Андрей Смирнов
Время чтения: ~24 мин.
Просмотров: 8

Поршневой палец: описание,виды,применение,установка,фото,видео.

Когда речь заходит о шаровом пальце, то подразумевается шаровая опора подвески автомобиля. Однако это не единственное место, где применяется подобное техническое решение. Аналогичные устройства можно встретить в рулевом управлении, в направляющих капотов автомобилей. Все они работают по одному принципу, поэтому методы диагностики и ремонта одинаковые.

Где применяются шаровые опоры?

Основным местом применения шаровых пальцев является соединение поворотного кулака с рычагами подвески автомобиля. Это решение позволяет ступицам управляемых колес менять свое положение в горизонтальной плоскости, оставаясь неподвижными в вертикальной.

Раньше, когда на автомобилях применялась в основном зависимая подвеска, роль поворотных шарниров отводилась шкворням. Они были массивными и требовали постоянного обслуживания: чистки, смазки. Затем шкворни перекочевали на авто с независимой подвеской. Имея большой ресурс, эти узлы могли служить весь период эксплуатации машины. В связи с этим, возникает вопрос: «Какая необходимость была в замене шкворней шаровыми опорами?»

Причина заключалась в том, что кроме того, что шаровые пальцы улучшали управляемость машины, они не требовали обслуживания, в отличие от шкворней. Но расплатой за удобство стала частая замена этих элементов. Фактически они стали расходным материалом.

Кроме этого, существуют шаровые опоры в задней подвеске. Они применяются на автомобилях с независимой рычажной подвеской. Такая конструкция позволяет изменять положение одного колеса на неровной дороге, не меняя положения другого. За счет этого машина остается более устойчивой при движении.

Кроме подвески, эти узлы присутствуют в конструкции рулевой трапеции. Там они выполняют роль подвижных соединений рулевых тяг. Именно они передают усилие от рулевого механизма, изменяя угол поворотного кулака.

Устройство

На заре своего появления шаровая опора была разборной и представляла собой шарнир, помещенный в стальной бокс. Диаметр шарового пальца составлял от 7 до 25 мм. Снизу шарнир поджимался пружинами, а корпус имел возможность замены смазки во время технического обслуживания. С внедрением полимеров в автомобильной промышленности внутренние пружины были заменены упругими капроновыми вставками, внутри которых вращался шарнир. Чтобы сделать опору необслуживаемой, ее корпус сделали неразборным, а смазка стала набиваться при установке под резиновый чехол.

2889377.jpg

К настоящему времени почти все шаровые опоры на легковых автомобилях перешли в разряд необслуживаемых. То есть они не нуждаются в замене смазки в течение срока эксплуатации.

Шаровая опора в подвеске автомобиля

Палец шаровой опоры жестко закреплен на рычаге подвески. Есть несколько типов крепежа:

  1. Опора, прикрученная с помощью трех болтов или заклепок. Эта разновидность лояльна по отношению к автомобилистам. Ее можно легко заменить, не прибегая к методу прессования.
  2. Опора, интегрированная в рычаг. Этот вариант требует либо замены рычага в сборе, либо замены опоры с последующим прессованием. 2889370.jpg

Также бывает разновидность крепления опоры в рычаге при помощи стопорного кольца. Это вариант является компромиссным между первыми двумя.

2889271.jpg

Есть мнение, что неразъемный вариант является маркетинговым ходом автомобильных компаний. Поскольку шаровой палец является расходным материалом, то меняя его, приходится менять и рычаг подвески, а заодно и сайлентблоки.

Нередко умельцы в целях экономии средств, меняя палец в неразборном соединении, приваривают корпус шаровой опоры к рычагу подвески для жесткости. Делать этого ни в коем случае нельзя по двум причинам. Во-первых, сварка не выдерживает динамические нагрузки, возникающие при движении по неровностям, во-вторых, при сваривании деталей возникает огромная температура, расплавляющая пластик внутри детали, а также изменяющая свойства смазки. Деталь после подобной фиксации работать долго не будет.

Способы крепления

Количество шаровых опор в подвеске зависит от ее конструкции. Наиболее часто встречающаяся подвеска «Макферсон» имеет одну опору со стороны каждого колеса. Тогда как двухрычажная подвеска включает в себя верхний и нижний шаровые пальцы. Это связано с тем, что в подвеске «Макферсон» функцию верхней шаровой берет на себя опорный подшипник стойки.

