Уплотнение подшипникового узла ступиц ведущих колес грузовых автомобилей

 

Уплотнение подшипникового узла ступиц колес грузовых автомобилей содержит основную манжету, установленную с натягом во вращающуюся на цапфе на двух конических роликоподшипниках ступицу, обеспечивающую посредством рабочих кромок и пружины уплотнение узла по неподвижному кольцу с внутренней стороны ступицы, и с внешней стороны - шайбу замковую, шайбу отгибную, гайку подшипников. На внешней стороне подшипникового узла в ступице размещено дополнительное уплотнение, выполненное из манжеты с пружиной, гайки подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного кольца и резиновой пробки, установленной в паз цапфы. При этом дополнительное уплотнение снабжено элементами для демонтажа манжеты. В результате повышается надежность уплотнения ступичного узла. 4 ил.

Изобретение относится к ведущим мостам транспортных средств с подшипниковыми узлами ступиц колес с колесными тормозными механизмами и предназначено для предотвращения попадания извне в подшипниковый узел пыли, грязи, воды и т.д., удержания смазки в узле и исключения попадания жидкой смазки в тормозные механизмы транспортных средств.

Широко известны следующие уплотнения данных узлов: - с установкой одной простой манжеты в ступицу на внутренней стороне (см. фиг. 1, М. : Машиностроение, 1988, "Автомобили КАМАЗ типа 6х4, руководство по эксплуатации, стр.99). Основным недостатком этой конструкции является совмещение функции для одной манжеты как по защите узла от загрязнения, так и по удержанию жидкой смазки, и попадание жидкой смазки в тормозные механизмы транспортных средств; - с установкой специального сложного уплотнения, например с двумя манжетами (см.фиг.2, Автомобили МАЗ 6422, 5432; Техническое описание и руководство по эксплуатации, Минск, 1981, стр.31), позволяющими разделить функции защиты от грязи и пыли и удержания жидкой смазки. При этом наружная манжета защищает узел от загрязнения, а внутренняя удерживает жидкую смазку. Однако установка манжет с разными функциями на одной стороне ступицы может привести к преждевременному выходу из строя внутренней манжеты и, как следствие, к вытеканию жидкой смазки. Поэтому смазывание узлов с такой конструкцией уплотнения (см. фиг. 2) не обеспечивает достаточной надежности узла при использовании жидкой смазки; - с установкой двух разнесенных в разные места уплотнений, выбранное в качестве прототипа (см.фиг.3, М.: Машиностроение, 1986, стр.105). Одно уплотнение (поз.1) защищает узел от внешних воздействий, другое (поз.2) - установленное в балке моста - исключает попадание жидкой смазки в ступицу и далее на тормозные агрегаты автомобиля. Такая конструкция обеспечивает достаточно надежное уплотнение, так как каждое уплотнение выполняет одну функцию, и состояние одного уплотнения не влияет на состояние другого. Однако данное техническое решение имеет ограниченную область применения, а именно: его можно использовать только для разрезной балки со съемной цапфой. Такая конструкция позволяет установить уплотнение непосредственно в балку. При цельной балке или цельносварной данное техническое решение невыполнимо по технологическим ограничениям.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является обеспечение надежного уплотнения без значительного изменения существующей конструкции узла и без ограничения по конструкции балки ведущего моста, а также исключение попадания жидкой смазки в узлы тормозного барабана ведущего моста.

Заявляемое техническое решение обеспечивает надежное уплотнение ступичного узла при любых конструкциях балок (разъемных, сварных и т.д.), что значительно повышает срок службы ведущих мостов. При этом возможна установка заявляемых уплотнений на вею имеющуюся номенклатуру автомобилей, выпускаемых в настоящее время и выпущенных ранее, так как конструкция основных деталей ступичного узла не меняется. Кроме этого, заявляемое уплотнение возможно использовать на других автомобилях, имеющих аналогичные автомобилю КАМАЗ конструкции ступичных узлов. При этом находящиеся в эксплуатации и новые автомобили не требуют какой-либо доработки, доводки.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что уплотнение подшипникового узла ведущих колес транспортных средств, содержащее основную манжету, установленную с натягом во вращающуюся на цапфе на двух конических роликоподшипниках ступицу, обеспечивающую посредством рабочих кромок и пружины уплотнения узла по неподвижному кольцу с внутренней стороны ступицы, и с внешней стороны - шайбу замочную, шайбу отгибную, гайку подшипников, характеризующееся тем, что на внешней стороне подшипникового узда в ступице размещено дополнительное уплотнение, выполненное из манжеты с пружиной, гайки подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного кольца и резиновой пробки, установленной в паз цапфы. При этом дополнительное уплотнение снабжено элементами для демонтажа манжеты.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", так как по отдельности признаки известны из уровня техники, однако в вышеперечисленной совокупности и в связи с решаемой задачей данная совокупность не была обнаружена в аналогах и прототипе заявляемого решения.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", предъявляемому к изобретениям, так как разрешает противоречие, которое невозможно разрешить обычным конструированием, а именно: обеспечивает достижение поставленной задачи - обеспечение надежного уплотнения подшипникового узла и исключение попадания жидкой смазки на тормозные механизмы ведущего моста.

