Удаленный ремонт

Анализ конструкции шкворневого узла автомобиля УАЗ.

Фирсов А.М. проф. кафедры «Технологии машиностроения и качества» Бийского технологического института (филиал ) ФГБОУ ВО Алт ГТУ, г.Бийск 

Автомобиль УАЗ можно считать лучшим внедорожником, из тех что производятся в России, для российских же дорог. История выпуска этих автомобилей началась с 1953 года, когда на Горьковском  автомобильном заводе сошел с конвейера ГАЗ-69, который выпускался до 1972 года. В 1973 году на Ульяновском автозаводе начался выпуск УАЗ-469. Версия автомобиля для использования на дорогах всех типов называлась УАЗ-469Б. В 1985 году эта «гражданская» модель была модернизирована и, в дальнейшем, выпускалась под названием УАЗ-3151. Согласно официальной индексации, применяемой заводом, современный Hunter не что иное, как обновленная версия именно этой модели. Серийное производство новой модели УАЗ-315195 «Hunter» началось на заводе в Ульяновске 19 ноября 2003 года. С 2005 года на Ульяновском автозаводе началось производство первой принципиально новой модели внедорожника повышенной проходимости – УАЗ Патриот 4х4. Также в Ульяновске выпускаются в различной комплектации грузопассажирские и грузовые автомобили повышенной проходимости. Все эти автомобили, независимо от исполнения, имеют рамную конструкцию и зависимые мосты.
Применение зависимого переднего моста с управляемыми колесами и подключаемым приводом определяет наличие   в конструкции поворотного кулака специфичного шкворневого узла. Конструкция последнего определяет важный  эксплуатационный показатель – управляемость автомобиля. В настоящее время эксплуатируются автомобили с разными мостами «Тимкен» и «Спайсер», у которых разные шкворневые узлы. Кроме этого на рынке запасных частей  предлагаются различные ремкомплекты для модернизации шкворневых узлов. У каждой конструкции имеются свои достоинства и недостатки, а владельцы автомобилей, не обладая достаточной информацией, испытывают затруднение при выборе конструкции и методики ремонта. Ниже приводится анализ конструкций шкворневого узла автомобиля УАЗ,  призванный помочь потребителю определиться с выбором.
Рассмотрим конструкции базовых (устанавливаемых на заводе) шкворневых узлов, для мостов «Тимкен» и «Спайсер», которые  представлены на рисунках 1 и 2.
7c6c0fbd
Рисунок 1- Базовая конструкция шкворневого узла моста «Тимкен»: а – общий вид поворотного кулака; б - шкворневой узел; в – вид шкворня в сборе со втулкой и опорным кольцом.
Как видно из рисунка 1 шкворневой узел моста «Тимкен» состоит из шкворня, выполненного в виде ступенчатого валика, бронзовой втулки и опорного кольца. Бронзовая втулка запрессовывается в шаровую опору поворотного кулака (ШОПК), после чего её необходимо продорновать шариком (продавить шарик диаметром 25 мм через отверстие) и развернуть разверткой под размер малого диаметра шкворня. При развертывании требуется обеспечить соосность верхней и нижней втулок, для этого длина развертки должна обеспечить разворачивание обеих втулок за один проход. При сборке шкворень малым диаметром устанавливается в развернутое отверстие, а больший диаметр шкворня размещается в колодце корпуса поворотного кулака. Шкворень фиксируется от поворота штифтом и закрывается крышкой. Под крышку устанавливаются прокладки, подбором которых регулируется осевой натяг. Возникающий  во время эксплуатации осевой люфт устраняется удалением регулировочных прокладок. Радиальный люфт между шкворнем и втулкой устраняется только заменой втулок.  В крышку устанавливается  пресс-масленка, которая позволяет через отверстие в шкворне смазывать трущиеся поверхности шкворня и бронзовой втулки. Данная конструкция шкворневого узла позволила в течение нескольких десятилетий эксплуатировать автомобили семейства УАЗ. Ресурс узла при верной сборке, по данным Интернета, составляет чуть более 100 000 км, для этого было достаточно с определенной периодичностью проводить регулировку и смазку узла. Вместе с тем, ремонт узла обладает высокой трудоемкостью, а управляемость автомобиля недостаточно комфортна.
ccd908ac
                       а)                                                                 б)
Рисунок 2- Базовая конструкция шкворневого узла моста «Спайсер»: а – общий вид поворотного кулака, где 1 - фланец заднего моста; 2 – корпус поворотного кулака; 3 – зажимная втулка; 4 – шкворень; 5 – вкладыш; 6 – ШРУС; 7 – шаровая опора поворотного кулака; б – набор шкворней с вкладышами из пластика, зажимными втулками и ключом для затяжки втулок.