Крепление опоры к поворотному кулаку осуществляется при помощи гайки с пластиковыми вставками, препятствующими отворачиванию, либо гайкой со шплинтом. Есть более редкий вариант крепления, применяющийся в основном на автомобилях бизнес-класса, например, Audi A6. Здесь опора крепится при помощи зажимных болтов. Такое крепление обеспечивает более надежное соединение, но вместе с тем создает проблемы при демонтаже. Этот болт часто закисает настолько, что снять его не представляется возможным. Даже при помощи выпрессовки. Поэтому кроме опоры приходится менять поворотный кулак.

Палец в рулевом управлении

Рулевое управление к шаровому пальцу предъявляет другие требования, нежели подвеска. Если в последней этот элемент служит опорой и несет на себе вес автомобиля, то в рулевой трапеции он просто передает усилие, меняющее угол поворотных колес. Поэтому он выполнен в меньших размерах и имеет другую конструкцию.

Со стороны пальца эта деталь крепится в сошке поворотного кулака или в сошке колесных стоек (в случае подвески «Макферсон»), а корпус при помощи резьбового соединения фиксируется к рулевой тяге. Сам корпус имеет вытянутую форму с длинной резьбовой частью. Эта резьба служит не только для фиксации, но и для регулировки схождения управляемых колес. Поэтому после замены шаровых пальцев рулевых тяг необходимо делать развал-схождение.

По типу конструкции рулевые наконечники могут различаться. Сам шаровой палец рулевой тяги располагается внутри либо цельного пластикового вкладыша, либо внутри разъемного металлического. Внутри наконечника между вкладышем и корпусом находится стальная пружина, обеспечивающая плотное прилегание вкладыша к пальцу по мере износа.

Защита при помощи пыльников

Во время работы шаровые пальцы постоянно подвергаются воздействию окружающей среды. Чтобы защитить деталь от грязи и пыли, а также сохранить смазку на поверхности шарнира, шаровая закрывается резиновым пыльником, который фиксируется при помощи стальных колец.

В процессе эксплуатации пыльники могут повредиться. Это приведет к неизбежному выходу из строя деталей. Поэтому во время каждого технического обслуживания необходимо осматривать резиновые пыльники. Растрескивание также недопустимо.

Причины неисправности

Причин, по которым шаровые опоры выходят из строя, несколько:

  1. Ударные нагрузки, связанные с неровностью дороги.
  2. Незамеченный вовремя порванный пыльник. Вследствие этого на трущиеся поверхности попадает грязь, являющаяся абразивом.
  3. Некачественные детали. Использование некачественных аналогов приводит к быстрому выходу из строя не только шаровых опор, но и подвески в целом.

Узнать о том, что пора менять шаровые опоры или рулевые наконечники, можно по биению колес. Проезжая через такое препятствие, как трамвайные пути, можно услышать характерные стуки, издаваемые шаровыми опорами, рулевыми наконечниками и сайлентблоками рычагов подвески. Чтобы уточнить, что именно вызывает стук, нужно вывесить управляемые колеса и покачать их из стороны в сторону. Если появляется люфт при покачивании в вертикальной плоскости, то изношены шаровые опоры, если люфт появляется в горизонтальной плоскости, значит, износ в рулевых наконечниках. К сожалению, этот люфт можно устранить лишь заменой деталей.

Демонтаж опоры в подвеске

В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля демонтаж пальца шаровой опоры происходит в разной последовательности. Однако принцип используется один.

Рассмотрим замену этой детали на примере машины с подвеской «Макферсон». Замена здесь более простая, чем на двухрычажной подвеске, потому что на одно колесо приходится только одна опора. Последовательность действий:

  1. Вывесить машину на подъемнике. Если его нет, то поднять на домкрате автомобиль с одной стороны, после чего вывесить его на козлах, предварительно установив противооткатные упоры и стояночный тормоз.
  2. Выкрутить гайку, фиксирующую опору в рычаге. Если вместо гайки шаровая зафиксирована зажимным болтом, то выкрутить его. Зажимные болты часто прикипают, поэтому перед тем, как вынуть, его нужно обработать проникающей смазкой. Случается, что этот метод также не помогает, тогда остается нагрев болта при помощи газовой горелки.
  3. Отсоединить нижний рычаг подвески от подрамника. Этот этап выполняется в случае, если шаровая опора идет как единое целое с рычагом.

В случае фиксации опоры при помощи зажимного болта, посадочное место пальца разжимается клином. Если нет в наличии подходящего клина, его можно заменить слесарным зубилом.

При варианте, когда палец затягивается при помощи гайки, шаровая опора снимается при помощи съемника.

Он устанавливается одной стороной между пыльником и отверстием, в которое входит шаровой палец, а другой стороной упирается в сам палец. Затем, при заворачивании болта съемника, создается усилие, выталкивающее палец из посадочного отверстия поворотного кулака.

