поворотный круг прицепа

Формула изобретения

ПОВОРОТНЫЙ КРУГ ПРИЦЕПА, содержащий верхнее и нижнее кольца с беговыми дорожками, образующими канал, в котором размещены тела качения, взаимодействующие с упрочненными участками беговых дорожек, отличающийся тем, что упрочненный участок каждой беговой дорожки в нормальном сечении выполнен в виде серпа, причем наиболее нагружаемая зона каждого упрочненного участка расположена на расстоянии 3 3,5 мм от края беговой дорожки и имеет твердость H_RC 40 45, а середина наиболее нагруженной зоны имеет максимальную величину упрочнения и расположена на линии первоначального угла контакта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к поворотным кругам автомобильных и тракторных прицепов.

Наиболее близким техническим решением является поворотный круг прицепа, содержащий верхнее и нижнее кольца с беговыми дорожками, образующими канал, в котором размещены тела качения, взаимодействующие с упрочненными участками беговых дорожек. Причем каждая беговая дорожка выполнена круглой формы с двумя упрочненными участками в виде полос, расположенных симметрично относительно центра тела качения по разные стороны от линии, определяющий угол контакта с обеспечением двойного контакта дорожки с телами качения.

Недостатком данного поворотного круга является достаточно высокая сложность изготовления, так как упрочненные полосы на беговых дорожках можно получить только лазерным лучом.

Предлагаемый поворотный круг прицепа содержит верхнее и нижнее кольца с беговыми дорожками, образующими канал, в котором размещены тела качения, взаимодействующие с упрочненными участками беговых дорожек. Причем каждая беговая дорожка имеет серповидный упрочненный участок с максимальной толщиной на линии первоначального угла контакта. Эпюра распределения нагрузок в беговых дорожках поворотного круга имеет максимум в зоне, расположенной между вертикальной осью беговой дорожки и направлением первоначального угла контакта с последующим уменьшением в сторону горизонтальной оси беговой дорожки с переходом от осевой нагрузки в радиальную. Серповидная форма упрочненного участка обоснована эпюрой статического распределения нагрузок по профилю беговой дорожки. При изготовлении колец поворотного круга данная форма получается автоматически. Так при использовании плазменного термоупрочнения, сопло плазмотрона направлено по линии первоначального угла контакта. При вращении кольца за один оборот происходит упрочнение поверхности беговой дорожки, причем наиболее нагруженный участок d имеет наибольшую твердость поверхности HRC 40.45, а середина данного участка совпадает с линией первоначального угла контакта. На участках b и f поверхность имеет промежуточное значение твердости, что связано с отводом тепла от участка d, причем толщина и твердость слоя будут плавно уменьшаться от своего максимального значения до величины твердости в состоянии поставки специального профиля кольца. Величина твердости HRC 40.45 является оптимальной для твердости беговой дорожки с точки зрения их износостойкости и прочности колец. Так, при уменьшении твердости ниже HRC 40 происходит уменьшение износостойкости беговых дорожек. При увеличении твердости сверх верхней границы происходит уменьшение пластических свойств и, как следствие, хрупкое разрушение. Отклонение значения твердости как в сторону уменьшения, так и увеличения сопровождается снижением прочности колец. В результате применения серповидной формы упрочненного участка беговые дорожки колец изнашиваются равномерно по профилю. Наиболее нагруженный упрочненный участок расположен на расстоянии b 3-3,5 мм от края беговой дорожки. Уменьшение этого расстояния меньше 3 мм приводит к оплавлению кромок беговых дорожек что, в свою очередь, препятствует нормальной сборке поворотного круга. Кроме этого, эта величина является минимальным отступлением от края для измерения твердости по методу Роквелла. Увеличение расстояния свыше 3,5 мм уменьшает величину упрочненного участка беговой дорожки, на котором происходит контакт с шариком.

Использование упрочнения поверхностного слоя для повышения износостойкости деталей машин известно из технической литературы. При этом в пределах участка контакта твердость и толщина слоя находятся в определенных, довольно узких границах (в пределах 4-5 единиц HRC и 0,2-0,3 мм по толщине слоя). Переход от упрочненного к неупрочненному участку как по поверхности, так и по глубине детали носит плавный характер. Переходные участки с переменной (уменьшающейся) твердостью и глубиной упрочненного слоя в контакте сопрягаемых деталей не участвуют.

Таким образом, производят местное упрочнение деталей сложной формы, получение строго заданной границы упрочненного слоя.

Одновременное использование основной (наиболее нагруженной) и переходной зон в виде единого серповидного участка с плавным изменением твердости и толщины с контактом сопрягаемых деталей в пределах всего серповидного участка из патентных и технических источников неизвестно, поэтому эти признаки являются новыми.

На фиг.1 изображен предлагаемый поворотный круг, разрез; на фиг.2 контакт шарика с беговыми дорожками в увеличенном масштабе.

Поворотный круг содержит верхнее 1 и нижнее 2 кольца, соединенные посредством шариков 3. На беговой дорожке 4 верхнего кольца 1 и на беговой дорожке 5 нижнего кольца 2, имеющих круглую форму, упрочнены серповидные участки с максимальной толщиной на линии первоначального угла контакта. Наиболее нагруженный упрочненный участок d, имеющий твердость HRC 40.45 при глубине слоя h_o 0,6.0,8 мм, середина которого совпадает с линией первоначального угла контакта, расположен на расстоянии b 3 мм от края беговой дорожки.

Усилие F от груза передается с верхнего кольца 1 на нижнее кольцо 2 через шарики 3 под углом контакта. При действии статической нагрузки шарик контактирует с беговыми дорожками 4 и 5 в серединах наиболее нагруженных упрочненных участков d. При движении прицепа под действием радиальных нагрузок точка контакта шарика с беговой дорожкой смещается к радиальной оси, где величина упрочненного слоя уменьшается. При действии динамических ударных нагрузок контакт шарика с беговыми дорожками происходит по участкам f. Поскольку форма упрочненного слоя близка к эпюре распределения нагрузок, то износ беговой дорожки происходит равномерно по ее профилю.