С выпуском автомобиля УАЗ Патриот в конструкцию мостов внесены существенные изменения, которые упрощали процесс изготовления и сборки, а также последующее техническое обслуживание. Модернизация коснулась и шкворневого узла, конструкция которого представлена на рисунке 2. Конструкция шкворня 4, теперь имеет полусферическую и коническую поверхности и цилиндрическую резьбу. Полусфера шкворня в контакте с полусферическим вкладышем 5, образует шаровой шарнир. Конус позволяет жестко фиксировать шкворень относительно корпуса поворотного кулака 2 через зажимную втулку 3. Полусферический вкладыш устанавливается в полусферическую опору шкворня, которая приваривается к ШОПК. Конструкция реализует патент на полезную модель [1] и схожа с конструкцией шаровых опор большинства легковых автомобилей. Механизм регулирования зазоров позволяет с меньшими трудозатратами устранять возникающие в паре трения зазоры, что выгодно отличает его от шкворневого узла моста «Тимкен». 
Как видно, базовые конструкции шкворневого узла переднего моста снабжены подшипниками скольжения – у моста «Тимкен»  это бронзовая втулка, у моста «Спайсер» полусферический вкладыш из полимерного материала на основе полиамидов, например, ПА СВ 30-3М,«Армамид» ПА УВ 30-1. При отсутствии люфтов в шкворневом узле прочности полимерного вкладыша будет достаточно. Однако, при появлении люфтов и при динамических знакопеременных нагрузках вкладыш разрушается, что приводит к преждевременному выходу шкворневого узла из строя, и это не устраивает владельцев автомобилей с мостами «Спайсер». Кроме этого, многие владельцы и эксперты отмечают плохую управляемость автомобиля («остроту руля») на больших скоростях, которая может быть вызвана повышенным трением в шкворневом узле и недостаточным продольным  углом наклона оси шкворней (кастор). Поэтому ряду предприятий, занимающихся ремонтом  и обслуживанием автомобилей УАЗ, пришлось заняться модернизацией шкворневого узла, направленной на повышение ресурса и улучшение управляемости. В одних случаях, цель достигалась за счет замены материала вкладыша, в других – замена  подшипника скольжения на подшипник качения. 
Обозначенные направления модернизации в настоящее время являются основными, а ремкомплекты для реализации широко представлены на рынке запчастей. Первое направление не меняет конструкцию шкворневого узла, а заменяет пластиковый вкладыш на металлический, например, на бронзу или латунь.  На рисунке 3 представлены наборы таких вкладышей. Такие наборы наиболее широко предлагаются ООО «Фактор» - вкладыш латунь [2] и ООО «СТО22 Ваксойл» - вкладыш бронза [3].
c51a3a7b                             
                                                    а)                                                                                  б)
Рисунок 3. Наборы  шкворней: а - с бронзовыми вкладышами и ключом для затяжки шкворневой втулки «СТО22 Ваксойл»; б – с латунными вкладышами ООО «Фактор»

Замена пластикового вкладыша на металлический, по мнению производителей, увеличивает  ресурс шкворневого узла и  «СТО22 Ваксойл» заявляет гарантированный срок службы, при правильных условиях обслуживания, 100 000 км. На страницах Интернета можно найти информацию о ресурсе шкворневого узла с бронзовыми вкладышами более 200 000 км. Если сравнить механические свойства деформируемых бронзы и латуни, то бронза, после деформации,  выигрывает у латуни по прочности, твердости и коэффициенту трения (таблица 1), поэтому применение бронзы  предпочтительнее.
6071e167
Для моста «Тимкен» «СТО22 Ваксойл» предлагает набор (рисунок 4) шкворней и бронзовых вкладышей с полусферической несущей поверхностью [3],  которые устанавливаются вместо штатных деталей. 
931140cf
  
Рисунок 4 – Набор для модернизации шкворневого узла моста «Тимкен», состоящий из шкворней, бронзовых вкладышей и опор.  

