ПЕРЕДНЯЯ УПРАВЛЯЕМАЯ ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к колесным транспортным средствам.
Известно устройство наклона управляемых колес, содержащее балку моста с фланцами на концах, опоры, поворотные кулаки с цапфами, корпуса которых установлены на шкворнях, поперечную тягу, рычаг наклона поворотного кулака, рычаги вертикальной трапеции кинематически связанные между собой тягой (см. патент на изобретение RU №2264318, МПК B60D9/04 (2000.01), опубликовано 20.11.2005).
Известна подвеска колесной балки, содержащая упругие элементы в виде пневмобаллонов, гидравлические телескопические амортизаторы, направляющий аппарат, состоящий из продольных тяг, соединенных шарнирно с кронштейнами пневмобаллонов, установленными на колесной балке, и косых тяг, шарнирно связанных с кронштейном, соединенным с поддерживающей балкой, при этом упомянутые амортизатизаторы и косые тяги расположены по разные стороны колесной балки (см. патент на изобретение RU №2243103, МПК B60G9/00 (2000.01), опубликовано 27.12.2004).
Известна колесная балка, содержащая трубчатую перекладину кольцевого профиля, на концах которой расположены трубчатые наконечники с наклонными консольными участками, соединенными шарнирно с цапфами колес; направляющий аппарат, состоящий из продольных и косых тяг и упругие элементы в виде пневмобаллонов, при этом над трубчатым участком каждого наконечника расположена горизонтальная площадка со стойками, на которой установлен пневмобаллон (см. патент на изобретение RU №2364520, МПК В60В 35/08 (2006.01), B60G 9/00 (2006.01), опубликовано 20.08.2009).
Известна передняя ось портального типа, содержащая балку, колесно-ступичные узлы, шкворни, рулевую тягу, поворотные кулаки, закрепленные на тяге с помощью шкворней и соединенные между собой рулевой тягой (см. патент на полезную модель RU №108343, МПК В60В 35/00 (2006.01), опубликовано 20.09.2011).
__
Известна передняя ось портального типа RL-85A фирмы ZF, используемая в автобусе ЛиА3-621321, содержащая балку двутаврового сечения с площадкой на изгибах для крепления пневмобаллонов, амортизаторов и реактивных штанг; колесно-ступичные узлы, закрепленные на поворотных кулаках; шкворни, установленные в балке с натягом; рулевые тяги, рычаги поворотного кулака, тормозной механизм, датчики (см. адрес в интеpнeтe:http://sinref.ru/avtomobili/Liaz/002_Liaz621321_4klass rukovodstvo_2011/141.htm).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является передняя управляемая ось транспортного средства, содержащая балку двутаврового сечения, на прямой части которой, перед прогибом, имеются расширения в виде площадки для крепления на ней рессор, поворотные кулаки с фланцем для крепления тормозных механизмов, колесно-ступичные узлы, закрепленные на поворотных кулаках гайками, и содержащие подшипники с коническими роликами, которые запрессованы в ступицу, цилиндрические шкворни с подшипниками, плотно закрепленные в головку балки, рулевую трапецию в виде двух продольных рычагов с наконечниками, связанных посредством поперечной тяги, при этом балка выполнена с различным профилем по длине: на обоих концах верхняя полка шире нижней на 26-29%, в средней части нижняя полка шире верхней на 5-6%, расширения в виде площадки для крепления на ней рессор выполнены на 10-15 мм шире, причем продольные рычаги рулевой трапеции выполнены с прогибом вниз в плоскости тормозного диска и с наклоном в сторону балки в верхней части (см. патент на полезную модель RU №175381 U1, МПК В60В 35/00 (2006.01), B62D 9/00 (2006.01), B62D 17/00 (2006.01), опубликовано 20.09.2011).
Известные решения в большинстве случаев не обеспечивают достаточной надежности, не обеспечивают ремонтопригодность, так как выполнены не разборными и ограничены по функциональным возможностям.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение надежности и ремонтопригодности конструкции.
Поставленная задача решается тем, что передняя управляемая ось транспортного средства, содержащая поперечную балку двутаврового сечения и переменным профилем по длине, на прямой части которой, перед прогибом, имеются расширения в виде площадок для крепления на них рессор, поворотные кулаки с фланцами для крепления тормозных механизмов, закрепленные по обе стороны оси, колесно-ступичные узлы, закрепленные на поворотных кулаках, и содержащие подшипники с коническими роликами, которые запрессованы в ступицу, шкворневые узлы, содержащие шкворни с подшипниками, расположенные по обе стороны оси, и закрепленные в поперечной балке, рулевую трапецию в виде двух продольных рычагов с наконечниками, связанных посредством поперечной тяги, крепление продольных рычагов к поворотным кулакам выполнено при помощи шпильки с гайкой и конической разрезной пружинной втулки, при этом подшипники колесно-ступичных узлов выполнены сдвоенными, имеют уплотнения с двух сторон и размещены в едином корпусе, причем упомянутые подшипники зафиксированы с одной стороны гайкой и закрыты крышкой, а с другой - упираются в буртик ступицы, шкворни выполнены коническими, и зафиксированы в поперечной балке по конической поверхности при помощи распорной втулки, болтов и шайб, кроме того шкворни установлены под поперечным наклоном, а сверху на шкворневые узлы закреплена крышка при помощи болтового соединения. В частном случае исполнения со стороны колесно-ступичных узлов к поворотным кулакам при помощи болтового соединения закреплены барабанные тормозные механизмы, кроме того, между поворотными кулаками и тормозными механизмами установлен кронштейн, к которому закреплен дисковый тормозной механизм.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что в передней управляемой оси транспортного средства, крепление продольных рычагов к поворотным кулакам выполнено при помощи шпильки с гайкой и конической разрезной пружинной втулки, при этом подшипники колесно-ступичных узлов выполнены сдвоенными, имеют уплотнения с двух сторон и размещены в едином корпусе, причем упомянутые подшипники зафиксированы с одной стороны гайкой и закрыты крышкой, а с другой -упираются в буртик ступицы, шкворни выполнены коническими, и зафиксированы в поперечной балке по конической поверхности при помощи распорной втулки, болтов и шайб, кроме того шкворни установлены под поперечным наклоном, а сверху на шкворневые узлы закреплена крышка при помощи болтового соединения, позволяет обеспечить надежность и ремонтопригодность конструкции.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - передняя управляемая ось транспортного средства, общий вид; фиг. 2 - то же, для крепления барабанных тормозных механизмов, вид А-А в разрезе;
фиг. 3 - то же, для крепления дисковых тормозных механизмов, вид в разрезе.
Передняя управляемая ось транспортного средства содержит поперечную балку 1 двутаврового сечения, поворотные кулаки 2 с фланцами для крепления тормозных механизмов 3, которые установлены по обе стороны оси, колесно-ступичные узлы 4 со ступицами 5, которые закреплены на поворотных кулаках 1, шкворневые узлы, которые содержат шкворни 6, закрепленные в поперечной балке 1, рулевую трапецию 7, выполненную в виде двух продольных рычагов 8 с наконечниками, связанных посредством поперечной тяги 9.
Так как концентрация напряжения при нагрузках сосредоточена перед рессорной площадкой, поперечная балка 1 выполнена с переменным профилем по длине, на передней части которой, перед прогибом, имеются расширения в виде площадок для крепления рессор. Поперечная балка 1 входит в поворотные кулаки 2. Колесно-ступичные узлы 4 содержат подшипники 10 с коническими роликами, которые запрессованы по наружному диаметру в ступицу 5 колесно-ступичных узлов 4. Подшипники 10 колесно-ступичных узлов 4 выполнены сдвоенными. Для надежности и герметичности подшипники 10 имеют уплотнения 11 с двух сторон, и размещены в едином корпусе. Подшипники 10 при эксплуатации автомобиля не требуют регулировки и смазки. От перемещения в ступице 5 под воздействием рабочих нагрузок подшипники 11 зафиксированы с одной стороны гайкой 12 и закрыты крышкой 13 при помощи болтов, а с другой - упираются в буртик 14 ступицы 5 колесно-ступичных узлов 4. Крышка 13 также обеспечивает надежность и герметичность колесно-ступичного узла 4.
