RU211496U1

RU211496U1 - PIVOT ASSEMBLY

Info

Publication number: RU211496U1
Application number: RU2022104742U
Authority: RU
Inventors: Евгений Дмитриевич Водолазский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Белебеевский завод "Автокомплект"
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-06-08

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к шкворням с полусферическими опорами поворотных кулаков жестких управляемых мостов колесных транспортных средств.The utility model relates to transport engineering, namely to pins with hemispherical bearings of steering knuckles of rigid steerable axles of wheeled vehicles.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении долговечности при эксплуатации шкворня, определяемой повышенной долговечностью шкворня по прототипу за счет совокупности признаков, относящихся к конструкции рабочей внутренней части шкворня; повышенной долговечностью шкворня за счет признаков, относящихся к конструкции чехла и его креплению с помощью двух пружинных элементов.The technical result of the claimed utility model is to increase the durability during operation of the king pin, determined by the increased durability of the king pin according to the prototype due to the combination of features related to the design of the working inner part of the king pin; increased durability of the kingpin due to features related to the design of the cover and its fastening with the help of two spring elements.

Таким образом, долговечность шкворней заявляемой конструкции повышается еще больше. Шкворень может использоваться не только на автомобилях УАЗ, но и на других транспортных средствах, а также в качестве запасных частей к ним.Thus, the durability of the pivots of the proposed design increases even more. The king pin can be used not only on UAZ vehicles, but also on other vehicles, as well as as spare parts for them.

Технический результат достигается решением технической задачи по созданию шкворня в сборе, имеющего сферическую опорную поверхность, а также сферическую опору и сферический вкладыш, при этом вышеуказанные детали дополнительно содержат защитный чехол, заполняемый смазкой, образуя единую сборочную единицу, при этом сферическая опорная поверхность шкворня, а также внутренняя сферическая поверхность вкладыша имеют сферическую часть с высотой, превышающей радиус сферы, а вкладыш изготовлен из полимерного материала, сферическая опорная поверхность шкворня, а также внутренняя сферическая поверхность вкладыша имеют сферическую часть с высотой, превышающей радиус сферы не менее чем на 1/3 его величины, сферический вкладыш имеет входное отверстие с диаметром, меньшим диаметра сферы шкворня, а снаружи - сферическую поверхность, переходящую в цилиндрическую поверхность со стороны входного отверстия, а сферическая опора на внутренней сферической части внизу имеет компенсационную зону, отличающегося тем, что защитный чехол крепится с помощью двух пружинных элементов.The technical result is achieved by solving the technical problem of creating a kingpin assembly having a spherical bearing surface, as well as a spherical bearing and a spherical insert, while the above parts additionally contain a protective cover filled with lubricant, forming a single assembly unit, while the kingpin has a spherical bearing surface, and also, the inner spherical surface of the liner has a spherical part with a height exceeding the radius of the sphere, and the liner is made of polymer material, the spherical bearing surface of the kingpin, as well as the inner spherical surface of the liner, have a spherical part with a height exceeding the radius of the sphere by at least 1/3 of it values, the spherical insert has an inlet with a diameter smaller than the diameter of the king pin sphere, and on the outside - a spherical surface that turns into a cylindrical surface from the side of the inlet, and the spherical support on the inner spherical part at the bottom has a compensation zone that differs the fact that the protective cover is fastened with the help of two spring elements.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что пружинные элементы представляют собой витые пружины с количеством витков один или более.In addition, the kingpin is characterized in that the spring elements are coiled springs with one or more turns.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что вверху защитного чехла на внутренней поверхности имеются одна или несколько канавок.In addition, the king pin is characterized by the fact that at the top of the protective cover on the inner surface there are one or more grooves.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что канавки имеют треугольный профиль.In addition, the kingpin is characterized by the fact that the grooves have a triangular profile.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что защитный чехол изготовлен из резины.In addition, the king pin is characterized by the fact that the protective cover is made of rubber.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что защитный чехол изготовлен из полиуритана или силикона. 7 з.п. ф-лы, 4 фиг.

In addition, the kingpin is characterized by the fact that the protective cover is made of polyurethane or silicone. 7 w.p. f-ly, 4 figs.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно, к шкворням с полусферическими опорами поворотных кулаков жестких управляемых мостов колесных транспортных средств.The utility model relates to transport engineering, namely, to pins with hemispherical bearings of steering knuckles of rigid steerable axles of wheeled vehicles.

Известен поворотный кулак, содержащий шаровую опору, корпус поворотного кулака со шкворнями в виде ступенчатых цилиндров и радиальными подшипниками скольжения, упорные подшипники в виде шайб с углублениями на рабочих поверхностях для смазки, опорные кольца, регулировочные прокладки, обеспечивающие требуемую величину предварительного нагружения упорных подшипников (Руководство по эксплуатации « Автомобили УАЗ-3160, УАЗ-3162 и их модификации», г.Ульяновск, «Ульяновский Дом печати», 2000 г., с.131).Known knuckle containing a ball joint, a knuckle housing with pins in the form of stepped cylinders and radial plain bearings, thrust bearings in the form of washers with recesses on the working surfaces for lubrication, support rings, shims that provide the required amount of preload thrust bearings (Guide for operation "Cars UAZ-3160, UAZ-3162 and their modifications", Ulyanovsk, "Ulyanovsk Printing House", 2000, p.131).

