Что такое шкворень на вагоне
Работа шкворней происходит при непрерывном контакте с частицами грязи и пыли, водой и реагентами, что вызывает вымывание смазочных материалов, которые закладываются в шкворни. Хотя они обладают немалым ресурсом, отсутствие регулярного обслуживания приводит к их изнашиванию и выходу из строя. Здесь может помочь специальная смазка, обеспечивающая исправность шкворней и продлевающая срок их эксплуатации.
Шкворень представляет собой рабочий элемент поворотного узла, который используется в разных вариантах автотранспорта и спецтехники. Он имеет вид особого стержня из стали, служащего в качестве поворотной оси соединения шарниров и силовых частей.
В авто, тракторах и иных видах техники этот узел является элементом соединения кулаков поворота колёс с балками, используясь как основа для устройства сцепления прицепов либо полуприцепов.
Шкворень реализует такие функции:
Исправность шкворней определяет степень надёжности пользования средством передвижения или спецтехникой. В ходе использования данные узлы изнашиваются и испытывают высочайшие нагрузки. По этой причине необходимы их регулярное обслуживание и своевременная замена.
По предназначению шкворни подразделяют на несколько категорий:
В конструктивном отношении выделяют сквозные и раздельные шкворни для цапф. Сквозные имеют вид стержней из стали, помещающихся с помощью подшипников скольжения либо качения внутрь посадочных мест, которые располагаются в мостовой балке и в кулаке поворота. Их фиксация осуществляется с помощью таких деталей, как штифты, резьба либо крышки, расположенные в верхней и нижней узловых частях. Крышки либо кулаки для поворота могут дополнительно оборудоваться масленками.
Шкворень раздельного типа имеет вид укороченного пальца из стали, устанавливаемого в 2 точках, где мостовая балки соединяется с поворотным кулаком. На каждый из кулаков имеются 2 шкворня: снизу и сверху. У них может быть аналогичная конструкция либо разные элементы и размеры.
Шкворневой узел вагона
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3639713/27-11 (22) 07.09.83 (46) 23.01.85. Бюл. № 3 (72) А. А. Пранов, С. Н. Нейжмак и В. А. Шихалев (53) 629.4.023.16 (088.8) (56) 1. 1. Патент США № 3771465, кл. В 61 F 5/16, 1972 (прототип). (54) (57) ШКВОРНЕВОЙ УЗЕЛ ВАГОНА, содержащий установленный на шкворневой балке кузова пятник, выполненный в виде опорной плиты и опирающийся на подпятник тележки, шкворень, размещенный вотверстиях пятника и подпятника, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения долговечности сопряженных поверхностей деталей путем сохранения постоянного контакта между ними при относительных боковых колебаниях кузова и тележки, на шкворневой балке кузова жестко закреплены кронштейны с отверстиями, а опорная плита выполнена с цапфами, образующими шарнирные соединения с отверстиями в кронштейнах, причем оси цапф опорной плиты и отверстий кронштейнов расположены в продольной вертикальной плоскости вагона.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции узлов, обеспечивающих передачу нагрузки от кузова рельсового транспортного средства к его ходовой части.
Известен шкворневой узел вагона, содержащий установленный на шкворневой балке кузова пятник, выполненный в виде опорной плиты и опирающийся на подпятник тележки, и шкворень, размещенный в отверстиях пятника и подпятника (1).
Недостатком известного узла является нарушение контакта между плоскостями пятника и подпятника при боковых колебаниях кузова, местное нагружение пятника и подпятника по краям и, как следствие, зна. чительные контактные напряжения в деталях.
Цель изобретения — повышение долговечности сопряженных поверхностей деталей путем сохранения постоянного контакта между ними при относительных боковых колебаниях кузова и тележки.
Указанная цель достигается тем, что в шкворневом узле вагона, содержащем установленный на шкворневой балке кузова пятник, выполненный в виде опорной плиты и опирающийся на подпятник тележки, шкворень, размещенный в отверстиях пятника и подпятника, на шкворневой балке кузова жестко закреплены кронштейны с отверстиями, а опорная плита выполнена с цапфами, образующими шарнирные соединения с отверстиями в кронштейнах, причем оси цапф опорной плиты и отверстий кронштейнов расположены в продольной вертикальной плоскости вагона.
На фиг. 1 изображен шкворневой узел вагона, в разрезе; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство, вид сбоку.