Что делать, если поломка произошла в дороге?

Бывают случаи, когда шаровой палец нужно поменять в дороге, а съемника нет. Как быть в этом случае? Вместо съемника нужно использовать монтировку и тяжелый молоток. После отворачивания фиксирующей гайки нужно вставить монтировку между поворотным кулаком и нижним рычагом. Усилие нужно прикладывать в направлении выталкивания шаровой опоры. Одновременно с этим нужно постукивать молотком по той части поворотного кулака, в которой фиксируется шаровая опора.

Этот метод часто использовался при замене шаровых пальцев ВАЗ-2101 — ВАЗ-2107, которые нередко ломались в дороге.

Обратная сборка

Если замена шарового пальца происходит при помощи трех болтов, которыми он фиксируется в рычаге, то обратная сборка не составляет труда. Выполняются все те же действия, только в обратной последовательности. Также деталь несложно поменять, если она зафиксирована при помощи стопорного кольца. В этом случае пружинистое кольцо разжимается, извлекается старая деталь и устанавливается новая.

В случае если шаровая опора запрессована в посадочное место, лучше заменить весь рычаг. Причина заключается в следующем. Даже если удастся запрессовать новую опору в рычаг, посадочное отверстие будет иметь больший размер, чем при первоначальной установке. Поэтому надежность фиксации будет меньшей. Насколько фиксация будет слабее, никто не знает. Поэтому лучше не рисковать и поставить новый рычаг с опорой в сборе.

Авторы патента:Ключников Сергей Михайлович (RU)Козлов Виталий Григорьевич (RU)Пуртова Елена Викторовна (RU)Гришина Наталья Валерьевна (RU)F16C11/06 — шаровые шарниры; прочие шарниры, имеющие более чем одну степень свободы углового перемещения, например универсальные шарниры (для передачи вращательного движения F16D 3/00; опоры для аппаратов с шаровым шарниром F16M 11/14)

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована как и подвеске автомобиля, так и в рулевом механизме автомобиля. Поставленная задача, улучшение прочностных характеристик шарового пальца решается за счет тог, что палец шарнира, состоящий из сферической головки (1) и галтели (4), конического (2) и цилиндрического (3) участков хвостовика, палец выполнен из стали, полученной прямым восстановлением с содержанием углерода 0,36÷0,45%, кремния 0,10÷0,40%, марганца 0,5÷0,9%, хрома 0,7÷1,2%, при этом поверхность пальца упрочнена термоулучшением на заданную твердость (прочность) и упрочнением закалкой токами высокой частоты поверхности сферы, галтели и конического участка хвостовика. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована как в подвеске автомобиля, так и в рулевом механизме автомобиля.

Известно шаровое шарнирное соединение, содержащее корпус и установленный в нем через вкладыш шаровой палец, состоящий из сферической головки, коническо-цилиндрического хвостовика и резьбовой части. Шаровой палец имеет покрытие на основе никеля и бора, нанесенное на поверхность пальца электрохимическим осаждением (патент РФ на ПМ RU 159922, МПК7 F16C 1/06, 2000 г.).

В настоящее время именно в автомобилестроении наблюдается тенденция к постоянному увеличению усилий, приходящихся на подобные шарниры. Повышение нагрузок на шарниры предъявляет особые требования к ним. Наиболее ответственным в шаровых шарнирах является шаровой палец. К шаровому пальцу предъявляются высокие требования статической прочности и циклической долговечности, износостойкости.

При изготовлении шаровых пальцев используются цементуемые и термоулучшаемые стали, как, например, 12ХН3А с твердостью на шаровой головке 56÷62 HRC.

Шаровые пальцы, изготовленные из стали 12ХН3А с технологией термообработки цементацией статическую прочность и циклическую долговечность, в том числе при низких температурах.

Была поставлена задача, улучшить прочностные характеристики шарового пальца.

Поставленная задача решается тем, что в качестве материала для изготовления пальца шарнира, состоящего из сферической головки и хвостовика комбинированной формы, применяется сталь с содержанием углерода 0,36÷0,45%, кремния 0,10÷0,40%, марганца 0,5÷0,9%, хрома 0,7÷1,2% полученная прямым восстановлением из металлизированных окатышей, при этом часть поверхности пальца упрочнена.

Термоулучшение (закалка, отпуск) шарового пальца на заданную твердость, получение структуры однородного сорбита обеспечивает оптимальное сочетание прочности и вязкости.