Учитывая вышеизложенное, можно считать, что разрешение противоречия является доказательством "изобретательского уровня".

Доказательством неочевидности заявляемого решения является то, что все конструкции ведущих мостов грузовых транспортных средств оснащены тормозными механизмами и попадание смазки на узлы торможения недопустимо. Ввиду того, что вероятность попадания на тормозные механизмы консистентной смазки намного меньше по сравнению с жидкой смазкой, в ведущих мостах желательно применение только консистентной смазки. Но в то же время для обеспечения работоспособности главных передач ведущего моста обязательным условием является применение жидкой смазки. Использование заявляемой конструкции разрешает это противоречие, так как создается практически два замкнутых объема, заполненных жидкой и консистентной смазками. Возрастание давления в этих объемах приводит только к еще большей герметизации узлов, так как создаваемое давление в этих полостях воздействует на внутреннюю и наружную манжеты в направлении, прижимающем рабочие кромки к неподвижным цилиндрическим поверхностям (на фиг. 3 стрелками показано направление движения жидкой смазки, на фиг.4 - буквами "а" и "в" - создающиеся замкнутые контуры, а стрелками с буквами F 1 и F 2 - усилия, прижимающие рабочие кромки манжет к цилиндрическим поверхностям).

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема аналога 1 с пояснениями поступления жидкой смазки в тормозные механизмы; на фиг.2 - схема аналога 2 с двумя манжетами; на фиг. 3 - схема узла с установкой двух разнесенных в разные места уплотнений, выбранная в качестве прототипа; на фиг.4 - схема заявляемого технического решения.

Заявляемое техническое решение состоит из манжеты 1 с пружиной дополнительного уплотнения, гайки 2 подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного пластмассового кольца 3, резиновой пробки для паза цапфы 4, манжеты основной с пружиной 5, ступицы колес ведущего моста 6, кольца манжеты 7, полости с жидкой смазкой "а", полости с консистентной смазкой "в". Избыточное давление, действующее на манжету 1 дополнительного уплотнения, обозначено буквой "F 1". Избыточное давление, действующее на основную манжету 5, обозначено буквой "F 2".

Заявляемое техническое решение собрано и работает следующим образом.

Ступица колеса 6 вращается на двух конических подшипниках, установленных на цапфе балки ведущего моста. Для защиты узла от внешних воздействий (вода, пыль, грязь) в ступицу с натягом по наружному диаметру установлена основная манжета 5 с пружиной, которая своими рабочими кромками вращается по неподвижному кольцу 7. Для исключения попадания жидкой смазки из картера ведущего моста во внутреннюю межподшипниковую полость ступицы и далее в тормозные механизмы на наружной стороне ступицы установлено дополнительное уплотнение 1, состоящее из манжеты с пружиной, установленной в ступицу с натягом по наружному диаметру, и рабочей кромкой, вращающейся по цилиндрической поверхности гайки 2 подшипников. Для ограничения перемещения манжеты внутрь ступицы устанавливается проставочное пластмассовое кольцо 3. Для исключения проникновения жидкой смазки через паз в этот паз устанавливается резиновая пробка 4.

Заявляемое техническое решение может быть изготовлено на стандартном оборудовании известными способами с применением современных материалов.

Заявляемое техническое решение использовано на серийных и экспериментальных автомобилях, зарекомендовало себя как надежное уплотнение, попадание жидкой смазки в тормозные узлы автомобиля не наблюдалось.

Формула изобретения

Уплотнение подшипникового узла ступиц ведущих колес грузовых автомобилей, содержащее основную манжету, установленную с натягом во вращающуюся на цапфе на двух конических роликоподшипниках ступицу, обеспечивающую посредством рабочих кромок и пружины уплотнение узла по неподвижному кольцу с внутренней стороны ступицы, и с внешней стороны - шайбу замковую, шайбу отгибную, гайку подшипников, отличающееся тем, что на внешней стороне подшипникового узла в ступице размещено дополнительное уплотнение, выполненное из манжеты с пружиной, гайки подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного кольца и резиновой пробки, установленной в паз цапфы, при этом дополнительное уплотнение снабжено элементами для демонтажа манжеты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4