Изготовление шкворней

Виды шкворней

Шкворень – часть оси поворота обеспечивающего движение колеса. Он служит соединением двух зон: поворотного кулака с закрепленной в нем ступицей с колесным элементом, а также подвески, прикрепленной к кузову либо к раме.

Шкворень, в зависимости от вида и области применения, решает одновременно несколько задач:

• поддерживает корректность расположения шарнирного узла;
• выполняет функцию оси поворота шарниров;
• играет роль силового компонента, осуществляющего соединение составляющих шарнирного узла;
• подает смазочный материал, а также равномерно распределяет его между контактирующими и трущимися элементами;
• объединяет в единый подвижный узел поворотный кулак и шаровую опору;
• обеспечивает необходимую жесткость механизма;
• передает крутящий момент на балку грузовика;
• обеспечивает возможность поворотов деталей, состыкованных шарнирным способом, а также предупреждает их смещения;
• корректно позиционирует шарнирно-объединенные части.

По назначению шкворни делятся на несколько разновидностей: для навесок, для поворотных цапф, для полуприцепов, для прицепов. Наиболее распространены элементы для цапф, которые принимают нагрузку на себя и направляют ее на кузов, а также удерживают колесо.

По конструкции шкворни бывают:

• Сквозные. Они с помощью подшипников качения или скольжения размещаются внутри посадочных мест, расположенных в кулаке поворота или же в мостовой балке. Для крепления применяют находящиеся вверху и внизу узла крышки, резьбу, штифты. Сквозной шкворень имеет значительную длину и проходит через две точки (нижнюю и верхнюю), в которых подвеска соприкасается с поворотным кулаком. Такой элемент часто встречается в зависимых подвесках. Он формирует прочные и жесткие соединения, но исключает возможность монтажа полуосей или шарниров, передающих на колеса крутящий момент. Использование допустимо лишь на не ведущих или задних мостах.
• Раздельные. Длина гораздо меньше. Задача – соединение подвески и поворотного кулака в верхней и нижней зонах. На каждый кулак должно приходиться по два элемента: вверху и внизу. Они могут совпадать по размерам и конструкции либо различаться. Этот вариант подходит для независимых подвесок. Допускается крепление полуосей или передающих крутящий момент шарниров. Также возможно регулирование угла развала и наклона колеса, что улучшает показатели кинематики.

По форме и конфигурации шкворни подразделяются на Т-образные цилиндрические, подшипниковые составные, шаровые составные, а также комбинированные цилиндро-конические, оснащаемые сферической опорой.

Есть два способа крепления шкворней для полуприцепов:

1. Фланцевое. Фиксация осуществляется специальными винтами, либо гайками и болтами.
2. Бесфланцевое. Элемент помещается во втулку, располагающуюся на раме. Крепление осуществляется с помощью резьбы.

Материалы изготовления

Так как на детали ложатся значительные нагрузки, они должны выдерживать их, сохраняя исходные свойства, а также обеспечивая длительный срок службы узлов. Это достигается использованием для изготовления высокопрочных сплавов – сталей. Подходят марки, отличающиеся жаропрочностью, твердостью, повышенной износостойкостью. Стальные шкворни наиболее востребованы.

Этапы, технология производства

Производство шкворней является технологическим процессом, включающим разные операции. Технология разрабатывается с учетом вида и свойств металла, форм деталей, их размеров, номинальных нагрузок, условий эксплуатации, других факторов. Изготовление включает несколько этапов:

1. Формирование заготовок. Их создают из исходного сырья (стали) путем ковки или горячего прессования. Оба метода предполагают механическое воздействие на предварительно нагретый до критических температур сплав.
2. Механическая обработка. Она выполняется на токарных, фрезерных станках. На них полуфабрикаты, предназначенные для изготовления заготовок и деталей, обретают нужные параметры – размеры, форму. Также нарезается резьба, если она предусмотрена конструктивно, формируются другие элементы.
3. Термообработка. Это закалка, которая упрочняет металл, повышает его износостойкость, устойчивость к механическим нагрузкам. Операция проводится при высоких температурах в специальных печах.
4. Контроль качества. Оцениваются конечные параметры – геометрия, габариты, отсутствие царапин, трещин или других дефектов, степень допустимой шероховатости, твердость, микроструктура, ударная вязкость, изгибная жесткость и другие свойства. Для их анализа проводятся тщательные осмотры под микроскопом, различные тестирования, испытания.

Области применения

Детали используются в различных транспортных средствах, спецтехнике: грузовых машинах, внедорожниках, некоторых легковых автомобилях, тракторах. Элементы востребованы в машиностроении, автомобилестроении, других отраслях промышленности. Причем потребность в них постоянная, так как детали быстро изнашиваются, что требует их регулярных замен.

Примеры работ