Поверхностное упрочнение токами высокой частоты сферической головки, галтели и конусного участка хвостовика обеспечивает дополнительное повышение статической прочности и циклической долговечности.

Технический результат, а именно создание надежного, долговечного шарового пальца достигается за счет использования в его конструкции высококачественной стали прямого восстановления с заданным содержанием легирующих элементов и термической обработкой поверхности пальца.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, технических решений, включающих в себя существенные признаки, используемые в заявляемом техническом решении не выявлено. И заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Полезная модель поясняется чертежом.

Палец шарнира состоит из сферической головки 1 и хвостовика, имеющего комбинированную форму. Хвостовик состоит из конического участка 2 и цилиндрического резьбового участка 3. Сферическая головка 1 и конический участок 2 хвостовика, объединены галтелью 4.

Палец шарнира изготовлен из стали ТУ 14-1-5414-2001 40Х ПВ, полученной прямым восстановлением с содержанием углерода 0,36÷0,44%, кремния 0,17÷0,37%, марганца 0,5÷0,8%, хрома 0,8÷1,10%.

Счаль, полученная прямым восстановлением обладает повышенной вязкостью, особенно при низких температурах, особой чистотой металла по содержанию вредных примесей — серы, фосфора, и газам — азота, кислорода, и остаточных элементов, кроме того она обладает высокой пластичностью при горячей деформации (на 10-20% выше по сравнению со сталью, полученной другим методом) и высокой технологичностью при термообработке, достигаемой за счет суженных пределов химического состава и прокаливаемости. Марка стали может быть и иной, но содержание легирующих элементов должно соответствовать указанным пределам.

Существенные преимущества — использование данной стали позволяет получить высокие результаты и значительно улучшить прочностные и вязкие характеристики, в том числе при отрицательных температурах.

Технологически палец может быть изготовлен несколькими способами формообразования. Одним из способов изготовления пальца является поперечно-клиновая прокатка. Использование указанной марки стали позволяет получать изделия этим способом высокого качества, т.к. материал обладает высокой пластичностью при горячем деформировании.

К шаровому пальцу предъявляются высокие требования по нагрузкам, соответствующим пределу текучести и прочности, в том числе при низких температурах (хладостойкость) и отсутствие хрупкого разрушения.

Повышение прочностных характеристик шарового пальца достигается термоулучшением с закалкой на полимерную закалочную жидкость и отпуском на заданную твердость (прочность).

Для повышения циклической долговечности поверхность сферы, галтели и конического участка хвостовика подвергается упрочняющей термической обработке — закалке токами высокой частоты.

Стендовые испытания пальца шарнира показали, что при использовании всех отличительных признаков достигнуто увеличение нагрузки по пределу текучести при статических испытаниях в 1,4 раза, по пределу прочности в 1,4 раза при температуре +20°С и -60°С в сравнении шаровыми пальцами, изготовленными из ст. 12ХН3А. Технический результат достигнут, создана конструкция пальца шарнира, обладающая повышенной долговечностью и надежностью.

Палец шарнира может быть изготовлен в условиях мелкосерийного, серийного и крупносерийного производства с использованием известного оборудования, оснастки, материалов и технологии.

1. Палец шарнира, состоящий из сферической головки и хвостовика комбинированной формы, отличающийся тем, что палец выполнен из стали, полученной прямым восстановлением, с содержанием углерода 0,36÷0,45%, кремния 0,10÷0,40%, марганца 0,5÷0,9%, хрома 0,7÷1,2%, при этом часть поверхности пальца дополнительно упрочнена.

2. Палец по п.1, отличающийся тем, что сферическая головка и хвостовик объединены галтелью.

3. Палец по п.1, отличающийся тем, что хвостовик состоит из конического и цилиндрического участков.

4. Палец по пп.1-3, отличающийся тем, что упрочнение поверхности пальца производится термоулучшением на заданную твердость (прочность) и упрочнением закалкой токами высокой частоты поверхности сферы, галтели и конического участка хвостовика.

Похожие патенты:Корпус блока цилиндров двигателя // 74666Шкворень автотранспортного средства // 93062Реактивная штанга балансирной подвески грузового автомобиля // 69599Устройство управления процессом легирования наноструктурированных жаропрочных сталей // 115357Система охлаждения головки блока цилиндров // 114095Лабиринтное уплотнение подшипника качения // 101133Изобретение относится к уплотнению подшипников качения и может быть использовано как в производстве подшипников качения, так и при конструировании и эксплуатации подшипниковых узлов в машинах и оборудованииУстройство электроконтактной термической обработки деталей из стали // 116497Установка для производства губчатого железа // 77866Устройство индукционного нагрева для поверхностно-упрочняющей обработки деталей // 107159Стенд для определения статических характеристик пневматических шин // 63065Ручной статический твердомер // 64778Авторы патента:Недиков Владимир Петрович (RU)

