ШКВОРНЕВОЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к ступичным узлам передней оси, и может быть использована в конструкции поворотных узлов управляемых колес транспортных средств.
Известен узел поворотного подшипника, содержащий вал, имеющий основную часть и конусную, соединенные в одно целое, кольцевую втулку, подшипник, расположенный между основной частью корпуса вала и кольцевой втулки, уплотнительное кольцо установленной на внешней части втулки, причем внутренняя часть второго подшипника является частью основной части вала, где элемент наружной части втулки может содержать внешнее кольцо и втулку, плотно установленную на внешнем кольце или части внешнего кольца, и часть втулки, окружающую внешнее кольцо и сформированную как единое целое с ним (см. патент US 2002039461 A1, МПК F16C 19/18, F16C 27/04, F16C 33/58, F16C 35/077, G11B 19/20, G11B 21/02, G11B 5/48, опубликовано 04.04.2002).
Известно подшипниковое устройство узла шарнира, содержащее вал, проходящий в осевом направлении, два подшипник качения, втулку, прикрепленную к внешней периферийной поверхности наружного кольца одно из подшипника качения, вторую втулку, прикрепленную к внешней периферийной поверхности второго наружного кольца другого подшипника качения и прокладку, упирающуюся в нижнюю торцевую поверхность наружного кольца и верхнюю торцевую поверхность второго наружного кольца, причем часть первой втулки, выступающей вниз в осевом направлении от первого внешнего кольца, прикреплена к распорке, а часть второй втулки, выступающей вверх в осевом направлении от второго внешнего кольца, прикреплена к распорке (см. патент US 2021040985 А1, МПК F16C 19/18, F16C 33/58, опубликовано 11.02.2021).
Известен шкворневой узел механизма поворота колеса, содержащий поворотную цапфу с разнесенными вдоль оси поворота ушками, несущую деталь и шкворень с упорными подшипниками и каналом для подачи смазки к подшипнику и втулке через пресс-масленку, в несущей детали выполнены полости для смазки, снабженные поршнями с направляющими стержнями и уплотнительными кольцами и пружинами, причем полости для смазки через отверстия сообщены с масляным каналом шкворня и пресс-масленкой, а в пробках несущей детали выполнены отверстия для контроля распора смазки (см. патент на изобретение RU №2043233, МПК B62D 7/18 (1995.01), опубликовано 10.09.1995).
Известен шкворневой узел, содержащий шкворень и опору шкворня, которая снабжена подшипником качения, а шкворень имеет выступ, входящий в ответный паз опоры шкворня (см. патент на полезную модель RU №84335, МПК B62D 7/18 (2006.01), опубликовано 10.07.2009).
Известен шкворневой узел, содержащий шаровую опору, поворотный кулак, шкворни, где каждый шкворень включает в себя шейку с выполненной на ней упорной шайбой, чашку, подшипник качения и дополнительно снабжен уплотнительным кольцом, при этом в шейке выполнен сквозной канал для подачи смазки с резьбой в нижней части (см. патент на полезную модель RU №52804, МПК B62D 7/18 (2006.01), опубликовано 27.04.2006).
Известно устройство ступичного узла колеса, состоящее из воздухопроводящих каналов: ступицы с двумя коническими подшипниками, цапфы с неподвижной втулкой и вращающегося со ступицей блока манжет и пневмолиний подачи сжатого воздуха от источника через канал в колесном диске к шине, ступичный узел имеет закрепленный на ступице фланец с резьбовым портом, соединяющий пневмолинией воздухопроводящий канал в ступице с портом в основании колесного диска, при этом вращающийся блок манжет размещен между упорными кольцами подшипников ступицы, неподвижная втулка установлена на цапфе с торцевыми зазорами между ней и внутренними обоймами подшипников ступицы, имеет по краям торцевые проточки с установленными в них уплотнительными кольцами для фиксации положения втулки относительно цапфы (см. патент на полезную модель RU №201573, МПК В60С 23/00 (2006.01), опубликовано 22.12.2020).
Известные решения не обеспечивают надежность и долговечность узла и самой оси на транспортном средстве при эксплуатации.
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является передняя ось с поворотными кулаками, содержащая цилиндрические шкворни, ступичный узел с коническими роликовыми подшипниками, с одной стороны которого установлена крышка, манжеты, установленные на шкворневом узле, подшипниковый узел, состоящий из игольчатых подшипников скольжения запрессованных в кулак и опорных подшипников трения, установленных на ступице, причем между верхними торцами балки и кулаками установлены клин и шайбы, с помощью которых регулируется зазор в шкворневом соединении (см. рис. 213 Передняя ось на сайте: https://lorri-trans.ru/catalog/tehinfo/rukovodstvokamaz/perednyaya-os/).
Данное техническое решение не обеспечивает беззазорную установку шкворня в балке, регулировка которой осуществляется с помощью имеющего клина, а, следовательно, идет повышение усилий на рулевое колесо и повышение зазора самого рулевого колеса во время эксплуатации, что приводит к плохой курсовой устойчивости транспортного средства при использовании данного шкворневого узла в составе, тем самым не обеспечивается надежность и долговечность узла.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение долговечности и надежности шкворневого узла при эксплуатации в составе передней оси на транспортном средстве.
Поставленная задача решается тем, что шкворневой узел, содержащий шкворень, установленный между балкой и поворотным кулаком, в котором запрессован игольчатый подшипник и манжета, шкворневой узел дополнительно имеет конические опорные подшипники с уплотнительным кольцом, установленные на шкворне, при этом в верхней части шкворня через резьбовое отверстие установлен болт, причем верхняя и нижняя часть шкворня закрыта крышками.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что шкворневой узел передней оси дополнительно имеет конические опорные подшипники с уплотнительным кольцом, установленные на шкворне, при этом в верхней части шкворня через резьбовое отверстие установлен болт, причем верхняя и нижняя часть шкворня закрыта крышками, позволяет долговечность и надежность узла при эксплуатации.
Полезная модель поясняется следующим чертежом, на котором изображен шкворневой узел передней оси.
В шкворневом узле между балкой 1 и поворотным кулаком 2 установлен шкворень 3. В проушины поворотного кулака 2 запрессованы игольчатые подшипники 4, дающие возможность вращаться кулаку вокруг шкворня, а для исключения попадания грязи в шкворневом узле установлены манжеты 5. Также шкворневой узел содержит конические опорные подшипники 6 с установленным в них уплотнительным кольцом 7, расположенные на шкворне. При этом шкворень 3 беззазорно соединен с балкой через болт 8, установленный в верхней части шкворня 3 в резьбовом его отверстии, причем болт 8 контачит с широкополой плоской шайбой 9, которая упирается в установленную на шкворне втулку 10. При этом верхняя и нижняя часть шкворня 3 закрыта крышками 11 и 12 при помощи болтового соединения.
Принцип сборки узла осуществляется следующим образом.
В поворотный кулак 2 запрессовываются игольчатые подшипники 4, далее одевается всё на балку 1 передней оси, между которыми устанавливается шкворень 3 с предварительно предустановленным коническими опорными подшипниками 6, обеспечивая соосность шкворневого отверстия балки с отверстиями в проушинах поворотного кулака. После этого при помощи специальных шайб 13 регулируется зазор между поворотным кулаком ибалкой, а плотное прилегание шкворня к балке фиксируется при помощи затяжки болта 8 в резьбовом отверстии шкворня 3.
Данная сборка конструкции узла и применение шайбы 8 для фиксации шкворня влияет на люфт рулевого колеса, на повышение курсовой устойчивости при использовании заявляемого узла при использовании его на транспортном средстве, а применение дополнительных конических опорных подшипников 6 уменьшает усилие для поворота рулевого колеса, люфт, кроме того снижается трение в самом подшипнике, что увеличивает долговечность эксплуатации узла, а, следовательно, и надежность работы всей передней оси.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить долговечность шкворневого узла при эксплуатации в составе передней оси на транспортном средстве.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.