Шкворень цилиндрической частью, с нанесенной на ней накаткой, запрессовывается в отверстие ШОПК, взамен штатной бронзовой втулки. Полусферический бронзовый вкладыш устанавливается в опору шкворня, которая размещается в колодце корпуса поворотного кулака и закрывается штатной крышкой. Применение такого набора исключает операцию запрессовки и калибровки бронзовой втулки и позволяет снизить трудоемкость обслуживания и ремонта шкворневого узла в дальнейшем.
Применение металлического вкладыша, несомненно, увеличивает ресурс шкворневого узла, так как металл имеет более высокие механические свойства, как по твердости, так и по прочности. Однако, коэффициент трения у металла больше, следовательно, есть вероятность снижения управляемости автомобиля в начальный момент, после установки металлических вкладышей. Это отмечается в инструкции по установке бронзовых вкладышей «СТО22 Ваксойл».  Также отмечается необходимость контролировать люфт в шкворневом узле и добавлять смазку. Период обслуживания один раз  каждые  6 000-10 000 км пробега в зависимости от условий эксплуатации.  В противном случае, и металлический вкладыш может преждевременно выйти из строя. Подобный пример представлен на рисунке 5 [6].  Как видно, один из шкворней имеет значительную коррозию, что говорит об отсутствии смазки в узле. 
 e22be59a
Рисунок 5 – Износ металлического вкладыша [6]

Второе направление модернизации предлагает кардинально изменить конструкцию, заменив подшипник скольжения на подшипник качения. Подобная замена, по мнению ряда производителей и автовладельцев, позволяет улучшить  управляемость автомобиля. Применение подшипников качения в шкворневом узле, как отмечается на сайте ООО «ОТАД», началось с 2001 года для моста «Тимкен» [7]. Набор для модернизации шкворневого узла моста «Тимкен» с названием «шкворень роликовый» представлен на рисунке 6, а для моста «Спайсер» на рисунке 7. 
Продукцию для модернизации шкворневого узла на подшипник качения, кроме ООО «ОТАД», предлагают также ООО «Фактор» и ИПКН «АвтоГидравлика» [2, 7, 8]. 
 New Picture (1).png
Рисунок 6 – Набор для модернизации шкворневого узла моста «Тимкен» на подшипник качения

Применение шкворневых узлов с подшипниками качения, идея не новая, подшипники качения применяются, как в известных зарубежных внедорожниках, так и во многих отечественных грузовых автомобилях. При этом следует отметить, что подшипники, во всех этих случаях, предусмотрены конструкцией и установлены заводом-изготовителем с учетом условий эксплуатации автомобиля.
а) New Picture (2).png  б)New Picture (3).png
                                                                                   
Рисунок 7 – Модернизации шкворневого узла моста «Спайсер» на подшипник качения: а – схема модернизации шкворневого узла; б – набор для модернизации