F16C11/06 — шаровые шарниры; прочие шарниры, имеющие более чем одну степень свободы углового перемещения, например универсальные шарниры (для передачи вращательного движения F16D 3/00; опоры для аппаратов с шаровым шарниром F16M 11/14)Владельцы патента RU 2268409:Недиков Владимир Петрович (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и касается пальца шаровых шарниров передней подвески транспортных средств. Палец шарового шарнира выполнен в форме стержня округлой формы, характеризующейся сочетанием резьбовой, цилиндрической и конической частей. Нижняя часть стержня снабжена головкой, присоединенной через галтель к нижней части стержня. Нижняя часть головки пальца имеет торцевую поверхность, а на головке размещены кольцевые выступы, образующие при запрессовке пальца в корпус шарового шарнира глухие сообщающиеся между собой кольцевые полости, заполненные смазкой. Технический результат — снижение коэффициента трения пары палец-вкладыш. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается пальца шаровых шарниров передней подвески транспортных средств.

В настоящее время все, в основном, пальцы шаровых шарниров характеризуются наличием стержня округлой формы, сочетающейся резьбовой цилиндрической частью с конической. В нижней части стержня расположена головка шарового пальца, выполненная в форме шара. Так, например, Белебеевский завод выпускает пальцы шаровых шарниров, отличительной особенностью которых является несколько увеличенный размер головки пальца шарового шарнира [1].

Известно также техническое решение, наиболее близкое к предлагаемому техническому решению и взятое в качестве прототипа, где палец шарового шарнира также выполнен в форме стержня округлой формы, характеризующейся сочетанием резьбовой, цилиндрической и конической частей. Материалом, применяемым для изготовления пальца, является сталь 38ХГНМ. В нижней конической части стержня размещена головка шарового пальца, а между ними галтель. Галтель пальца нагалтовывают для местного уплотнения, а шар шлифуют. Палец изготавливают методом холодной высадки, для того чтобы убрать концентраторы напряжений. После штамповки производят накатку по всей поверхности до резьбы, а сам шар шлифуют [2].

Недостатками как первого, так и второго технических решений является то, что, несмотря на присутствие смазки в нижней части корпуса, шарового шарнира, трения между поверхностью головки пальца шарового шарнира и внутренней поверхностью вкладыша значительны, смазка на головке шарового пальца распределена неравномерно, появляются скрипы при движении транспортного средства, сокращается рабочий ресурс шарового шарнира.

Задачей создания предлагаемого технического решения является устранение вышеперечисленных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что палец шарового шарнира, выполненный в форме стержня округлой формы, характеризующейся сочетанием резьбовой, цилиндрической и конической частей, где нижняя часть стержня снабжена головкой, присоединенной через галтель к нижней части стежня, отличается тем, что нижняя часть головки имеет торцевую поверхность, а на головке размещены кольцевые выступы, образующие при запрессовке пальца в корпус шарового шарнира глухие сообщающиеся между собой кольцевые полости, заполненные смазкой с высоким тепловым коэффициентом расширения, соединенные между собой в замкнутый лабиринт. Кольцевые выступы размещены на головке пальца друг от друга на расстоянии, равном диаметру галтели, торцевая поверхность головки пальца шарового шарнира при запрессовке ее в корпус образует нижнюю полость, заполненную смазкой с высоким тепловым коэффициентом расширения, соприкасающуюся с головкой пальца (на чертеже не показан) через отверстие, выполненное во вкладыше. Наружная часть головки пальца и внешние части круговых выступов образуют сферу.

Проведенный сопоставительный анализ с прототипом позволил выявить новые конструктивные особенности изделия, такие как кольцевые выступы, размещенные на головке пальца, образующие глухие кольцевые полости, заполненные смазкой с высоким тепловым коэффициентом, нижнюю полость и т.д., что соответствует такому критерию изобретения как «новизна».

На фиг.1 изображен внешний вид пальца шарового шарнира;

на фиг.2 — вертикальный разрез;

на фиг.3 — полость, образованная кольцевыми выступами и внутренней поверхностью вкладыша.