Недостатками известного поворотного кулака являются: отсутствие возможности устранения радиального зазора в подшипниках скольжения, возникающего в процессе эксплуатации, высокая трудоемкость изготовления и регулировки узла, необходимость применения специального оборудовании при ремонте и замене радиальных подшипников скольжения, высокая трудоемкость обслуживания узла, обусловленная необходимостью периодического смазывания поверхностей трения.The disadvantages of the known steering knuckle are: the inability to eliminate the radial clearance in the plain bearings that occurs during operation, the high complexity of manufacturing and adjusting the assembly, the need to use special equipment for the repair and replacement of radial plain bearings, the high labor intensity of servicing the assembly, due to the need for periodic lubrication of friction surfaces .

Близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является поворотный кулак (свидетельство на полезную модель РФ №33357, кл. В62D 7/18, 02.06.2003), содержащий корпус поворотного кулака, шаровую опору с парой противолежащих полусферических опор, шкворни, механизм регулирования зазоров, шкворни выполнены с полусферической опорной поверхностью, полусферические опоры снабжены полусферическими вкладышами.A close device of the same purpose to the claimed utility model in terms of the totality of features is a steering knuckle (Utility Model Certificate RF No. 33357, class B62D 7/18, 06/02/2003), containing a steering knuckle body, a ball bearing with a pair of opposite hemispherical bearings, kingpins , a gap adjustment mechanism, the pivots are made with a hemispherical bearing surface, the hemispherical bearings are provided with hemispherical liners.

Поворотный кулак, согласно свидетельству, характеризуется тем, что полусферические опоры снабжены сквозным центральным отверстием.The steering knuckle, according to the certificate, is characterized by the fact that the hemispherical bearings are provided with a through central hole.

Кроме того, поворотный кулак, согласно свидетельству, характеризуется тем, что полусферические вкладыши снабжены выступами, установленными в ответные пазы полусферических опор.In addition, the steering knuckle, according to the certificate, is characterized by the fact that the hemispherical liners are provided with protrusions installed in the reciprocal grooves of the hemispherical bearings.

Кроме того, поворотный кулак, согласно свидетельству, характеризуется тем, что полусферические вкладыши снабжены наружным каркасом в виде втулки с выступами, установленными в ответные пазы полусферических опор.In addition, the steering knuckle, according to the certificate, is characterized by the fact that the hemispherical liners are provided with an outer frame in the form of a sleeve with protrusions installed in the reciprocal grooves of the hemispherical bearings.

Кроме того, поворотный кулак, согласно свидетельству, характеризуется тем, что внутренняя поверхность полусферической опоры и наружная поверхность полусферического вкладыша снабжены кольцевыми канавками, в которых размещено пружинное стопорное кольцо.In addition, the steering knuckle, according to the certificate, is characterized by the fact that the inner surface of the hemispherical support and the outer surface of the hemispherical bushing are provided with annular grooves, in which a snap ring is placed.

Полусферические опоры шкворней снабжены сквозным центральным отверстием для подачи смазки по внутренним канавкам вкладышей к контактирующим поверхностям вкладышей и шкворней. Описанное выше устройство принимается за аналог.The hemispherical bearings of the pivots are provided with a through central hole for supplying lubricant through the inner grooves of the liners to the contact surfaces of the liners and the pivots. The device described above is taken as an analogue.

Аналог имеет небольшое усовершенствование в части исполнения вкладыша, центральный цилиндрический выступ которого устанавливается в сквозное центральное отверстие полусферической опоры шкворня (патент РФ на полезную модель № 104914, публ. 27.05.2011), однако в выбранном аналоге технические решения изложены подробнее.The analogue has a slight improvement in terms of the execution of the insert, the central cylindrical protrusion of which is installed in the through central hole of the hemispherical kingpin support (RF patent for utility model No.

В аналоге шкворень с полусферической поверхностью, полусферический вкладыш и полусферическая втулка представляют собой отдельные детали. Их установка осуществляется непосредственно на автомобиле последовательно: полусферической опоры с вкладышем в шаровую опору, затем надвигания поворотного кулака и установки в его отверстие шкворня, затем заворачивания по резьбе конической втулки на коническую часть шкворня с последующим надеванием шайбы и затягиванием гайки через шайбу на резьбовой части шкворня. Аналогично устанавливается другой шкворень.In the analogue king pin with a hemispherical surface, hemispherical bearing and hemispherical sleeve are separate parts. Their installation is carried out directly on the car in sequence: a hemispherical bearing with an insert into the ball joint, then pushing the steering knuckle and installing the kingpin in its hole, then screwing the conical bushing onto the conical part of the kingpin along the thread, followed by putting on the washer and tightening the nut through the washer on the threaded part of the kingpin . The other pivot is installed in the same way.