Шкворневой узел вагона содержит шкворневую балку кузова 1 с опорной плитой 2, выполняющей роль пятника, подпятник тележки 3 и шкворень 4, размещенный в отверстиях опорной плиты и подпятника. На шкворневой балке 1 жестко закреплены
10 кронштейны 5 с отверстиями, в которых расположены цапфы опорной плиты 2, образуя с ними шарнирные соединения, ось которых совпадает с продольной осью вагона.
Для передачи усилия в продольном направ ленин опорная плита снабжена в верхней части выступом 6, расположенным вдоль поперечной оси тележки, а шкворневая балка имеет две направляющие 7, охватывающие этот выступ. Между выступом 6 и шкворневой балкой 1 в вертикальном направле20 нии предусмотрен гарантированный зазор 8, обеспечивающий возможность поворота опорной плиты относительно кузова при боковых колебаниях кузова.
В процессе движения вагона при боко вых колебаниях кузова, благодаря шарнирному соединению опорной плиты (пятника) с кузовом и совпадению продольной оси этого соединения с продольной осью вагона, обеспечивается устойчивое горизонтальное положение поверхности пятника и постоянЗп ный надежный контакт ее с поверхностью подпятника по всей плоскости.
Выполнение предлагаемого шкворневого узла вагона повышает долговечность сопряженных поверхностей пятника и подпятника, т. е. всего шкворневого узла в целом.
Составитель М. Фрадкин
Редактор П. Коссей Техред И. Верес Корректор А. Тяско
Заказ 10208/13 Тираж 493 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Что такое шкворень?
Шкворень – металлический стержень, силовой элемент и поворотная ось колеса, являющегося управляемым. В широком смысле, деталь поворотного соединения, используемого в автотракторной технике.
На данную запчасть возлагается выполнение ряда функций:
Состояние данной запасной части оказывает непосредственное влияние на безопасность и надёжность управления транспортным средством. Существенные нагрузки, воспринимаемые ей при работе, приводят к её износу, что требует выполнения своевременной замены.
Для правильного выбора требуемой запчасти необходимо учитывать конструктивные особенности и типы шкворня.
Существующие конструкции и типы шкворня
Вся выпускаемая продукция данного ассортимента подразделяется на несколько групп:
Шкворень поворотной цапфы, кулака
Представляет деталь конструкции, выполняющую задачу удержания колеса, с восприятием всех нагрузок, последующим распределением на раму транспортного средства.
По конструктивному исполнению и применимости, подобные детали делят на две подгруппы:
Сквозной шкворень предусматривает его пропуск через обе точки соединения мостовой балки с поворотным кулаком (сверху, снизу). Следовательно, на каждом мосту, в этом варианте, применяется два шкворня.
Подобное соединение наиболее надёжное и простое. Но применяется только в транспортных средствах, имеющих задний ведущий мост. Объясняется это тем, что деталь проходит сквозь ось балки. Поэтому установить полуоси, другие детали, невозможно.
Раздельные шкворни, имеющие меньшую длину, обеспечивают независимое соединение балки и поворотного кулака в 2 точках, сверху и снизу. На один мост используется 4 подобные детали.
Эти соединения сложнее в техническом плане, однако допускают монтаж на ведущих мостах. Подобная установка шкворней оставляет достаточно места для монтажа шарниров либо полуосей, и обеспечивает передачу крутящего момента на управляемые колёса с редуктора.
Конструкция шкворня 1 и 2 типа различна
Сквозной изготавливается из стали. Имеет переменный либо постоянный профиль. На его поверхности, в зависимости от модели, выполняются каналы для подачи смазки, выточки, в которые упираются фиксирующие штифты. На штифте выполняются шейки, сверху и снизу. Ряд моделей имеет резьбу, используемую для крепления шкворня в цапфе (вариант, кулаке). Использование подшипников разных типов (качения, скольжения), установленных в специальных отверстиях, имеющихся в мостовой балке, поворотном кулаке, позволяет установить шкворень в нужное место, выполнить соединение упомянутых элементов.
После установки шкворень фиксируется штифтом (боковое закрепление), резьбой, крышками (верх, низ). В крыше, поворотном кулаке крышке может предусматриваться наличие маслёнки.
Предусмотрена установка шкворня с использованием:
Ряд типов шкворней рассчитан на комбинированную установку. Сверху вкладыш, снизу используется опорный подшипник.
Раздельные шкворни, укомплектованные сферическими вкладышами, выделяются в специальную группу. Нижней стороной они фиксируются на балке (чаще всего, жёсткая фиксация достигается парой резьба/гайка). На другой выполнена сферическая головка. Ей шкворень упирается в, имеющейся на корпусе такой делали, как поворотный кулак, сферический вкладыш. Этот вариант достаточно широко применялся на УАЗ ранних выпусков.