Палец шарового шарнира выполнен из стали в форме стержня 1 (фиг. 1, 2), нижняя часть которого через галтель 2 соединена с головкой 3. Нижняя часть головки 3 снабжена торцевой поверхностью 4, по ее периметру, выше и ниже ее, размещены кольцевые выступы 5, образующие при запрессовке пальца 1 в корпус шарового шарнира (на чертеже не показан) глухие кольцевые полости 6 (фиг. 1, 3), заполненные смазкой с высоким тепловым коэффицнентом расширения. В данном случае применяется смазка типа ШРМ или мелкокристаллический воск. Кольцевые выступы 5 размещены на головке 3 на расстоянии, равном диаметру галтели 2. Торцевая поверхность 4 головки 3 при запрессовке пальца 1 в корпус шарового шарнира образует нижнюю полость, заполненную вышеуказанной смазкой.

Работа предлагаемого технического решения осуществляется при движении транспортного средства в его шаровой опоре передней подвески. При работе конструктивные элементы шарового шарнира, такие как корпус, вкладыш и шаровый палец, подвергаются значительным нагрузкам и, следовательно, быстро нагреваются в зависимости от состояния дороги. При этом тепловой коэффициент расширения конструктивных элементов значительно ниже, чем тепловой коэффициент расширения смазки, чем и обеспечивается автоматический режим смазывания пары «палец — вкладыш».

Предлагаемая конструкция может быть воспроизведена в неограниченном количестве, что подтверждает такой критерий изобретения как «промышленная применимость».

Положительный эффект от использования данного технического решения заключается в снижении коэффициента трения пары «палец — вкладыш» и повышении ресурса эксплуатации.

Источники информации

1. Ж. «За рулем», №2, 2002, с. 18, поз. 1.

2. Ж. «За рулем», №2, 2002, с. 18, поз. 3 (прототип).

1. Палец шарового шарнира, выполненный в форме стержня округлой формы, характеризующейся сочетанием резьбовой, цилиндрической и конической частей, где нижняя часть стержня снабжена головкой, присоединенной через галтель к нижней части стержня, отличающийся тем, что нижняя часть головки пальца имеет торцевую поверхность, а на головке размещены кольцевые выступы, образующие при запрессовке пальца в корпус шарового шарнира глухие сообщающиеся между собой кольцевые полости, заполненные смазкой.

2. Палец шарового шарнира по п.1, отличающийся тем, что кольцевые полости соединены между собой в замкнутый лабиринт.

3. Палец шарового шарнира по п.1, отличающийся тем, что торцевая поверхность головки пальца шарового шарнира при запрессовке ее в корпус образует нижнюю полость, заполненную смазкой, соприкасающуюся с головкой пальца через отверстие, выполненное во вкладыше.

4. Палец шарового шарнира по п.1, отличающийся тем, что наружная часть головки пальца и внешние части круговых выступов образуют сферу.

Похожие патенты:Шаровой шарнир // 2268408Изобретение относится к области машиностроения и касается шаровых шарниров передней подвески транспортных средств. .Шаровой шарнир, корпус, вкладыш и защитный чехол этого шарнира // 2267665Изобретение относится к передним подвескам транспортных средств. .Универсальный шаровой шарнир недикова «ушшн-2» // 2264564Узел крепления силового гидроцилиндра // 2253766Изобретение относится к исполнительным органам, преимущественно к силовым гидроцилиндрам, контактирующим с высокотемпературными объектами. .Способ изготовления сферического шарнира // 2241564Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шаровых опор управляемых колес транспортных средств. .Шаровая опора транспортного средства // 2239106Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается шаровых опор передней подвески транспортных средств, в частности, для передачи угловых поворотных движений сопряженных деталей.Карданный шарнир и способ его технического обслуживания // 2238446Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для соединения валов, передающих вращение под различными углами или работающих с перекосом.Карданный шарнир и способ его технического обслуживания // 2232309Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к элементам для соединения валов с перекосом. .Шарнир // 2230951Изобретение относится к машиностроению, а именно к круговым фермам для подвески криогенных емкостей, а также к стрежневым системам для установки агрегатов снаружи или внутри криогенной емкости.Карданный шарнир // 2224918Корпус шарового шарнира // 2270378Изобретение относится к области машиностроения, в частности к автомобилестроению, и может быть использовано в шаровых опорах передней подвески транспортных средствКарданный шарнир // 2270939Изобретение относится к области машиностроения, в частности к прокатному производству, и может быть использовано в приводах прокатных становШаровой шарнир и способ его сборки // 2272187Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шаровых шарнирах управляемых колес транспортных средств и шарнирных соединениях рулевых механизмовШаровой шарнир // 2280788Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к шаровым шарнирам передней подвески транспортных средствШаровое шарнирное соединение // 2285159Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при конструировании деталей машин и механизмов, в частности при изготовлении механизмов с шарнирными соединениями звеньев для регулирования положения деталей механизмов в пространствеШарнирный механизм // 2285160Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, передающим крутящий момент между валами, оси которых пересекаютсяШаровой шарнир // 2296249Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к шаровым шарнирам передних подвесок транспортных средствСтенд для испытания шаровых опор // 2308011Изобретение относится к машиностроению, в частности к стендам для испытания узлов автомобилей, и может быть использовано при испытании шаровых опор подвески легковых автомобилейШарнир сферический фиксируемый // 2310775Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шаровым шарнирам, и может быть использовано в медицине в устройствах с внешней фиксациейСпособ изготовления сферической опоры // 2327906Изобретение относится к сферической опоре, которая применяется в конструкции рычажного передаточного механизма или иного аналогичного механизма в качестве соответствующей детали рычага подвески и рулевого управления автомобиля, привода режущего аппарата комбайна либо иных аналогичных деталей