Недостатками аналога являются:The disadvantages of analog are:

отсутствие предварительной подсборки собираемых деталей, в результате чего установка шкворней на автомобиле представляет определенные трудности. Однако такая подсборка на прототипе не представляется возможной по конструктивным соображениям;lack of pre-assembly of assembled parts, as a result of which the installation of kingpins on a car presents certain difficulties. However, such a subassembly on the prototype is not possible for design reasons;

повышенная трудоемкость и неудобство при сборке узла, при установке шкворней на шаровую опору, особенно нижнего шкворня, т.к. все элементы: шкворень, вкладыш и полусферическая опора представляют собой отдельные детали, соединяемые вместе только в процессе сборки узла «поворотный кулак - шаровая опора - шкворень - вкладыш - полусферическая опора». Таким образом, не реализована концепция подшипника цельной конструкции, обладающего большей технологичностью;increased labor intensity and inconvenience when assembling the assembly, when installing the kingpins on the ball joint, especially the lower kingpin, because all elements: kingpin, bearing and hemispherical bearing are separate parts, connected together only in the process of assembling the assembly "steering knuckle - ball bearing - kingpin - bearing - hemispherical bearing". Thus, the concept of a one-piece bearing with greater manufacturability has not been realized;

неудовлетворительная герметизация шкворня в связи с отсутствием защитного чехла, что приводит к возможной потере смазки, особенно нижнего шкворня, а также к попаданию грязи, песка и т.п. в зону трущейся пары «вкладыш-шкворень», при отсутствии защитного чехла, что уменьшает долговечность узла в целом;poor sealing of the kingpin due to the lack of a protective cover, which leads to possible loss of lubricant, especially the lower kingpin, as well as to the ingress of dirt, sand, etc. in the zone of the rubbing pair "liner-pivot", in the absence of a protective cover, which reduces the durability of the assembly as a whole;

выполнение площади контакта трущейся пары «шкворень - вставка» минимальной. Это получается потому, что конструктивно полусферическая опорная поверхность шкворня выполнена по сути только наполовину в виде сферы, т.е. высота полусферы примерно равна ее радиусу. Аналогично, полусферический вкладыш имеет высоту примерно равную радиусу его внутренней сферической поверхности. В результате ухудшаются условия эксплуатации, и увеличивается износ сферической поверхности шкворня.making the contact area of the rubbing pair "pin - insert" minimal. This is due to the fact that the hemispherical bearing surface of the king pin is essentially only half spherical, i.e. the height of a hemisphere is approximately equal to its radius. Likewise, a hemispherical bushing has a height approximately equal to the radius of its inner spherical surface. As a result, the operating conditions worsen, and the wear of the spherical surface of the kingpin increases.

Известен поворотный кулак, включающий в себя корпус поворотного кулака и шаровую опору, верхний и нижний шкворни, выполненные в виде пальцев с головками, опоры шкворней с выемками и вкладыши из антифрикционного материала, уставленные в выемках опор шкворней, отличающийся тем, что каждая опора шкворня выполнена в виде цилиндрического корпуса с выемкой, глубина которой превышает величину радиуса головки шкворня, и снабжена защитным чехлом, заполненным смазкой, головка каждого шкворня выполнена сферической формы, а вкладыш охватывает большую часть сферической поверхности головки, снабжен боковой полостью, заполненной смазкой, и зафиксирован в углублении опоры шкворня стопорным кольцом (патент РФ № 160616, публ. 27.03.2016 - аналог).A steering knuckle is known, including a steering knuckle housing and a ball joint, upper and lower kingpins made in the form of fingers with heads, kingpin bearings with recesses and liners made of anti-friction material installed in the recesses of the kingpin supports, characterized in that each kingpin support is made in the form of a cylindrical body with a recess, the depth of which exceeds the radius of the kingpin head, and is equipped with a protective cover filled with grease, the head of each kingpin is spherical in shape, and the insert covers most of the spherical surface of the head, is provided with a side cavity filled with grease, and is fixed in the recess king pin supports with a retaining ring (RF patent No. 160616, publ. 03/27/2016 - analogue).

Поскольку в патенте рассмотрен поворотный кулак в целом, а в заявке представлено техническое решение, относящееся только к шкворню, являющемуся составной частью поворотного кулака, остановимся на сравнении шкворневого узла, как он описан в патенте, и заявляемого решения - шкворень. Согласно патенту шкворневой узел включает в себя опору шкворня, шкворень, вкладыш, стопорное кольцо, защитный чехол и пружинное кольцо. Аналогичный состав деталей и в заявляемом техническом решении. Since the patent considers the steering knuckle as a whole, and the application presents a technical solution related only to the kingpin, which is an integral part of the steering knuckle, we will focus on comparing the pivot assembly, as it is described in the patent, and the proposed solution - the kingpin. According to the patent, the kingpin assembly includes a kingpin support, a kingpin, an insert, a retaining ring, a protective cover and a spring ring. A similar composition of parts and in the claimed technical solution.

Известен шкворень, имеющий сферическую опорную поверхность, а также сферическую опору и сферический вкладыш, при этом вышеуказанные детали дополнительно содержат защитный чехол, заполняемый смазкой, образуя единую сборочную единицу, при этом сферическая опорная поверхность шкворня, а также внутренняя сферическая поверхность вкладыша имеют сферическую часть с высотой, превышающей радиус сферы, а вкладыш изготовлен из полимерного материала, характеризующийся тем, что сферическая опорная поверхность шкворня, а также внутренняя сферическая поверхность вкладыша имеют сферическую часть с высотой, превышающей радиус сферы не менее чем на 1/3 его величины, сферический вкладыш имеет входное отверстие с диаметром, меньшим диаметра сферы шкворня, а снаружи - сферическую поверхность, переходящую в цилиндрическую поверхность со стороны входного отверстия, а сферическая опора на внутренней сферической части внизу имеет компенсационную зону (патент РФ № 191961, дата публикации 28.08.2019, патентообладатель - ООО "Белебеевский завод "Автокомплект" (ООО «БЗАК»).A kingpin is known having a spherical bearing surface, as well as a spherical bearing and a spherical insert, while the above parts additionally contain a protective cover filled with grease, forming a single assembly unit, while the spherical bearing surface of the kingpin, as well as the inner spherical surface of the insert, have a spherical part with height exceeding the radius of the sphere, and the liner is made of a polymeric material, characterized in that the spherical bearing surface of the kingpin, as well as the inner spherical surface of the liner, have a spherical part with a height exceeding the radius of the sphere by at least 1/3 of its value, the spherical liner has an inlet with a diameter smaller than the diameter of the king pin sphere, and outside - a spherical surface that passes into a cylindrical surface from the side of the inlet, and a spherical support on the inner spherical part at the bottom has a compensation zone (RF patent No. 191961, publication date 08.28.2019, patent the giver is Belebeevsky Plant Avtokomplekt LLC (BZAK LLC).

Кроме того, шкворень по вышеупомянутому патенту характеризуется тем, что вкладыш изготовлен из угленаполненного пластика.In addition, the kingpin according to the aforementioned patent is characterized in that the liner is made of carbon-filled plastic.

Техническое решение по патенту РФ № 191961 по совокупности признаков и достигаемому результату принимается за прототип. The technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 191961 is taken as a prototype in terms of the combination of features and the achieved result.

Техническим результатом прототипа является выполнение изделия в виде неразъемного узла, обеспечение постоянства моментов вращения шкворня за счет применения вкладыша из полимерного материала в конструктивном исполнении, описанном ниже, создания в сферической опоре внизу внутренней сферической части компенсационной зоны, увеличения площади охвата сферы шкворня полусферическим вкладышем, что в конечном итоге приводит к повышению технологичности сборки, увеличению срока службы изделия, уменьшению затрат на ремонт и техническое обслуживание.The technical result of the prototype is the implementation of the product in the form of a one-piece assembly, ensuring the constancy of the torque of the kingpin by using an insert made of polymer material in the design described below, creating a compensation zone in the spherical support at the bottom of the inner spherical part of the compensation zone, increasing the coverage area of the sphere of the kingpin with a hemispherical insert, which ultimately leads to an increase in the manufacturability of the assembly, an increase in the service life of the product, and a decrease in the cost of repairs and maintenance.

Технический результат прототипа достигается реализацией концепции заявителя по созданию закрытого неразъемного подшипника с решением сформулированных ниже принципиальных задач. При этом под подшипником можно понимать совокупность фрагментов деталей, играющих роль подшипника: сферическая опора, сферическая опорная поверхность шкворня, вкладыш.The technical result of the prototype is achieved by the implementation of the applicant's concept of creating a closed one-piece bearing with the solution of the following fundamental tasks. In this case, a bearing can be understood as a set of fragments of parts that play the role of a bearing: a spherical bearing, a spherical bearing surface of the king pin, an insert.

Техническое решение по прототипу решает следующие основные задачи:The technical solution for the prototype solves the following main tasks:

1. Сборка шкворня вместе с опорой, вкладышем и защитным чехлом с образованием единой сборочной единицы - шкворень в сборе.1. Assembling the kingpin together with the support, insert and protective cover to form a single assembly unit - the kingpin assembly.

Такая сборка позволяет разделить операции по сборке узла и установке его на автомобиль. В этом заключается существенное отличие от аналога (патент РФ № 160616), в котором установка всех деталей осуществляется непосредственно на автомобиле, а защитного чехла нет.This assembly allows you to separate the assembly of the assembly and its installation on the car. This is a significant difference from the analog (RF patent No. 160616), in which the installation of all parts is carried out directly on the car, and there is no protective cover.

Операция по сборке узла «шкворень - вкладыш - опора - защитный чехол» обеспечивает гарантированно качественную сборку узла, т.к. сборка осуществляется в удобных условиях на рабочем месте сборщика, не привязываясь к монтажу узла на автомобиль. Помимо улучшения качества сборки узла, снижается ее трудоемкость и тем самым повышается технологичность операции.The operation of assembling the assembly "pin - liner - support - protective cover" provides a guaranteed high-quality assembly of the assembly, because assembly is carried out in convenient conditions at the assembler's workplace, without being tied to the installation of the unit on the car. In addition to improving the assembly quality of the unit, its labor intensity is reduced and thereby the manufacturability of the operation is increased.

Кроме того, узел может быть разъемным или неразъемным. В заявляемом варианте предпочтение отдается неразъемному узлу, как более простому и надежному. Неразъемный узел не подлежит ремонту и при его замене на новый хорошее качество гарантируется производителем.In addition, the assembly may be detachable or non-detachable. In the claimed embodiment, preference is given to a one-piece assembly, as it is simpler and more reliable. The one-piece assembly cannot be repaired and when it is replaced with a new one, good quality is guaranteed by the manufacturer.

2. Увеличение площади поверхностей контактирующих деталей - шкворня и вкладыша.2. An increase in the surface area of the contacting parts - the kingpin and the liner.

Такое увеличение прогнозируемо обеспечивает уменьшение удельных нагрузок на эти поверхности в процессе эксплуатации автомобиля, тем самым повышая срок службы узла. Эта задача решается конструктивными изменениями сферических поверхностей шкворня и вкладыша.Such an increase predictably provides a decrease in the specific loads on these surfaces during the operation of the vehicle, thereby increasing the service life of the unit. This problem is solved by constructive changes in the spherical surfaces of the kingpin and bearing.

Задача увеличения площади поверхностей контактирующих деталей - шкворня и вкладыша реализуется использованием вкладыша, изготовляемого из полимера, что позволяет вкладышу за счет определенных эластичных свойств полимера охватывать дополнительную поверхность сферы шкворня, заставляя и ее «работать» в сложных дорожных условиях.The task of increasing the surface area of the contact parts - the king pin and the liner is realized by using a liner made of polymer, which allows the liner to cover the additional surface of the king pin sphere due to certain elastic properties of the polymer, making it "work" in difficult road conditions.

3. Защита узла от грязи, воды и т.п.3. Protecting the assembly from dirt, water, etc.

Защита узла от грязи, воды и т.п. - логичное решение для узлов ходовой части автомобилей. Тем не менее, в конструкции аналога эта задача не решена, да она и выглядит трудно решимой. В прототипе при решении принципиальной задачи по созданию единой сборочной единицы - шкворень в сборе, установка на нем защитного чехла является совершенно логичной. Protecting the assembly from dirt, water, etc. - a logical solution for vehicle undercarriage components. However, this problem has not been solved in the design of the analog, and it looks difficult to solve. In the prototype, when solving the fundamental problem of creating a single assembly unit - the kingpin assembly, installing a protective cover on it is completely logical.

В конструкции шкворня прототипа (патент РФ 191961, правообладатель тот же - ООО «БЗАК») использован защитный чехол старой конструкции, в котором чехол крепится пружинным элементом только к корпусу шкворня, а горловина (верхняя часть) чехла обжимает стержень шкворня за счет упругой деформации, вызванной разностью между диаметром стержня и внутренним радиусом горловины чехла. Практика показала, что в процессе эксплуатации шкворня чехол со временем теряет эластичность, поэтому ухудшается или даже теряется герметичность в горловине чехла, что приводит к проникновению грязи и ржавчины в область сопряжения горловины чехла и тела пальца шкворня во время работы. Потеря герметичности со временем в результате потери эластичности является главным недостатком крепления чехла при отсутствии второй пружины в горловине чехла, снижающим срок службы шкворня в целом.In the design of the prototype kingpin (RF patent 191961, the copyright holder is the same - BZAK LLC), a protective cover of the old design is used, in which the cover is attached with a spring element only to the kingpin body, and the neck (upper part) of the cover compresses the kingpin rod due to elastic deformation, caused by the difference between the diameter of the rod and the inner radius of the neck of the cover. Practice has shown that during the operation of the kingpin, the cover loses elasticity over time, therefore, the tightness in the neck of the cover worsens or even is lost, which leads to the penetration of dirt and rust into the area of the joint of the neck of the cover and the body of the king pin during operation. The loss of tightness over time as a result of loss of elasticity is the main disadvantage of fastening the boot in the absence of a second spring in the neck of the boot, which reduces the life of the kingpin as a whole.

Немаловажно, что новая конструкция шкворня в сборе согласно заявляемой полезной модели позволяет использовать ее в качестве запасных частей для уже эксплуатируемых автомобилей, в частности автомобилей УАЗ: Профи, Профи - 2, Патриот (с поворотным кулаком открытого типа), а также при установке его на конвейере УАЗ. Т.е. новый шкворень идёт на замену старого. It is important that the new design of the kingpin assembly according to the claimed utility model allows it to be used as spare parts for already operated vehicles, in particular UAZ vehicles: Profi, Profi - 2, Patriot (with an open steering knuckle), as well as when installing it on UAZ conveyor. Those. The new pin is replacing the old one.

4. Смазка шкворня.4. King pin lubrication.

Смазка трущихся поверхностей шкворня и вкладыша - важнейшая задача, влияющая на срок службы узла и на периодичность регулировки зазоров в трущейся паре путем затяжки втулки и гайки, расположенных в поворотном кулаке (не показано). В аналоге, а также в развивающем его патенте РФ № 104914, подача смазки к контактирующим поверхностям вкладышей и шкворней осуществляется через центральное сквозное отверстие в полусферической опоре. В прототипе смазка закладывается в защитный чехол при сборке.Lubrication of the rubbing surfaces of the king pin and bushing is the most important task that affects the service life of the assembly and the frequency of adjusting the gaps in the rubbing pair by tightening the bushing and nut located in the steering knuckle (not shown). In the analogue, as well as in the patent of the Russian Federation No. 104914 developing it, the supply of lubricant to the contact surfaces of the liners and pivots is carried out through a central through hole in the hemispherical support. In the prototype, the lubricant is placed in a protective cover during assembly.