Шкворни рассмотренных типов выполняются из легированных и углеродистых конструкционных сталей разных марок, допускающих цементацию наружных поверхностей (так именуется термообработка, позволяющая повысить твёрдость детали), имеющих значительную вязкость.
Данные детали отличаются повышенной износоустойчивостью, существенной прочностью. Это гарантирует надёжность всего сборочного узла.
Шкворни для седельно-прицепных устройств
Это одна из деталей шарнирного соединения любого полуприцепа, с устройством ССУ, установленным на седельных тягачах. Деталь монтируется на полуприцепе, вставляется в ССУ, надёжно закрепляется в последнем. Это обеспечивает гарантированное удержание полуприцепа, сохраняет возможность поворота при движении и маневрировании.
Шкворни данной группы стандартизованы. По диаметрам (в миллиметрах), которые имеют сопрягаемые поверхности детали, различают три основных типа:
Шкворни первого типа применяются только на технике, изготовленной в России. Детали 2 и 3 типа полностью отвечают положениям международных нормативов.
Шкворни этой группы изготавливаются в двух вариантах:
1 тип представляет стержень с фланцем. Монтаж к полуприцепу предусматривает болтовое соединение. Ставится на внутренней либо внешней поверхности донной части полуприцепа. Возможна комплектация фланцами, рассчитанными под винт, имеющей потайную головку, либо стандартный болт.
Вторая версия представляет стержень, имеющий сверху внешнюю резьбу. Ставится в приваренную на полуприцеп втулку.
Независимо от варианта, шкворни данной группы конструктивно производятся одинаково. Это стержень цилиндрического типа заданной длины. Снизу на нём выполняется проточка фиксированной ширины, являющаяся сопрягаемой поверхностью. Её деталь вставляется в ССУ, где прочно фиксируется благодаря форме конструкции. Сверху, с учётом типа детали, может выполняться фланец (вариант, резьба).
Шкворень для навесок и прицепных устройств
Эти подели применяются при необходимости соединения навесного оборудования (различных прицепов) с устройствами на бамперах транспортного средства (впереди, сзади) и различными навесками.
Такие шкворни часто именуются «палец». Производители предлагают их в многовариантных исполнениях, различных конструкциях.
Самое простое представляет палец, имеющий снизу отверстие для монтажа фиксирующего устройства (например, пальца), а сверху расширение, по форме напоминающее грибок.
Остальные модели отличаются более сложными конструкциями. Могут комплектоваться разнообразными фиксирующими устройствами, разными крюками, иными вспомогательными деталями.
Шкворень
В тепловозах, электровозах и вагонах используют шкворень с вертикальной осью для соединения колёсных тележек между собой и с рамой машины. [1]
На автомобиле в своём изначальном варианте это была вполне реальная ось в виде стержня из закалённого металла, при помощи которого несущий ступицу и колесо поворотный кулак крепился к подвеске.
Начиная с пятидесятых годов XX века на легковых автомобилях шкворень в виде самостоятельного элемента подвески передних колёс стали постепенно заменять на шаровые шарниры, которые соединяли поворотный кулак с рычагами подвески и обеспечивали благодаря наличию двух степеней свободы как её ходы сжатия и отбоя, так и поворот управляемых колёс.
Шаровые шарниры герметичны или полугерметичны, поэтому либо не требуют смазывания вообще, либо допускают его намного реже по сравнению с негерметичными обычными поворотными шарнирами. К началу-середине шестидесятых годов шкворни оставались преимущественно в подвесках грузовиков, пикапов, а также редких легковых моделей, ориентированных на работу с большими нагрузками или в тяжёлых дорожных условиях — например, на некоторых спорткарах и «жёстких» внедорожниках, австралийских автомобилях марки Holden, советских марки «Волга» или немецком «Жуке», где они применялись из-за большей живучести. Кроме того, зависимая передняя подвеска с цельной балкой моста практически всегда имеет шкворни по конструктивным причинам.
Тем не менее, слово «шкворень» продолжает широко употребляться, обозначая теперь уже не реальную, а конструктивную ось поворота колеса. Например в случае подвески на двойных поперечных рычагах это ось, соединяющая центры обоих её шаровых шарниров.
Для ходовых качеств автомобиля очень важную роль играет такой параметр, как углы наклона шкворня — продольного (кастор) и поперечного.