Карданний вал наземних транспортних засобів

Карданний вал наземних транспортних засобів, який має два шарніри з хрестовинами і підшипниками, дві фланець-вилки і рухоме шліцьове з'єднання, який відрізняється тим, що кріплення ПІДШИПНИКІВ шарнірів виконане стопорними кільцями, а між денцем підшипника і торцем шипа Корисна модель відноситься до галузі машинобудування, а саме до виготовленню карданних валів, які можуть бути використованими у вантажних автомобілях ВІДОМІ конструкції карданних валів, у яких стопоріння ПІДШИПНИКІВ здійснюють стопорними кільцями, установленими не по торцю підшипника, а по кільцевій проточці, виконаній по корпусу підшипника, торці хрестовин працюють по денцю підшипника без полімерних шайб, хрестовини мають конусний перехід шипів у тіло, який не є робочим, а ущільнення у вигляді манжети з підтискною пружиною здійснено по винесеній циліндричній поверхні, фланці ж мають плоску торцеву поверхню з центруючим буртиком і отворами під кріпильні болти, а шліцьове з'єднання виконане без полімерного покриття з захистом у вигляді гофри [1] Недоліком відомої конструкції є недовговічність шарніра, шліцьового з'єднання, велика трудомісткість складання, монтажу та демонтажу карданного вала Найбільш близьким до запропонованого є карданний вал, у якому стопоріння ПІДШИПНИКІВ здійснене спеціальними кришками з двома болтами, з наявністю у ньому шарнірів з голчастими підшипниками, для захисту яких застосовані радіальні гумові самовіджимні (за допомогою пружини) кар хрестовини установлені полімерні шайби з вуглецевонаповненого поліаміду, при цьому радіальне ущільнення ПІДШИПНИКІВ здійснено двома ущільнювальними кромками і конусним переходом шипів у тіло хрестовини, виготовленої зі сталі зниженої загартовуваності з загартуванням НВЧ, кріплення карданного вала з агрегатами транспортного засобу виконане у фланцях-вилках через хрестоподібні торцеві шліци, які є одночасно центруючим елементом, шліцьове з'єднання є шліцьовою втулкою з внутрішніми шліцами і циліндричною зовнішньою поверхнею, робочі поверхні яких покриті антифрикційним полімерним матеріалом, а ущільнення шліцьового з'єднання виконане у вигляді телескопічного захисту з двокромковим ущільненням з пол і уретаново і композиції, яке працює по покритій полімером циліндричній поверхні втулки касні манжети, хрестовин, тертя по торцю яких у парі хрестовина - підшипник відбувається сталь по сталі, і виготовлених з цементуємих хромонікельвмісних сталей Кріплення карданного вала до агрегатів автомобіля здійснене за допомогою плоских фланець - вилок через центруючий буртик і ВІСІМ болтів Шліцьове з'єднання виконане прямобічним (контакт сталь по сталі), захист шліцьового з'єднання здійснюється за допомогою профільного гумового ущільнення, яке працює по профілю ШЛІЦІВ і замкнене у спеціальну різьбову обойму, яка завертається на вилку [2] Недоліком цієї конструкції є також низька ДОВГОВІЧНІСТЬ шарніра, шліцьового з'єднання, трудомісткість складання, монтажу та демонтажу карданного вала Задачею корисної моделі є підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ шарніра, шліцьового з'єднання, зниження трудомісткості складання, монтажу та демонтажу карданного вала Поставлена задача вирішується так У карданному валі наземних транспортних засобів, який має два шарніри з хрестовинами і підшипниками, дві фланець-вилки і рухоме шліцьове з'єднання, згідно корисної моделі кріплення ПІДШИПНИКІВ шарнірів виконане стопорними кільцями, а між денцем підшипника і торцем шипа хрестовини установлені полімерні шайби з вуглецевонаповне СО го 1337 ного поліаміду, при цьому радіальне ущільнення ПІДШИПНИКІВ здійснене двома ущільнювальними кромками і конусним переходом шипів у тіло хрестовини, виготовленою зі сталі зниженою прогартовуваності з загартуванням ТВЧ, кріплення карданного вала з агрегатами транспортного засобу виконане у фланець-вилках через хрестоподібні торцеві шліци, які є одночасно центруючим елементом, а шліцьове з'єднання є шліцьовою втулкою з внутрішніми шліцами і циліндричною зовнішньою поверхнею, покритих антифрикційним полімерним матеріалом, а ущільнення шліцьового з'єднання виконане у вигляді телескопічного захисту з двокромковим ущільненням з поліуретанової композиції, яке працює по покритій полімером циліндричній поверхні втулки Кріплення ПІДШИПНИКІВ шарнірів здійснюється стопорними пальцями замість болтів через кришки ПІДШИПНИКІВ, що надає можливість забезпечити в процесі складання шарнірів мінімальні осьові зазори в межах до 0,06мм замість таких, що є 0,2мм (скорочення більш ніж у три рази) За рахунок мінімальних осьових зазорів у шарнірах карданних валів забезпечується висока точність при балансуванні і підвищується ДОВГОВІЧНІСТЬ шарніру на 20 - 30% Вуглецевонаповнені поліамідні шайби установлюють між денцем підшипника і торцем шипа хрестовини, що зменшує вплив виникаючих у процесі роботи осьових сил, діючих вздовж шипа хрестовини, значно зменшує коефіцієнт тертя, виключаються явища "схоплювання" торця шипа хрестовини і денця підшипника Новий тип ущільнення ПІДШИПНИКІВ з двома ущільнювальними кромками і конусним переходом шипів у тіло хрестовини захищає внутрішню порожнину підшипника від забруднення і підвищує міцНІСНІ характеристики вузла Збільшений діаметр роликів, що підвищує несучу здібність шарніру Це дозволяє збільшити ДОВГОВІЧНІСТЬ шарніра з більш точним регулюванням осьового зазору в шарнірі при тих же умовах експлуатації в 1,5 - 2 рази Шліци І ЗОВНІШНІЙ діаметр втулки, по якому працює ущільнення, покривають антифрикційним полімерним покриттям, що забезпечує високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ і зменшує коефіцієнт тертя в 2 - 3 рази, знижує осьові навантаження на ПІДШИПНИКОВІ вузли коробки передач і заднього мосту автомобіля приблизно на 50% Це технічне рішення потребує мінімального технічного обслуговування шліцьового з'єднання в процесі експлуатації Виконання передач крутного моменту через хрестоподібні торцеві ШЛІЦІ, які є одночасно центруючим елементом, у відомому рішенні дозволяє кріплення фланців скоротити з 8 - 12 болтів до 4-х болтів Причому болти розвантажені від зусиль на зріз Корисна модель пояснюється кресленням На фіг 1 наведений поздовжній розріз карданного вала, на фіг 2 - шарнір карданного вала в розрізі, на фіг 3 наведений фланець карданного вала з елементами кріплення Карданний вал має стопорні кільця 1 кріплення ПІДШИПНИКІВ шарнірів, полімерну торцеву шайбу 2 з вуглецевенаповненого поліаміду УПА 6/30 між хрестовиною і денцем підшипника, радіальне ущі льнення 3 з двома ущільнювальними кромками 4, які працюють по конусному переходу 5 шипів у тіло хрестовини 6, виготовленої зі сталі 60 ПП зниженої прогартовуваності з загартуванням ТВЧ, фланець - вилки 7 з хрестоподібними торцевими шліцами 8 і отворами 9 для кріпильних болтів, евольвентне шліцьове з'єднання 10 зі шліцьовою втулкою 11, робочі поверхні 12 і 13 якої покриті антифрикційним покриттям, телескопічний захист 14 з двокромковим ущільненням 15 з поліуретанової композиції Карданний вал наземних транспортних засобів працює так При виготовленні карданного вала установлення стопорних кілець 1 дозволяє значно зменшити осьові зазори в шарнірі (у межах 0,01 0,05мм) за рахунок їх підбирання за товщиною, що здійснює позитивний ефект як на процес балансування, так і на працездатність карданного вала в цілому Застосування хрестовини 6 із сталі 60 ПП зниженої прогартовуваності з загартуванням ТВЧ дозволяє значно зменшити витрати на и виготовлення і одночасно створити ефект значного зміцнювання поверхневого шару (опір зносу) і в'язкої серцевини (опір згинальним навантаженням) Установлення карданного вала на автомобілі або на інший транспортний засіб здійснюється через хрестоподібні торцеві шліци 8 на фланцях вилках, які одночасно є і центруючими елементами і кріпляться 4-ма болтами через отвори 9 Крутний момент передається торцевими шліцами 8 і болти виявляються повністю розвантаженими від передачі крутного моменту, тобто на зріз болти не працюють, що дозволяє зменшити їх КІЛЬКІСТЬ Зменшення КІЛЬКОСТІ кріпильних елементів дозволяє значно полегшити і прискорити монтаж і демонтаж карданних валів і застосувати болти з більш низьким класом МІЦНОСТІ ПІД час руху автомобіля при передачі крутного моменту від коробки переключення передач (КПП) на задній міст в карданному валі виникають ЗМІННІ кути (рух ПІДВІСКИ на стиск і відбій) При цьому хрестовина здійснює пульсуючі обертальні рухи В цьому випадку тертя торця хрестовини 6 по денцю підшипника здійснюється через торцеву полімерну шайбу 2 з вуглецевонаповненого поліаміду УПА 6/30, сполучення антифрикційних властивостей і МІЦНОСТІ якої дозволяє знизити коефіцієнт тертя, дозволяє сприймати великі питомі тиски і виключити процес схоплювання Застосування радіального ущільнення 3 з двома ущільнювальними кромками 4, які працюють по конусному переходу 5 шипів у тіло хрестовини 6, дозволяє навіть при зносі робочих ущільнювальних кромок 4 зберегти його працездатність за рахунок самопідтиснення ущільнювальної кромки 4 по поверхні конусного переходу 5 При ходах ПІДВІСКИ (стиск - відбій) карданний вал буде розтягуватися або стискуватися, тобто відбувається рух евольвентного шліцьового з'єднання 10 і елемента двокромкового ущільнення 15 Застосування антифрикційного полімерного покриття на робочих поверхнях 12 і 13 шліцьової втулки 11 дозволяє знизити коефіцієнт тертя у 3,5 5,0 разів в порівнянні з тертям сталь по сталі і 1337 дозволить збільшити ДОВГОВІЧНІСТЬ шліцьового з'єднання у 2 3 рази Крім того, дане технічне рішення знижує осьове зусилля на ЗО 40%, що в свою чергу підвищує ДОВГОВІЧНІСТЬ ПІДШИПНИКІВ шарнірів і у 1,5 2 рази підвищує ДОВГОВІЧНІСТЬ ПІДШИПНИКІВ вторинного валу коробки переключення передач (КПП) і ПІДШИПНИКІВ головних передач заднього і переднього мостів, а також деталей ПІДВІСКИ силового агрегату автомобіля в цілому ВІДПОВІДНО відбувається зменшення осьових навантажень на болти кріплення карданних передач Робота ущільнення 15 телескопічного захисту 6 2 J Н 14 по полімерному покриттю практично не приводить до зносу робочих поверхонь і дозволяє забезпечити герметичність на весь строк служби карданного вала Література 1 Автомобили МАЗ-6422, МАЗ-5432 Руководство по эксплуатации, издательство Минского автозавода — Мн , 1981 — С 28-30 2 Лукин П П , Гаспарян Г А , Родионов ВФ Конструирование и расчет автомобиля — М Машиностроение, 1984 — С 153-162 13 15 12 ФІГ.1 2 Фіг.2 1337 9 Фіг.З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71