Поставленные задачи реализованы в заявляемой полезной модели.The tasks set are implemented in the claimed utility model.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении долговечности при эксплуатации шкворня, определяемой:The technical result of the proposed utility model is to increase the durability during operation of the king pin, determined by:

повышенной долговечностью шкворня по прототипу за счет совокупности признаков, относящихся к конструкции рабочей внутренней части шкворня;increased durability of the king pin according to the prototype due to the combination of features related to the design of the working inner part of the king pin;

повышенной долговечностью шкворня за счет признаков, относящихся к конструкции чехла и его креплению с помощью двух пружинных элементов.increased durability of the kingpin due to features related to the design of the cover and its fastening with the help of two spring elements.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что вверху защитного чехла на внутренней поверхности имеются одна или несколько канавок. Количество канавок не имеет принципиального значения. Например, в варианте исполнения, приведенном на фиг. 2, используются две канавки: первая - малая верхняя канавка, как барьер-накопитель грязи, а вторая - нижняя (побольше), как резервуар для смазки.In addition, the king pin is characterized by the fact that at the top of the protective cover on the inner surface there are one or more grooves. The number of grooves is not of fundamental importance. For example, in the embodiment shown in FIG. 2, two grooves are used: the first is a small upper groove as a dirt barrier, and the second is a lower (larger) groove as a lubricant reservoir.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что защитный чехол изготовлен из полиуретана или силикона.In addition, the kingpin is characterized by the fact that the protective cover is made of polyurethane or silicone.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что вкладыш изготовлен из угленаполненного пластика.In addition, the kingpin is characterized by the fact that the liner is made of carbon-filled plastic.

Кроме того, шкворень характеризуется тем, что вкладыш изготовлен из полиоксиметилена (РОМ), полиацеталя или полиформальдегида.In addition, the kingpin is characterized by the fact that the liner is made of polyoxymethylene (POM), polyacetal or polyformaldehyde.

Таким образом, единая сборочная единица, включающая, по меньшей мере, собственно шкворень, а также сферическую опору и сферический вкладыш, представляет собой узел, преимущественно неразборный узел - шкворень в сборе.Thus, a single assembly unit, including at least the king pin itself, as well as a spherical support and a spherical insert, is a unit, mainly a non-separable unit - a king pin assembly.

В качестве полимерного материала для вкладыша используется материал, обладающий высокими прочностными и износостойкими характеристиками. Примерный перечень материалов приведен выше.As a polymeric material for the liner, a material with high strength and wear-resistant characteristics is used. An indicative list of materials is given above.

Сферическая опора состоит из металлического корпуса, имеет внутреннюю полость, состоящую из сферической части внизу и цилиндрической части сверху, с посадочным гнездом для установки шайбы, а наружная поверхность опоры имеет отбортовку в верхней части и кольцевую канавку под установку и закрепление защитного чехла пружинным кольцом, а в нижней части - кольцевую канавку под стопорное кольцо для закрепления шкворня в сборе на шаровой опоре.The spherical support consists of a metal body, has an internal cavity consisting of a spherical part at the bottom and a cylindrical part at the top, with a seat for installing a washer, and the outer surface of the support has a flanging in the upper part and an annular groove for installing and securing the protective cover with a spring ring, and in the lower part - an annular groove for the retaining ring for fixing the kingpin assembly on the ball bearing.

Шкворень в сборе представляют собой неразборный узел за счет установки шайбы в посадочное гнездо и последующей завальцовки верхней кромки сферической опоры на шайбе.The king pin assembly is a non-separable unit by installing the washer in the seat and then rolling the upper edge of the spherical bearing on the washer.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the state of the art according to scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and related headings shows that the totality of the essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the condition of patentability "novelty".

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, workable, feasible and reproducible, therefore, meets the condition of patentability "industrial applicability".

Полезная модель поясняется чертежами, гдеThe utility model is illustrated by drawings, where

фиг.1 - шкворень в сборе, в разрезе;figure 1 - kingpin assembly, in section;

фиг.2 - чехол, в разрезе;figure 2 - cover, in section;

фиг.3 - фрагмент верхней части чехла (увеличено);figure 3 - fragment of the upper part of the cover (enlarged);

фиг.4 - фрагмент нижней части чехла (увеличено). figure 4 - fragment of the lower part of the cover (enlarged).

В предлагаемом варианте исполнения шкворень в сборе состоит собственно из шкворня 1, сферической опоры 2 с расположенным между ними вкладышем 3, шайбы 4 и защитного чехла 5 с пружинным кольцом 6.In the proposed embodiment, the kingpin assembly consists of the kingpin 1 itself, the spherical bearing 2 with the insert 3 located between them, the washer 4 and the protective cover 5 with the spring ring 6.

Шкворень 1 состоит из сферической опорной поверхности 7, цилиндрической поверхности 8, конической поверхности 9 и резьбового наконечника 10 с отверстием для законтривания резьбового соединения (на шкворне верхнем) при установке шкворня в сборе на автомобиль.The king pin 1 consists of a spherical bearing surface 7, a cylindrical surface 8, a conical surface 9 and a threaded tip 10 with a hole for locking the threaded connection (on the upper king pin) when the king pin assembly is installed on the vehicle.

