close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 06774

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6774
(13) C1
(19)
7
(51) F 16D 3/24, 3/26,
(12)
B 60K 17/22
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ШАРНИР КАРДАННОГО ВАЛА
(21) Номер заявки: a 20010345
(22) 2001.04.12
(46) 2005.03.30
(71) Заявители: Открытое акционерное
общество "Белкард" (BY); Закрытое
акционерное общество "ТЕХМАШ"
(RU)
(72) Авторы: Кравченко Виктор Иванович
(BY); Дереченик Леонард Иосифович
(BY); Костюкович Геннадий Александрович (BY); Гагасов Александр Матвеевич (BY); Лобозов Владимир Петрович
(RU); Шепеляковский Константин Захарович (RU); Никитин Сергей Иванович
(RU); Кузнецов Анатолий Алексеевич
(RU)
(73) Патентообладатели: Открытое акционерное общество "Белкард" (BY); Закрытое
акционерное общество "ТЕХМАШ"
(RU)
BY 6774 C1
(57)
1. Шарнир карданного вала, включающий крестовину с установленным на каждом ее
шипе игольчатым подшипником, отличающийся тем, что крестовина, наружное кольцо и
игольчатые ролики игольчатого подшипника выполнены из конструкционной углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью, причем содержание углерода в конструкционной стали, выбранной для изготовления крестовины и наружного кольца игольчатого
подшипника, одинаковое, а содержание углерода в конструкционной стали, выбранной
для изготовления игольчатых роликов, составляет 1,21-1,33 от содержания углерода в
конструкционной стали, выбранной для изготовления крестовины и наружного кольца
игольчатого подшипника.
BY 6774 C1
2. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что микроструктура поверхностного слоя шипов крестовины, всего объема наружного кольца и игольчатых роликов игольчатого подшипника представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна
аустенита 11-14 баллов.
3. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что микроструктура поверхностного слоя наружного кольца игольчатого подшипника представляет собой отпущенный мартенсит с
размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов, а микроструктура сердцевины
наружного кольца игольчатого подшипника представляет собой троостит с твердостью
44-47 HRC.
4. Шарнир по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что микроструктура сердцевины шипов и тела крестовины представляет собой троостит или троостосорбит, или сорбит.
5. Шарнир по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что твердость поверхности
игольчатых роликов игольчатого подшипника превышает твердость поверхности шипов
крестовины и твердость поверхности наружного кольца игольчатого подшипника на 2-3
HRC.
(56)
SU 1832083 A1, 1993.
SU 1516643 A1, 1989.
US 3655466, 1972.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шарнирам карданного
вала, и может быть использовано в трансмиссиях различных транспортных средств.
Известен шарнир карданного вала, включающий крестовину с установленным на каждом ее шипе игольчатым подшипником [1].
Однако известный шарнир карданного вала обладает недостаточной долговечностью,
недостаточными надежностью и контактной усталостной прочностью, а также высокой
стоимостью из-за использования для изготовления его деталей конструкционных сталей,
например ШХ-15, и низколегированных конструкционных цементуемых сталей, например
ст.20ХГНТР.
Технической задачей изобретения является создание шарнира карданного вала, лишенного перечисленных недостатков и обладающего высокой долговечностью, необходимыми и
заданными надежностью и контактной усталостной прочностью, при одновременном
снижении его стоимости.
Технический результат достигается тем, что в предложенном шарнире карданного вала,
включающем крестовину с установленным на каждом ее шипе игольчатым подшипником,
отличительной особенностью является то, что крестовина, наружное кольцо и игольчатые
ролики игольчатого подшипника выполнены из конструкционной углеродистой стали с
пониженной прокаливаемостью, причем содержание углерода в конструкционной стали,
выбранной для изготовления крестовины и наружного кольца игольчатого подшипника,
одинаковое, а содержание углерода в конструкционной стали, выбранной для изготовления игольчатых роликов, составляет 1,21-1,33 от содержания углерода в конструкционной
стали, выбранной для изготовления крестовины и наружного кольца игольчатого подшипника. При этом микроструктура поверхностного слоя шипов крестовины, всего объема
наружного кольца и игольчатых роликов игольчатого подшипника представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов. При этом
микроструктура поверхностного слоя наружного кольца игольчатого подшипника представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14
баллов, а микроструктура внутреннего слоя наружного кольца игольчатого подшипника
2
BY 6774 C1
представляет собой троостит с твердостью 44-47 HRC. При этом микроструктура сердцевины
шипов и тела крестовины представляет собой троостит или троостосорбит, или сорбит.
При этом твердость поверхности игольчатых роликов игольчатого подшипника превышает твердость поверхности шипов крестовины и твердость поверхности наружного кольца
игольчатого подшипника на 2-3 HRC.
Экспериментальные стендовые, а затем и натурные сравнительные испытания предложенной и известной конструкций шарнира карданного вала показали, что с использованием
всех отличительных признаков создана конструкция шарнира карданного вала, обладающая повышенной на 18-20 % долговечностью, необходимыми и заданными надежностью
и повышенной на 20-25 % контактной усталостной прочностью при использовании в составе
карданных валов автомобилей различной грузоподъемности. При этом одновременно было
достигнуто значительное снижение стоимости предложенного шарнира карданного вала.