На заявляемую переднюю управляемую ось установлены барабанные тормозные механизмы со стороны колесно-ступичных узлов 4 к поворотным кулакам 2 при помощи болтового соединения и гаек, а дисковые тормозные механизмы - к поворотным кулакам 2 при помощи болтового соединения и гаек через кронштейн 15. Применение кронштейна 15 позволяет использовать одни и те же поворотные кулаки 2 передней управляемой оси как с барабанными тормозными механизмами, так и с дисковыми.
В шкворневых узлах шкворни 6 выполнены коническими с упорными роликоподшипниками 16, которые расположены по обе стороны передней управляемой оси. Для равномерной нагрузки на упорные роликоподшипники 16 между головкой поперечной балки 1 и упомянутыми роликоподшипниками 16 установлена сферическая шайба 17. Шкворни 6 зафиксированы в поперечной балке 1 по конической поверхности при помощи распорной втулки 18, болтов 19 и шайбы 20. Шкворни 6 установлены в шкворневых узлах оси под поперечным наклоном, который в зависимости от эксплуатации автомобиля и нагрузкой на переднюю управляемую ось составляет от 3° до 8°.
Для стабилизации управляемых колес для магистральных автомобилей с нагрузкой на переднюю управляемую ось до 7500 кгс угол поперечного наклона шкворней составляет 6°-8°, при этом развал колес равен 0°30'. Для тяжелых автомобилей самосвалов с нагрузкой на переднюю управляемую ось более 7500 кгс угол поперечного наклона шкворней составляет 3°-5°, при этом развал колес равен 1°30'. Отклонение от данных значений интервалов в меньшую или большую сторону, приведет к ухудшению управляемости автомобиля и преждевременному износу протектора шин.
Сверху на шкворневые узлы закреплена крышка 21 с уплотнительным резиновым кольцом при помощи болтового соединения. Для надежного соединения шкворней 6 в поперечной балке 1 шайба 20 изготовлена из пружинной стали, а крепление при помощи болта 19 обеспечивает небольшие размеры, кроме того надежность и герметичность шкворневого узла обеспечивается так же за счет применения крышки 21. Такая конструкция шкворневого узла делает конструкцию наиболее ремонтопригодной.
Крепление продольных рычагов 8 к поворотным кулакам 2 выполнено при помощи шпильки 22 с гайкой и конической разрезной пружинной втулки 23, которая позволяет исключить перемещение продольных рычагов 8.
Принцип работы осуществляется следующим образом.
При вращении передней оси колес путем поворота поворотных кулаков 2, продольные рычаги 8 рулевой трапеции 7 и колесно-ступичные узлы 4 приводятся в движение, при этом поперечная балка 1 остается неподвижной. Для поворота транспортного средства усилие передается на поворотные кулаки 2, происходит вращение относительно шкворней 6 передней управляемой оси, и колеса с шиной поворачиваются относительно продольной оси автомобиля, которые вращаются вместе со ступицами 5, тормозными механизмами и внешними кольцами роликоподшипников 16, при этом внутренние кольца с поворотными кулаками 2 остаются неподвижными. Для торможения усилие создается тормозными механизмами, и происходит снижение момента вращения, при необходимости, вплоть до полной остановки.
Данное техническое решение позволяет обеспечить надежность конструкции, проводить ее ремонт, техническое обслуживание и регламентные работы за счет возможности ее разборки, то есть позволяет сделать конструкцию ремонтопригодной, кроме того в совокупности свойств обеспечить универсальность конструкции с возможностью установки или дисковых или барабанных тормозных механизмов за счет применения кронштейна.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.