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется чертежом.
1
2
Ось транспортного средства выполнена из трубы. Для изготовления оси используется горячекатаная нормализованная трубная заготовка из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-2016 с формообразованными концами с двух сторон. Альтернативно ось может быть изготовлена из стали 30ХГСА ГОСТ 8733-74, ГОСТ 4543-2016. Ось состоит из центральной части 1 и концевых частей 2, выполненных ступенчатыми и имеющих переменные наружные диаметры «D», «d» и «d» и внутренние диаметры. Толщина стенки S также выполнена переменной и увеличивается в направлении к концевым частям 2, в то время как наружный и внутренний диаметры уменьшаются. Такое выполнение позволяет обеспечивать высокие механические характеристики при уменьшении диаметров. Концевые части 2 выполнены каждая с двумя зонами 3 и 4 под подшипники, разнесенными друг относительно друга.
1
2
1
Формообразование оси, выполненной цельной, осуществляют из трубы методом редуцирования. Ось может быть выполнена составной из центральной и концевых частей 1 и 2, соединенных сваркой. Наружная ступенчатая поверхность оси может быть получена редуцированием, механообработкой или иным возможным способом. Соотношение наружных диаметров, а также длин центральной и концевых частей и толщины стенки заготовки находится в диапазонах: d/D=0,5÷0,9, d/D=0,5÷0,9, D/S=3÷9, l/L=0,055÷0,18, где
D - наружный диаметр центральной части,
1
2
d и d - наружные диаметры зон под подшипники,
S - толщина стенки,
L - общая длина оси,
1
l - длина концевой части,
1
2
1
2
Наружный диаметр d зоны 3 меньше наружного диаметра d зоны 4. Участок концевой части 2, расположенный между зонами 3 и 4 выполнен конусным. Наружные диаметры d и d могут быть одинаковыми, в этом случае участок концевой части 2, расположенный между зонами 3 и 4, выполнен цилиндрическим.
Поверхностный слой 5 центральной части 1 оси, зон 3 и 4 оси подвергают термообработке методом закалки токами высокой частоты на глубину от 3,6 до 7 мм с твердостью 30…60 ед. HRC, с сохранением вязкой сердцевины материала. Термообработке может подвергаться весь поверхностный слой оси. В совокупности все это обеспечивает необходимую прочность и упругость.
Использование вышеперечисленных признаков позволяет решить поставленную задачу. Создана конструкция оси транспортного средства, обладающая высокими механическими характеристиками.
Ось транспортного средства может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.