Сравнительные испытания на контактную усталостную прочность известной и предложенной конструкций шарнира карданного вала проводились повторяющимися циклами
за расчетное время испытания 105 часов при следующих режимах:
4790
3687
2107
1318
921
M кр., H ⋅ м
-1
n, мин
500
500
1000
1500
1800
время, мин
1
1
3
7
15.
Испытания на долговечность проводились при постоянном крутящем моменте до момента достижения температуры 90 °С на поверхности наружного кольца.
Результаты сравнительных испытаний предложенной и известной конструкций шарнира карданного вала приведены в таблице.
Параметры деталей
шарнира
1. Диаметр шипа крестовины, мм
2. Количество игольчатых роликов, шт.
3. Диаметр игольчатого ролика, мм
4. Толщина стенки наружного кольца, мм
5. Материал:
крестовины
игольчатого ролика
б) игольчатого ролика
в) наружного кольца
Предложенный
шарнир
33,6
29
4,075
4,1
ст. 20ХГНТР
ст.60пп
(С = 0,62 %)
ст.80пп
(С = 0,80 %)
ст.60пп
(С = 0,62 %)
ст.ШХ-15
наружного кольца
6. Термообработка:
а) крестовины
Известный
шарнир
33,6
29
4,075
4,1
ст. 15Г1
цементация с послеобъемнодующей закалкой при
поверхностная
печном нагреве и охзакалка
лаждении в масле
с саотпуском
закалка при печном
объемнонагреве с охлаждением поверхностная закалка
в масле
с отпуском в печи
цементация с послеобъемнодующей закалкой при
печном нагреве и ох- поверхностная закалка
с отпуском в печи
лаждении в масле
3
BY 6774 C1
7. Твердость, НКСэ:
а) поверхности шипов
крестовины
б) поверхности игольчатого ролика
в) внутренней поверхности наружного
кольца
г) сердцевины наружного кольца
8. Микроструктура:
а) крестовины:
поверхностный слой
сердцевина шипов
тело
б) игольчатого ролика
в) наружного кольца:
поверхностный слой
60....61
62....63
61....62
63....64
61....62
61....62
44....46
мартенсит мелкоигольчатый + остаточный
аустенит
троостит + феррит
троостит + феррит
мартенсит мелкоигольчатый +
остаточный аустенит
мартенсит среднеигольчатый +
остаточный аустенит
мартенсит безструктурный отпущенный
троостит + феррит
мартенсит безструктурный отпущенный
троостит мелкоигольчатый
9-10
10-11
9-10
11-12
12-13
12-13
42-50
30-38
2-4
11-13
нет
нет
42-50
405
30-38
479
сердцевина
9. Действительное зерно аустенита, балл
крестовины
игольчатого ролика
наружного кольца
10. Состояние деталей шарнира после испытаний:
а) шипов крестовины:
"питтинг" рабочей поверхности, %
б) игольчатых роликов:
разрушенных, %
имеющих точечное выкрашивание, %
в) внутренней поверхности наружного
кольца:
"питтинг" рабочей поверхности, %
11. Долговечность шарнира, час
мартенсит безструктурный отпущенный
троостит
троостосорбит
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре показан общий вид типового предложенного шарнира карданного вала.
4
BY 6774 C1
Шарнир карданного вала состоит из крестовины 1 с установленным на каждом ее шипе 2
игольчатым подшипником 3, который включает наружное кольцо 4 и игольчатые ролики 5.
Крестовина 1 шарнира, а также наружное кольцо 4 и игольчатые ролики 5 игольчатого
подшипника 3 выполнены из конструкционной углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью. Крестовина 1 шарнира и наружное кольцо 4 его игольчатого подшипника 3
выполнены из углеродистой конструкционной стали с одинаковым содержание углерода.
Для изготовления игольчатых роликов 5 игольчатого подшипника 3 применена углеродистая конструкционная сталь с содержанием углерода, выбранным в пределах 1,21-1,33 от
содержания углерода в стали, которая использована для изготовления крестовины 1 и наружного кольца 4 игольчатого подшипника 3. При этом в поверхностном слое шипов 2
крестовины 1 шарнира, а также во всем объеме наружного кольца 4 и игольчатых роликов 5
игольчатого подшипника 3 создана микроструктура отпущенного мартенсита с размером
действительного зерна аустенита 11-14 баллов. Вместе с тем, наружное кольцо игольчатого подшипника в другом варианте выполнено с микроструктурой поверхностного слоя в
виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов,
а микроструктура внутреннего слоя - троостит с твердостью 44-47 HRC. В сердцевине
шипов 2 и в теле крестовины 1 создана микроструктура троостита или троостосорбита,
или сорбита. Твердость поверхности игольчатых роликов 5 игольчатого подшипника 3
выбрана и создана превышающей на 2-3 HRC твердость поверхности контактирования
шипов 2 крестовины 1 и твердость поверхности контактирования наружного кольца 4
игольчатого подшипника 3.
Источник информации:
1. А.с. СССР 1832083, МПК В 60К 17/22, 1993.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
128 Кб
Теги
06774, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа