ПАЛЕЦ ГУСЕНИЧНОЙ ЦЕПИ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции поперечных поворотных пальцев, предназначенных для шарнирного соединения между собой звеньев гусеничной цепи, используемой, например, в таком сельскохозяйственном транспортном средстве, как гусеничный трактор, второго и третьего тяговых классов.
Известен палец гусеничной цепи, содержащий металлический стержень с головкой на одном конце. На стержень пальца нанизан пакет пластин с предварительно упрочненным, например, борированным поверхностным слоем (SU 1143640, кл. B62D 55/205, опубликован 07.03.1985).
Недостаток аналога состоит в сложной конструкции пальца, включающей множество упрочняющих элементов, а также крепежные элементы, что приведет к неоправданному увеличению его веса, трудоемкости и материалоемкости, а на практике - к ненадежности работы устройства.
Также известен, выбранный в качестве ближайшего аналога полезной модели, палец гусеничной цепи, выполненный из металла в виде стержня с выпуклой головкой, при этом стержень пальца имеет упрочненный поверхностный слой, толщина которого составляет 4 - 4,5 мм, а твердость поверхностной части упрочненного слоя составляет 52÷62 единицы по Роквеллу (RU 124655, кл. B62D 55/21, опубликовано 10.02.2013).
Недостаток ближайшего аналога заключается в недостаточной износостойкости пальца.
Задача полезной модели состоит в повышении эксплуатационных свойств предложенного пальца.
Указанная задача обеспечена техническим результатом, направленным на увеличение износостойкости готового изделия в виде пальца гусеничной цепи на 15-20%.
Кроме того, в полезной модели повышена устойчивость пальца на механический излом.
Названный технический результат достигнут в полезной модели благодаря следующей совокупности признаков.
Также как в ближайшем аналоге предложенный палец гусеничной цепи выполнен из стали в виде стержня с головкой, при этом стержень пальца имеет упрочненный поверхностный слой.
В отличие от ближайшего аналога палец выполнен из стали, лигированной марганцем, а толщина упрочненного слоя стержня составляет 5-6 мм, при этом твердость поверхностной части упрочненного слоя находится в интервале значений 63-64 единицы по Роквеллу.
Диаметр стержня составляет 22 мм.
Головка пальца имеет выпуклую форму и на ее поверхности размещен идентификационный символ, выполненный в виде выступа Т-образной или Ч-образной формы.
Внутренняя неупрочненная часть стержня имеет диаметр 10-12 мм.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен палец (вид сбоку); на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение С-С на фиг. 1; на фиг. 5 - схематично показано поперечное сечение пальца (ближайший аналог); на фиг. 6 - схематично показано поперечное сечение предложенного пальца.
Изображенный на фиг. 1 палец гусеничной цепи состоит из цилиндрического стержня 1, на одном конце которого выполнена округлая выпуклая головка 2 с выступом 3 или 4 соответствующей формы.
Выпуклая форма головки пальца, снабженная выступом, позволяет уменьшить вероятность ее разрушения при контакте с ударным инструментом в процессе установки пальца в траки гусеничной цепи.
Кроме того, Т-образный (фиг. 2) или Ч-образный (фиг. 3) выступ, образованный на головке пальца, позволяет производителю проидентифицировать свои изделия, выделив их из подобных изделий других производителей.
Палец выполнен из стали, легированной марганцем, марки 50Г. Добавление марганца улучшает степень прокаливания детали на глубину, тем самым, увеличивая глубину упрочненного (закаленного) слоя 5 (фиг. 6) до 5-6 мм. В ближайшем аналоге глубина такого слоя 6 максимально составляла 4,5 мм (фиг. 5). После закалки на установке ТВ4 структура детали меняется таким образом, что в упрочненном (закаленном) слое 5 образуется мелкозернистый мартенсит (фиг. 6), в отличие от слоисто-зернистого мартенсита в слое 6 в аналоге (фиг. 5), что повышает износостойкость готового изделия на 15-20% по сравнению с аналогом.
На фиг. 4 дано поперечное сечение С-С пальца гусеничной цепи, где схематично показано как меняется твердость стержня по мере удаления от его сердцевины.
Чем ближе слой стержня к его сердцевине, тем меньше твердость упрочненного (закаленного) слоя. Примыкающий к внутренней неупрочненной части стержня пальца слой имеет твердость 25-30 единиц по Роквеллу, тогда как твердость неупрочненной внутренней части стержня составляет 20-25 единиц по Роквеллу.
Такие показатели толщины закаленного слоя объясняются повышенным содержанием в стали углерода и марганца, а также новой технологией, позволяющей осуществить очень быструю обработку рабочей зоны поверхности пальца токами высокой частоты, что в свою очередь приводит к разогреву этой поверхности до температуры 890-900°С и резкому охлаждению в течение 2 с нагретой поверхности специальной жидкостью на основе воды до температуры 40-60°С, что приводит к изменению структуры металла и резкому повышению твердости в закаленном слое. В результате чего твердость поверхностной части упрочненного (закаленного) слоя 5 стержня пальца максимально составила от 63 до 64 единиц по Роквеллу.
Для изготовления предложенной конструкции пальцев была разработана специальная автоматическая закалочная линия. Полученные на ней образцы пальцев в количестве 60 штук подверглись экспертизе на химический состав для определения марки стали, а также на твердость в продольном и поперечном сечениях.
Твердость пальцев после различных вариантов нагрева под закалку и охлаждения в специальной жидкости определялась по методу Роквелла с нагрузкой на индентор 150 кгс.
В таблице представлены результаты измерений твердости известного (1) и предложенного (2) образцов пальцев в продольном направлении изделия.
Из таблицы видно, что твердость в продольном направлении известного (1) и предложенного (2) испытуемых образцов увеличивается по мере удаления от свободного торца пальца, противоположного головке, что объясняется той нагрузкой, которая на него оказывается в рабочем положении гусеничной цепи.
Внутри готового пальца 1 остается незакаленная часть стали диаметром 10-12 мм с твердостью 20-25 единиц по Роквеллу (сырой материал), что повышает устойчивость пальца на механический излом, а это, в свою очередь, повышает долговечность работы пальца.
Для производства гусеничных пальцев применялся прокат диаметром 22 мм из стали марки 50Г, который используется для разных видов тракторов.