ШТАНГА РЕАКТИВНАЯ

Полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности, к механизмам с двумя низшими (трехподвижными, сферическими) парами III-го класса, в которых пары (шарниры) соединены между собой в определенном положении и на определенном расстоянии друг от друга стержнем, и может быть использована как устройство, устанавливаемое между рамой автомобиля и ведущими мостами автомобиля, для компенсации реактивного момента при вращении колес моста.
Из уровня техники известны штанги (тяги) с шарнирами, например:
- В.И.Гержодов..., «Техническое состояние автомобилей и безопасность движения», Киев, «Техника», 1978 г., стр.65;
- «Автомобиль Таврия», Руководство по эксплуатации, Днепропетровск, «Сiч», 1992 г., стр.39;
- «Автомобили ЗАЗ», Руководство по эксплуатации, «Промiнь» 1981 г., стр.128, 135.
Недостатком вышеуказанных конструкций шарниров является наличие быстро изнашиваемых вкладышей и пружин, которые в процессе эксплуатации теряют упругость, и, как следствие, возникают увеличивающиеся зазоры - люфты между вкладышами и сферой пальца, в результате чего износ быстро прогрессирует.
Прототипом (ближайшим аналогом) заявляемого устройства, выбрана реактивная штанга за патентом №72438 Российской Федерации на полезную модель, дата публикации 20.04.2008 г., где реактивная штанга представляет собой стержень с утолщениями на концах, в которых выполнены сквозные отверстия с цилиндрической внутренней поверхностью стенки и в каждом из которых размещен шаровой шарнир в виде шарового тела с, по крайней мере, одним пальцем, причем стержень выполнен двутаврового сечения, шаровое тело каждого шарового шарнира установлено в охватывающем часть его поверхности кольцевом резиновом вкладыше, сквозные отверстия выполнены ступенчатыми для установки указанных шарниров со стороны ступени большего диаметра, и закрыты каждое прижимной накладкой с центральным отверстием, закрепленной на утолщении со стороны ввода шарового шарнира в это отверстие и выполненной с центральным отверстием, диаметр которого больше диаметра пальца.
К недостаткам данной конструкции реактивной штанги следует отнести то, что:
- наконечники и стержень выполнены как одно целое, что приводит к удорожанию их изготовления и ремонта;
- стержень выполнен двутаврового сечения, что для данной конструкции является неоптимальным по моменту сопротивления, а значит и по массе изделия;
- шарнир, а именно, шаровое тело выполнено в виде сферы, что не дает надежного сцепления с резиновым вкладышем при качании пальца.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции штанги реактивной, которая обеспечит уменьшение затрат на ее изготовление, увеличение надежности устройства, упрощение обслуживания и ремонта.
Указанный технический результат достигается тем, что штанга реактивная выполнена составной, причем стержень штанги имеет трубчатое сечение, что обеспечивает жесткое сопротивление изгибу в любой плоскости приложения изгибающего момента. К концам стержня неразъемно присоединены наконечники, развернутые относительно друг друга на 180°.
Так же, учитывая малые углы качания шарниров штанги реактивной, их поворот осуществляется за счет игры резинового вкладыша, а не проскальзыванием шарнира в резиновом вкладыше. Для этого шарнир выполнено несферическим, и на его поверхности имеется специальная обработка в виде системы насечек, исключающая проскальзывание шарнира относительно упругого вкладыша. Причем, резиновый вкладыш имеет форму, полностью охватывающую тело шарнира.
Тело шарнира перед установкой в отверстие наконечника вулканизируется с вместе резиновым вкладышем, что, с учетом нанесенных на поверхность тела шарнира насечек, обеспечивает жесткую связь тела шарнира и резинового вкладыша.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для достижения заявленного технического результата.
Одновременно с процессом вулканизации тела шарнира и резинового вкладыша, сверху и снизу к торцам резинового вкладыша перпендикулярно оси шарнира привариваются по одной шайбе, которые обеспечивают лучшую предварительную деформацию резинового вкладыша при сборке и в собранном состоянии при использовании штанги реактивной.
Указанные ниже фигуры чертежей, как и описание примеров конкретной реализации конструкции штанги реактивной, приведены только для иллюстрации заявляемой полезной модели и не ограничивают объем прав, определенный формулой полезной модели:
Фиг.1 - общий вид штанги реактивной;
Фиг.2 - общий вид шарнира штанги реактивной;
Фиг.3 - общий вид насечек на поверхности тела шарнира.
Штанга реактивная (Фиг.1) состоит из стержня 1 с двумя наконечниками 2 на концах. Каждый наконечник 2 имеет сквозное двухступенчатое цилиндрическое отверстие 3, в которое устанавливается шарнир 4. Стержень 1 имеет трубчатое сечение, что обеспечивает жесткое сопротивление изгибу в любой плоскости приложения изгибающего момента. Наконечники 2 для большей прочности выполняются ковкой и для жесткого скрепления со стержнем 1 имеют выступы 5, которые вставляются в стержень 1 и обжимаются. Наконечники 2 развернуты друг относительно друга на 180°.
Отверстия 3 в наконечниках 2 выполнены двухступенчатыми для установки резинометаллических шарниров 4 со стороны ступени большего диаметра. Ступень меньшего диаметра выполняет функцию ограничителя осевого перемещения шарнира 4. Шарнир 4 состоит из тела шарнира 6 и пальца 7 (Фиг.2). Тело шарнира 6 имеет несферическую форму, кроме того на поверхность тела шарнира 6 нанесена система насечек 8 (Фиг.3). Несферическая форма тела шарнира 6, а также система насечек 8 на его поверхности обеспечивает жесткое сцепление тела шарнира 6 с резиновым вкладышем 9, в который устанавливается тело шарнира 6. Резиновый вкладыш 9 имеет форму, полностью охватывающую тело шарнира 6 и частично охватывающую нижнюю часть пальца 7 шарнира 4. Внутренняя поверхность резинового вкладыша 9 жестко скреплена с наружной поверхностью тела шарнира 6, например, с помощью вулканизация, что исключает возможность проскальзывания тела шарнира 6 на резиновом вкладыше 9 при качании пальца 7, т.е., речь может идти об обрезиненном теле шарнира 6 или о резинометаллическом шарнире 4. На наружной поверхности резинового вкладыша 9 со стороны пальца 7 жестко закреплена шайба 10, диаметр отверстия которой больше диаметра пальца 7. Шайба 10 предназначена для обеспечения контактного взаимодействия со стенкой отверстия 3 наконечника 2 при перемещении (колебании) пальца 7. Также на наружной поверхности резинового вкладыша 9 с противоположной от пальца 7 стороны жестко закреплена шайба 11.
Резиновый вкладыш 9 при сборке и в собранном состоянии упруго деформирован крышкой 12, которая с помощью болтового соединения 13 прикрепляется к наконечнику 2 со стороны, противоположной выходу пальца 7 из отверстия 3 наконечника 2. Упругую деформацию резинового вкладыша 9 обеспечивает жесткий контакт крышки 12 и шайбы 11. Крышка 12 имеет П-образную форму, благодаря чему между внутренней частью крышки 12 и резиновым вкладышем 9 остается зазор для обеспечения возможности выхода части резины из объема запрессовки резинометаллического шарнира 4.
Палец 7 имеет коническое тело 14 и головку 15, на которой нарезана резьба. На головке 15 пальца 7 проделано отверстие 16 для дополнительной фиксации, например, с помощью шплинта, корончатой прорезной гайки, которая накручивается на головку 15.
Устройство работает следующим образом.
Пальцы 7 своей конической поверхностью 14 входят в конические отверстия, выполненные одно в раме, другое в заднем мосту автомобиля, и при затягивании корончатой прорезной гайки (не показана) встают в эти отверстия без зазора.
Для устранения возможности отвинчивания гайки, она фиксируется шплинтом (не показан), используя отверстие 16 головки 15 пальца 7 и прорези гайки.
Благодаря штанге реактивной задний мост автомобиля удерживается относительно рамы автомобиля с возможностью незначительного смещения заднего моста относительно рами при изменении величины и направления вращающего момента колес автомобиля. Таким образом, в режиме эксплуатации пальцы 7 в реактивнойштанге совершают колебательные движения, возможность которых обеспечена сжимаемостью резиновых вкладышей 9 и восстановлением ими своей формы после снятия нагрузки.
Использование штанги реактивной с трубчатым стержнем и шарниром с резиновым вкладышем позволяет уменьшить затраты на ее изготовление, увеличивает надежность устройства, упрощает процесс ее обслуживания и ремонта. В результате использования данного устройства увеличивается ресурс и надежность эксплуатации балансирной подвески автомобиля. За счет упругости и эластичности резинового вкладыша обеспечивается снижение ударных нагрузок на узлы и агрегаты автомобиля, в частности, на шасси автомобиля.