Изобретение относится к области машиностроения и касается пальца шаровых шарниров передней подвески транспортных средств

Оказать финансовую помощьпроекту FindPatent.ru

Поршневой палец – элемент кривошипно-шатунного механизма цилиндрической формы, который представляет собой ось перемещения шатуна в месте его соединения с поршнем и обеспечивает таким образом подвижное шарнирное соединение головки шатуна и поршня.

Применение поршневого пальца

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Соединение двух этих деталей не может быть жестким, так как и низ, и верх шатуна постоянно перемещаются. Цилиндрический палец позволяет верхней части шатуна «шататься» при перемещении поршня по вертикали.

Для монтажа плавающего пальца поршень, шатун и палец кипятят в горячей воде

Почему поршневой палец трудно облегчить?

Первостепенная задача конструкторов современных двигателей – увеличение мощности и, одновременно, снижение веса мотора. Для того, чтобы уменьшить вес всего агрегата, приходится облегчать детали любыми доступными способами.

Облегчить поршневой палец непросто, так как эта деталь постоянно испытывает серьезные нагрузки. Легкие и прочные сплавы, которые можно использовать для производства поршневых пальцев, стоят дорого, и себестоимость изделия существенно увеличивается. В итоге, в большинстве современных двигателей применяются пальцы из легированной стали, такие же, как сто лет назад.

Зачем нужно отверстие в центре поршневого пальца?

Обычно в теле пальца есть сквозное отверстие отверстие в виде двух конусов  с вершинами в центре. Благодаря отверстию можно уменьшить вес детали, а конусная форма связана с распределением нагрузки по поверхности детали. Центр пальца нагружен значительно больше, и в этом месте толщина материала играет наиболее существенную роль. 

По способу осевой фиксации пальцы делятся на две группы:

1 – фиксированные

2 – плавающие

1 – Поршневой палец

2 – Зазор между пальцем и бобышкой поршня

3 – Шатун

4 – Поршень

5 – Стопорное кольцо пальца

6 – Бронзовая втулка поршневой головки шатуна

7 – Зазор между пальцем и бронзовой втулкой

На современных автомобильных двигателях наибольшее распространение нашли плавающие пальцы.

Фиксированный

Фиксированным называется поршневой палец, который не вращается в одном из соединяемых элементов за счёт установки с тугой посадкой или в верхней головке шатуна или в отверстиях бобышек поршня.

Тугая посадка поршневого пальца в одном из элементов обеспечивает осевую фиксацию пальца.

В старых автомобильных и стационарных двигателях палец в верхней головке шатуна вообще крепился при помощи разрезной втулки и стяжного болта, но в настоящее время в автомобильных двигателях такой способ крепления поршневого пальца не применяется.

Чаще фиксированное соединение обеспечивается в верхней головке шатуна. При этом вращение пальца осуществляется в отверстиях бобышек поршня.

Например, в двигателях автомобилей ВАЗ надёжная фиксация поршневого пальца обеспечивается за счёт установки пальца в верхней (поршневой) головке шатуна с натягом 0,01 ? 0,042 мм. При этом в соединении пальца с бобышками поршня, для обеспечения шарнирного соединения, устанавливается необходимый зазор. Это наиболее дешёвый способ фиксации пальца в массовом производстве. В этом случае во время ремонта двигателя при сборке шатунно-поршневой группы возникает необходимость нагрева шатуна до достаточно высокой температуры. В двигателях с фиксированным поршневым пальцем бронзовая втулка в поршневую головку шатуна не устанавливается.