Предлагаемая модернизация шкворневого узла автомобиля УАЗ предусматривает использование подшипника качения типа 7203 или другого с идентичными размерами. Статическая и динамическая грузоподъемность этих подшипников составляет, соответственно 9 000 и 14 000 Н [9]. Определим долговечность этого подшипника (млн. оборотов), которая будет зависеть от условий эксплуатации автомобиля, качества дорог, регулировки зазоров, смазки и может определяться по формуле [9]:
L = a2,3(C/P)p,                                                                                 (1) 
где С – динамическая грузоподъёмность, Н; P – эквивалентная нагрузка, Н; a2,3- коэффициент учитывает условия эксплуатации подшипника (a2,3= 0,6…0,7); р – коэффициент учитывает вид подшипника (для роликовых подшипников р = 10/3).
Если частота вращения подшипника n меньше 1 об/мин, то действующую нагрузку рассматривают как статическую и сопоставляют ее со статической грузоподъемностью Со.
Эквивалентную нагрузку Р можно определить по формуле [9]:
Р = (XVFr+ YFо) KбKт,                                                                  (2)
где Fr– радиальная нагрузка, Н; Fо –осевая нагрузка, Н; X,Y–соответственно коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (для угла α=12о и i =0,55 X=0,45, Y=1); Кб, Кт- соответственно коэффициенты безопасности и температуры (Кб = 1,5; Кт = 1,05), V–коэффициент вращения (при вращении наружного кольца  V= 1,2).
Нагрузка (осевая и радиальная), действующая на шкворневой узел, будет зависеть от массы автомобиля, дорожных условий и манеры езды водителя. Если на неподвижном автомобиле осевую нагрузку, действующую на нижнюю опору, можно принять равной половине массы автомобиля, приходящейся на переднюю ось, что будет составлять около 5 000 Н (500 кгс) на одно колесо, то при движении осевая нагрузка может меняться от нуля, когда колесо разгружено, до значения, которое будет зависть от скорости автомобиля, условий резкого торможения, дефектов дорожного покрытия и множества других факторов.  Для оценки можно рассмотреть условие попадания колеса в выбоину, когда сила воздействия на подшипник будет максимальной. При этом на шкворневой узел будет действовать кратковременная сила, которую можно принять за удар, силу удара можно определить по известной формуле:
F = m (v1 – v2)/ Δt ,                                                                            (3)
где m – это масса ударяющего предмета, v1 и v2 – это скорость в момент начала удара и после него, а Δt – это время, которое было затрачено на контакт. 
Примем, что автомобиль массой 2 000 кг движется со скоростью 20 м/сек (72 км/час) и попадает одновременно двумя передними колесами в выбоину и скорость при этом снижается до 15 м/сек, время контакта с выбоиной составляет 0,5 сек. При распределении массы автомобиля поровну на каждое колесо сила удара составит 10 000 Н. Таким образом, по сравнению с неподвижным автомобилем нагрузка на шкворневой узел возрастет в два раза, т.е коэффициент динамичности в этом случае можно принять равным 2. 
    Значение наибольшей радиальной нагрузки можно определить в зависимости от максимального крутящего момента развиваемого автомобилем (М = 216 Н м) и радиуса расположения подшипников в поворотном кулаке (около 0,075 м), тогда радиальная сила, действующая на шкворневой узел, будет составлять 2 880 Н.  Исходя из этих соотношений долговечность подшипника типа 7203 будет составлять от 0,0587…0,382 млн. оборотов.  Подшипник в шкворневом узле не вращается на полный оборот, а поворачивается на небольшой угол, в зависимости от угла поворота автомобиля и, если принять какое-то число поворотов и подруливаний на 1 км пути, то долговечность подшипника можно выразить в километрах пробега автомобиля. Например, примем, что число поворотов и подруливаний, в среднем, составит 5 раз на 1 км пути, в этом случае долговечность подшипника может составить от 12 000 до 80 000 км и это будет зависеть от условий эксплуатации автомобиля. Именно поэтому в Интернете встречаются противоречивые сведения о ресурсе шкворневого узла с подшипниками качения от 10 000 до 60 000 км. Несмотря на то, что приведенный расчет долговечности подшипника не учитывает всех факторов, действующих на шкворневой узел во время движения, он показывает, что подшипник 7203 имеет недостаточную грузоподъемность и не может обеспечить стабильную работоспособность агрегата.
 В результате того, что подшипник не вращается в шкворневом узле, а совершает колебательное движение в узком секторе, то радиальная нагрузка приводит к перенапряжению металла, пластической деформации в местах контакта и местному износу беговых дорожек подшипника с образованием канавок (бринеллирование). Это приводит к увеличению зазора в определенном секторе поворота подшипника. После устранения зазора из-за неравномерного износа дорожек управляющее усилие поворота будет тоже неравномерным. Следует отметить, что механизм регулировки зазоров в мостах «Спайсер» предусматривает создание значительных напряжений, как при монтаже подшипников, так и при последующем устранении люфтов. Момент затяжки зажимных втулок должен быть до 25 кгс*м, а при устранении люфта необходимо разъединить коническую поверхность шкворня и резьбовой втулки путем осаживания шкворня, для этого необходимо ударить по шкворню с достаточной силой. При таком воздействии возможно разрушение подшипника. Чтобы предотвратить явление бринеллирования необходимо принудительно вращать ролики подшипника относительно колец, такие устройства известны, одно из них предложено в авторском свидетельстве на изобретение СССР [10 ].
Также причиной быстрого выхода подшипника из строя в шкворневом узле может быть нарушение технологических требований при монтаже. Необходимо обеспечить соосность подшипников в верхней и нижней опорах. Если требуемая соосность будет нарушена, то нагрузка распределится неравномерно, и это приведет к преждевременному выходу подшипника из строя. Согласно инструкции по установке подшипников качения необходимо удалить штатные опоры шкворней и вместо них установить и приварить опоры под подшипник. При этой технологии обеспечить требуемую соосность практически невозможно, в силу чего подшипник преждевременно выйдет из строя, как, например, на рисунке 8, где видно, что подшипник качения в одной из опор разрушился и не подлежит дальнейшей эксплуатации [11]. 
 
New Picture (4).png
Рисунок 8. Разрушение подшипника качения в шкворневом узле [11]

Также следует отметить, что применение подшипника качения в шкворневом узле, значительно изменило конструкцию шкворня – вместо полусферы радиусом 32 мм выполнена цилиндрическая шейка диаметром 17 мм под посадочный размер внутреннего кольца подшипника типа 7203. Уменьшение поперечного сечения опорной поверхности шкворня приводит к снижению прочности и при разрушении подшипника, например, как на рисунке 8, может быть причиной поломки шкворня и возникновению аварийной ситуации. Проведем оценку прочности шкворня с подшипником качения и подшипником скольжения для моста «Спайсер». При движении автомобиля на шкворень действуют осевая нагрузка от веса автомобиля Fо  и поперечная нагрузка Fr от руления и ответной реакции дороги. Примем, что нагрузки (Fо , Fr), действующие на шкворень с полусферической опорой и подшипником качения, а также точка их приложения, то есть длина вылета L, будут одинаковыми. Схема нагружения шкворня представлена на рисунке 9.
New Picture (5).png
 
                                                                               а)                                                                        б)   
Рисунок  9 – Схема нагружения шкворня: а – с полусферической опорой; б – с подшипником качения.

Работа шкворня происходит в упругой области, поэтому справедлив принцип независимости действия нагрузок. Это позволяет проанализировать раздельно действие каждой нагрузки на прочность шкворня. Как видно из схемы осевая сила Fо сжимает шкворень и создает в нем напряжения сжатия, а радиальная сила Fr изгибает и сдвигает шкворень относительно заделки, которая обеспечивается коническими поверхностями шкворня и резьбовой втулки, это приводит к возникновению в шкворне напряжений изгиба и среза. Напряжения,
возникающие в шкворне могут быть определены по известным формулам из сопротивления материалов [12]:
Ϭсж. = Fо/А ; Ϭизг. = Мmax/W ; τср. = Fr/А ,
где Ϭсж , Ϭизг. , τср. – напряжения, соответственно, сжатия, изгиба, среза; А – площадь поперечного сечения; Мmax – наибольший изгибающий момент; W – момент сопротивления сечения.
При расчете на прочность необходимо определить опасное сечение, где напряжения будут максимальными. В большинстве случаев, в качестве опасного сечения принимается сечение с наименьшими размерами. В нашем случае для шкворня с полусферической опорой это сечение в месте заделки D (равно около 25 мм), для шкворня с подшипником качения это сечение посадочной шейки внутреннего кольца подшипника d (для подшипника 7203 равно 17 мм). Так как было принято, что силовое воздействие на шкворни одинаковое, то это позволяет сравнить прочность шкворней из анализа соотношения геометрических параметров опасного сечения, например, по формулам:
δсж.,ср. = Асфера / Апод..; δизг. = Wсфера / Wпод,
где Асфера , Апод – площадь опасного поперечного сечения, соответственно, шкворня с полусферической опорой и подшипником качения;  Wсфера , Wпод. – момент сопротивления опасного сечения, соответственно, шкворня с полусферической опорой и  подшипником качения.
7b2b77fe
Результаты сравнительных расчетов прочности приведены в таблице 2. Как видно, прочность шкворня с полусферической опорой по сравнению со шкворнем с подшипником качения в два с лишним раза больше при работе на сжатие и срез и в три с лишним раза прочнее на изгиб.
Следует также отметить ещё один немаловажный факт при использовании подшипников качения в шкворневом узле, это явление  возникновения автоколебаний в системах управления транспортных машин (эффект шимми), возникающий на больших скоростях и приводящий к потере контакта с опорой и/или к разрушению конструкции. Шимми особенно опасен тем, что возникает на больших скоростях движения. Причиной возникновения такой реакции могут послужить неправильно рассчитанные характеристики амортизаторов, пружин подвески, неровности дороги, особенно периодического характера (покрытие типа «стиральная доска»), характер разгона и т. д. [13]. Снизить вероятность эффекта шимми возможно путем установки гасителя колебаний (демпфера) в рулевое управление, что вносит дополнительные изменения в конструкцию автомобиля и, согласно технического регламента по эксплуатации автомобиля, не допускается без разрешается завода-изготовителя. 
Можно предположить, что рассмотренные конструктивные и технологические характеристики шкворневого узла с подшипником качения, удерживают конструкторов Ульяновского автозавода от их применения в серийном производстве. 
Рынок также предлагает и другие модернизации шкворневых узлов, например, для моста «Тимкен» - шкворень с шаровой опорой в виде шарика от подшипника (рисунок 9) [14]. Эта конструкция позволяет легко ремонтировать шкворневой узел.  При условии, если гнездо под шар не будет разбито, то достаточно заменить только сам шарик. Эта модернизация шкворневого узла не столь распространена, как предыдущие, поэтому в дальнейшем эту конструкцию подробно не рассматривали. 
340b968c48f8c907
  
Рисунок 9 – Шкворневой узел с шаровой опорой в виде шарика 
Таким образом, в настоящее время на рынке существует несколько конструкций шкворневого узла, которые имеют как преимущества, так и недостатки. Сторонники каждого из видов шкворневого узла отстаивают свою точку зрения. Проведем оценку наиболее распространенных конструкций с использованием показателей, которые охватывают разные аспекты жизненного цикла шкворневого узла: 1 – условие управления автомобилем во время движения, который включает в себя легкость управления и безопасность; 2 – ресурс шкворневого узла; 3 – затраты на обслуживание; 4 – затраты при модернизации узла; 5 – затраты при последующих ремонтах. 
Результаты оценки приведены в таблице 3. Легкость управляемости автомобилем оценивалась путем измерения момента, прикладываемого к поворотному кулаку, при помощи специального динамометрического ключа.  Оценку безопасности управления предлагается провести с учетом прочности шкворня, например, в процентном отношении к шкворневому узлу базового моста «Спайсер», который можно принять за 100%. Таким образом, для узлов с полусферическим шкворнем, безопасность также будет 100%. Для базового шкворневого узла моста «Тимкен» безопасность узла также можно принять равной 100%, так как наименьшее сечение шейки шкворня равно 25 мм, что соответствует размеру опасного сечения шкворня с полусферической опорой. Так как подшипник качения имеет недостаточную, для данного автомобиля грузоподъемность, снижает прочность шкворня и может привести к возникновению эффекта шимми, то безопасность применения этого шкворневого узла примем, с учетом вышеприведенных расчетов,  50%.  Для оценки ресурса примем данные в тыс. км, которые заявляют производители в качестве гарантированного ресурса и, в случае отсутствия гарантии, средние данные ресурса из Интернета. При оценке затрат на обслуживание учитывались средние затраты на регулировку зазоров и смазку узла по станциям технического обслуживания Сибирского федерального округа. Затраты на модернизацию определялись исходя из того, что если опора не разбита, то у подшипника скольжения необходима только замена полимерного вкладыша на латунный или бронзовый, в то время как у узла с подшипником качения, в любом случае, необходимо удалить старые опоры и установить новые. В случае, если опоры штатных вкладышей будут разбиты, то независимо от конструкции необходимо будет менять их на новые.
074d3ae1
 Затраты на последующие ремонты определялись с учетом, что у базовой конструкции шкворневого узла моста «Тимкен» при ремонте необходима замена втулок подшипника скольжения с последующим их разворачиванием. Другие шкворневые узлы предусматривают только замену вкладышей или подшипника качения. Следует отметить, что повышенный гарантированный ресурс, например, 100 000 км для бронзовых вкладышей, позволяет уменьшить затраты на последующие ремонты.
Таким образом, проведенный анализ конструкций шкворневых узлов автомобилей семейства УАЗ показал:
1. Рынок предлагает шкворневые узлы двух принципиально отличающихся конструкций – на подшипниках скольжения и на подшипниках качения. 
2. Подшипник скольжения заложен в конструкции автомобиля как для моста «Тимкен», так и для моста «Спайсер» и его конструктивные и геометрические параметры определены с учетом тяжелых условий эксплуатации автомобиля.
3. Подшипник качения применяется во многих автомобилях, но применение его в существующей конструкции шкворневого узла автомобиля УАЗ без учета его работоспособности в этом узле, как показали даже приближенные расчеты, не совсем оправдано. Чтобы применять подшипник качения необходимо кардинально изменить конструкцию поворотного кулака.
4. Конструкция шкворня с полусферической опорой обеспечивает работоспособность узла при наличии качественного вкладыша.  Пластиковый вкладыш, предлагаемый УАЗом, не обеспечивает достаточного ресурса, при невнимательном отношении к обслуживанию.
5. Ряд производителей предлагают вместо пластикового вкладыша металлический из бронзы и латуни, которые имеют более высокие механические свойства, но эти материалы имеют больший коэффициент трения, чем у пластика и это снижает управляемость автомобиля особенно в начальный момент после установки.
6. Трибологические свойства бронзы выше чем у латуни, поэтому производители бронзовых вкладышей дают самый высокий гарантированный срок службы, но и цена комплекта с бронзовыми вкладышами выше, чем у других.
7. Для обеспечения повышенного ресурса шкворневого узла, независимо от материала вкладыша, необходимо периодически проверять люфт в узле и своевременно устранять его, а также производить смазку узла. 
8. Выбор конструкции для модернизации шкворневого узла владелец автомобиля УАЗ должен выбирать сам, исходя из своих предпочтений и возможностей.

Список используемых источников
1. Поворотный кулак. / Ежков А.А., Пузенин П.И. Черкаев Ю.В., Хмельницкий С.А. Патент RU на полезную модель 33357. Опубл.: 20.10.2003.
4. Краткий справочник металлиста / Под общ. Ред. П.Н.Орлова, Е.А. Скороходова. - М. Машиностроение, 1986. - 960 с.
5. Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник/ Под ред. Ю.М.Пятина. –М.: Машиностроение, 1982. -528 с.
9. Подшипники качения: Справочник-каталог/ Под ред. В.Н.Нарышкина, Р.В.Корасташевшского. – М.: Машиностроение, 1984. -280 с.
10. Шкворневой узел управляемого моста транспортного средства/ Александров Е.Б., Зайцев В.П., Синаташвили Н.К.Авторское свидетельство СССР №1316899. Опуб.: 07.11.87. Бюл. №41.
12. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов: Учебное пособие для технических вузов – М.: Высшая школа, 1989. 


Написать комментарий к статье:


Корзина