Сферическая опора 2 опора состоит из металлического корпуса, имеет внутреннюю полость, состоящую из сферической части внизу и цилиндрической части сверху, с посадочным гнездом 11, а наружная поверхность опоры, выполненная преимущественно цилиндрической формы, имеет посадочный поясок 12 и кольцевую канавку 13 в верхней части под установку и закрепление защитного чехла пружинным кольцом 6, а также кольцевую канавку 14 в нижней части опоры 2 под стопорное кольцо (не показано) для закрепления шкворня в сборе в шаровой опоре.The spherical support 2 consists of a metal body, has an internal cavity consisting of a spherical part at the bottom and a cylindrical part at the top, with a seat 11, and the outer surface of the support, made mainly of a cylindrical shape, has a seat belt 12 and an annular groove 13 in the upper part under installation and fastening of the protective cover with a spring ring 6, as well as an annular groove 14 in the lower part of the support 2 under the retaining ring (not shown) for fixing the kingpin assembly in the ball joint.

Сферическая опорная поверхность 7 шкворня имеет радиус 15 и высоту «H», которая больше радиуса 15 или даже больше его на 1/3. Соответственно внутренняя сферическая поверхность вкладыша 3 имеет такой же радиус 15, как и сферическая поверхность шкворня, и высоту «Н», которая также больше радиуса 15 или даже больше его на 1/3. Такие параметры двух соприкасающихся сферических поверхностей позволяют получить максимально возможные площади трущейся пары.The spherical bearing surface 7 of the kingpin has a radius of 15 and a height "H", which is greater than the radius of 15 or even 1/3 more than it. Accordingly, the inner spherical surface of the liner 3 has the same radius of 15 as the spherical surface of the king pin, and the height "H", which is also greater than the radius of 15 or even more than 1/3. Such parameters of two contiguous spherical surfaces make it possible to obtain the maximum possible areas of the rubbing pair.

В рассматриваемом варианте исполнения вкладыш 3 изготовлен из полимерного материала, обладающего высокими прочностными и износостойкими характеристиками.In the embodiment under consideration, the insert 3 is made of a polymeric material with high strength and wear-resistant characteristics.

Как видно из фиг. 1 сферический вкладыш 3 имеет входное отверстие с диаметром, меньшим диаметра сферы шкворня, а снаружи - сферическую поверхность, переходящую в цилиндрическую поверхность со стороны входного отверстия. При этом внутренняя сферическая поверхность вкладыша 3 и в верхней части прилегает к сферической поверхности шкворня, обеспечивая наибольшую площадь соприкосновения трущейся пары. При этом верхняя кромка вкладыша может иметь утолщение 16.As can be seen from FIG. 1 spherical insert 3 has an inlet with a diameter smaller than the diameter of the kingpin sphere, and outside - a spherical surface, turning into a cylindrical surface from the side of the inlet. In this case, the inner spherical surface of the insert 3 and in the upper part is adjacent to the spherical surface of the pivot, providing the largest area of contact of the rubbing pair. In this case, the upper edge of the insert may have a thickening 16.

Для хорошей посадки вкладыша 3 в нижней части сферической поверхности опоры 2 может быть создана компенсационная зона 17.For a good fit of the insert 3, a compensation zone 17 can be created in the lower part of the spherical surface of the support 2.

Шкворень в сборе собирается следующим образом. Во внутреннюю полость сферической опоры 2 вставляется вкладыш 3, с выравниванием его верхней кромки относительно нижней кромки посадочного гнезда 11. Внутренняя поверхность вкладыша 3 смазывается маслом. Затем вставляется шкворень и в посадочное гнездо устанавливается шайба. Затем верхняя кромка 18 сферической опоры 2 завальцовывается до плотной посадки шайбы 4 в посадочном гнезде 11, Таким образом, шкворень в сборе представляют собой неразборный узел. Затем защитный чехол заполняется смазкой, надевается на шкворень, нижней кромкой натягивается на кольцевую канавку 13 и крепится пружинным кольцом 6. The pivot assembly is assembled as follows. Insert 3 is inserted into the inner cavity of the spherical support 2, with its upper edge aligned with the lower edge of the seat 11. The inner surface of the insert 3 is lubricated with oil. Then the king pin is inserted and a washer is installed in the seat. Then the upper edge 18 of the spherical support 2 is rolled up until the washer 4 fits snugly in the seat 11. Thus, the kingpin assembly is a non-separable unit. Then the protective cover is filled with grease, put on the king pin, pulled over the annular groove 13 with its lower edge and fastened with a spring ring 6.

С целью сохранения герметичности между защитным чехлом и телом шкворня во время его длительной эксплуатации горловина (верхняя часть) защитного чехла надежно закрепляется с помощью дополнительного пружинного элемента 19 на цилиндрической части шкворня.In order to maintain tightness between the protective cover and the body of the kingpin during its long-term operation, the neck (upper part) of the protective cover is securely fixed with an additional spring element 19 on the cylindrical part of the kingpin.

Шкворни в сборе, верхний и нижний, устанавливаются на автомобиль следующим образом. Шкворень в сборе плотно устанавливается нижним цилиндрическим концом в сквозное отверстие с наружной стороны шаровой опоры (не показана) до упора посадочного пояска 12 в соответствующую поверхность. Затем шкворень в сборе фиксируется стопорным кольцом (не показано), устанавливаемым в кольцевой канавке 14. Аналогично устанавливается другой шкворень в сборе. Шкворни устанавливаются в шаровой опоре навстречу друг другу.Pivot assemblies, upper and lower, are installed on the vehicle as follows. The king pin assembly is tightly installed with its lower cylindrical end into a through hole on the outer side of the ball joint (not shown) until the seat belt 12 stops against the corresponding surface. Then the kingpin assembly is fixed with a retaining ring (not shown) installed in the annular groove 14. The other kingpin assembly is installed similarly. The pins are installed in the ball joint towards each other.

Жесткая связь между корпусом поворотного кулака (не показан) и шкворнем в сборе обеспечивается затяжкой резьбовой втулки (не показана) на конической поверхности 9 шкворня и гайки (не показана) на резьбовом наконечнике 10 шкворня 1.A rigid connection between the steering knuckle housing (not shown) and the kingpin assembly is provided by tightening the threaded bushing (not shown) on the conical surface 9 of the kingpin and the nut (not shown) on the threaded tip 10 of the kingpin 1.

Механизм регулирования зазоров служит для устранения зазоров и создания предварительного нагружения узла и выполнен в виде резьбовой втулки, воздействующей через внутренние конические отверстия на конические части 9 шкворней 1.The gap adjustment mechanism serves to eliminate gaps and create a preload of the assembly and is made in the form of a threaded bushing acting through the internal conical holes on the conical parts 9 of the pins 1.

При воздействии управляющего усилия на корпус поворотного кулака, он поворачивается вокруг шкворневой оси вместе со шкворнями. При этом происходит скольжение сферических поверхностей шкворней по поверхности вкладышей. Тем самым обеспечивается поворот управляемого колеса транспортного средства. При этом в полезной модели обеспечивается постоянство моментов вращения шкворня за счет применения подшипника из полимерного материала, обладающего высокими прочностными и износостойкими характеристиками, и увеличения площади охвата сферы шкворня.When a control force is applied to the body of the steering knuckle, it rotates around the pivot axis along with the pivots. When this occurs, the sliding of the spherical surfaces of the pivots on the surface of the liners. This ensures the rotation of the steered wheel of the vehicle. At the same time, the constancy of the pivot torques is ensured in the utility model due to the use of a bearing made of a polymer material with high strength and wear-resistant characteristics, and an increase in the coverage area of the pivot sphere.

Заявляемое конструктивное исполнение шкворня в сборе на основе приведенной формулы полезной модели не является единственным. Как пример, возможны варианты исполнения шкворня в сборе как в части материала вкладыша, так и в части выполнения узла разборным. Также возможны варианты исполнения с защитными чехлами, изготовленными из других материалов, помимо описанных в заявленном решении.The claimed design of the kingpin assembly on the basis of the above formula of the utility model is not the only one. As an example, there are possible versions of the kingpin assembly both in terms of the material of the liner and in terms of making the assembly collapsible. Also possible are versions with protective covers made of other materials, in addition to those described in the claimed solution.

Описанное выше выполнение полезной модели приводит к повышению технологичности сборки, еще большему увеличению срока службы изделия по сравнению с прототипом, уменьшению затрат на ремонт и техническое обслуживание. Шкворень (шкворневый узел) собирается по хорошо отработанной при производстве шаровых опор технологии.The implementation of the utility model described above leads to an increase in the manufacturability of the assembly, an even greater increase in the service life of the product compared to the prototype, and a reduction in the cost of repairs and maintenance. The king pin (pivot assembly) is assembled according to a well-established technology in the production of ball bearings.

Заявляемая конструкция шкворня защищает, в частности следующие сборочные единицы:The inventive design of the king pin protects, in particular, the following assembly units:

1) Шкворень верхний в сборе, 236021-3001014.1) Upper king pin assembly, 236021-3001014.

2) Шкворень нижний в сборе, 236021-3001013.2) Lower king pin assembly, 236021-3001013.

Claims

1. The king pin assembly, having a spherical bearing surface, as well as a spherical bearing and a spherical bushing, while the above parts additionally contain a protective cover filled with grease, forming a single assembly unit, while the king pin spherical bearing surface, as well as the inner spherical bushing surface have spherical part with a height exceeding the radius of the sphere, and the liner is made of a polymeric material, the spherical bearing surface of the kingpin, as well as the inner spherical surface of the liner, have a spherical part with a height exceeding the radius of the sphere by at least 1/3 of its value, the spherical liner has an inlet a hole with a diameter less than the diameter of the kingpin sphere, and outside - a spherical surface, turning into a cylindrical surface from the side of the inlet, and the spherical support on the inner spherical part below has a compensation zone, characterized in that the protective cover is fastened with the help of two spring elements.

2. King pin assembly according to claim 1, characterized in that the spring elements are coiled springs with one or more turns.

3. King pin assembly according to claim 1, characterized in that at the top of the protective cover on the inner surface there are one or more grooves.

4. King pin assembly according to claim 3, characterized in that the grooves have a triangular profile.

5. King pin assembly according to claim 1, characterized in that the protective cover is made of rubber.

6. King pin assembly according to claim 1, characterized in that the protective cover is made of polyurethane or silicone.

7. King pin assembly according to claim 1, characterized in that the liner is made of carbon-filled plastic.

8. King pin assembly according to claim 1, characterized in that the liner is made of polyoxymethylene, polyacetal or polyformaldehyde.