Плавающий

Плавающим называется палец, установленный с необходимым зазором, и в верхней головке шатуна, и в бобышках поршня. В этом случае осевая фиксация поршневого пальца осуществляется за счёт стопорных колец, устанавливаемых в специальные проточки в бобышках поршня. Во время работы плавающий палец вращается и в головке шатуна и в бобышках поршня. При таком соединении необходимо обеспечить рекомендованный зазор как между пальцем и бобышками поршня, так и между пальцем и втулкой поршневой головки шатуна. В двигателе с плавающим поршневым пальцем для уменьшения трения в поршневую головку шатуна устанавливается бронзовая втулка. Из-за различного температурного коэффициента расширения материалов, из которых изготовлены шатун, поршневой палец и поршень эти зазоры различны.При комнатной температуре во втулку верхней головки шатуна палец должен входить плотно без люфта и качания. А в бобышки поршня, в холодном состоянии, поршень должен входить с небольшим натягом.

Поэтому перед снятием или установкой плавающего пальца поршень необходимо нагреть в воде до температуры 60? ? 85? С.

Подбор поршневого пальца

Если в двигателе применен плавающий палец, его подбирают по цветовой метке, нанесенной внутри днища поршня, или по заводскому номеру запчасти по каталогу. Поршни и поршневые пальцы делятся на размерные группы в зависимости от диаметра, об этом следует помнить при самостоятельной покупке деталей. При подборе фиксированного пальца палец подбирается по отверстию в поршне по номеру группы, указанному на днище поршня.

Материал для изготовления поршневых пальцев

Для изготовления поршневых пальцев применяют в основном сталь  45ХА. После отливки деталь закаливают на 1-1.5 мм глубины. Твердость поверхности должна быть соответствовать определенным нормам. В моторах повышенной мощности применяют для изготовления пальцев применяют более прочные сорта легированной стали.

Установка поршневого пальца

Установка фиксированного поршневого пальца

Для установки фиксированного пальца шатун необходимо нагреть в муфельной электрической печи до температуры 240? С. (При отсутствии муфельной печи шатун часто нагревают на простой электрической плитке). Шатун быстро охлаждается, а палец необходимо в осевом направлении устанавливать очень точно, поэтому делайте это только с применением специального приспособления. Необходимо помнить, что для каждого диаметра поршня существует своё приспособление, хотя все они похожи друг на друга, некоторые размеры приспособлений отличаются, но на глаз это не видно. Установите палец на приспособление. Принимая все меры предосторожности, извлеките нагретый шатун из муфельной печи шатун и быстро закрепите его в тисках. При помощи специального приспособления вставьте палец в поршень и шатун, строго выполняя указания Руководства по ремонту. Делать всё необходимо быстро, поскольку шатун очень быстро остывает. А после того как шатун остынет, изменить положение пальца не получится. 

  1. Рукоятка приспособления
  2. Центрирующий фланец пальца
  3. Устанавливаемый палец
  4. Направляющая втулка
  5. Колпачковая гайка 

Специальное приспособление для установки поршневого пальца автомобиля ВАЗ.

Установка плавающего поршневого пальца 

Иногда поршневой палец устанавливается с установленным зазором и во втулку верхней головки шатуна и в отверстия бобышек поршня. В этом случае нагревать поршень нет необходимости, и палец легко вращается при комнатной температуре и в верхней головке шатуна и в бобышках поршня.Всегда применяйте только новые стопорные кольца поршневого пальца и устанавливайте стопорные кольца в строгом соответствии с руководством по ремонту. Направление зазоров стопорных колец, чаще всего, должны быть направлены в сторону нижней части поршня.Ремонтный комплект, состоящий из поршня, подобранного к поршню поршневого пальца и плоских стопорных колец.Ремонтный комплект, состоящий из поршней, поршневых пальцев, поршневых колец и круглых стопорных колец.Плоские стопорные кольца поршневого пальцаПлавающий поршневой палец с комплектом круглых стопорных колецВ любом случае перед установкой поршневого пальца внимательно ознакомьтесь с руководством по ремонту ремонтируемого автомобиля.Смазка шарнирного соединения поршневого пальца с поршнем. Масло поступает по специальным масляным каналам от маслосъёмных поршневых колец.

Как снять поршень

<iframe>

Loading… Sovrn —> Используемые источники:

  • https://fb.ru/article/429694/palets-sharovoy-naznachenie-opisanie-s-foto-tehnicheskie-harakteristiki-razmeryi-vozmojnyie-neispravnosti-demontaj-i-pravila-ustanovki
  • https://poleznayamodel.ru/model/10/109812.html
  • https://findpatent.ru/patent/226/2268409.html
  • http://seite1.ru/zapchasti/porshnevoj-palec-opisanievidyprimenenieustanovkafotovideo/.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Андрей Ульянов
Наш эксперт
Написано статей
168
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации