Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

мочным сальником приблизительно в 3—4 раза выше, чем с вой­ лочным сальником и пробковым кольцом.

Уплотнение подшипника с резиновым сальником применя­ лось на автомобилях ЗИЛ-164А и ЗИЛ-157К, а затем и на автомобиле ЗИЛ-130.

Размеры шарнира карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130 и его модификаций приняты те же, что н у шарнира карданной

биля ЗИЛ-130 крутящий момент больше момента, передаваемо­ го карданной передачей автомобиля ЗИЛ-164. Это вызвало необходимость повышения прочности крестовины карданного вала, для чего сталь 18ХГТ была заменена сталью 20ХГНТР.

Для определения сравнительной прочности при статической и динамической нагрузках крестовин карданного вала, изготов­ ленных из стали марок 20ХГНТР и 18ХГТ, были проведены стендовые испытания.

Для испытаний на статическую прочность крестовины в сбо­ ре с подшипниками устанавливали в вилки карданного вала. Одну фланец-вилку карданного вала соединяли с фланцем крутильной машины, а другую закрепляли на неподвижной опоре. Величина прилагаемого крутящего момента фиксирова­ лась на снлоизмернтельном приборе, а деформация от нагруз­

вилку карданного вала закрепляли на жесткой опоре, а другую соединяли с одним пз фланцев промежуточной опоры, закреп­ ленной на универсальной плите. Крестовину, находящуюся со стороны жестко закрепленной фланец-вилки карданного вала, располагали так, чтобы участок тела крестовины с отверстием под масленку работал на разрыв, так как разрушается обычно именно эта крестовина. На другой фланец промежуточной опоры устанавливали рычаг длиной 1000 мм. По концу рычага наносится удар падающим маятниковым грузом весом 150 кгс на плече 4000 мм.

Первый удар наносится при минимальной высоте падения груза 250 мм. Если крестовина при этом не разрушилась, нано­ сится второй удар с высоты 500 мм, затем третий удар с высоты 750 мм и т. д. через каждые 250 мм, до максимальной высоты падения груза 1500 мм. Количество ударов, наносимых с мак­ симальной высоты падения, зависит от прочности кресто­ вины.

Крестовины при испытаниях обоих видов разрушались по отверстию для масленки.

71

Результаты этих испытаний приведены в табл. 25 и 26, из которых следует, что крестовины, изготовленные из стали 20ХГНТР, обладают большей статической и динамической прочностью по сравнению с крестовинами из стали 18ХГТ. Кре­ стовины кардана из стали 20ХГНТР были внедрены в производ­ ство с начала выпуска автомобилей ЗИЛ-130.

25. Результаты испытаний крестовины на статическую прочность

8003,62

26.Результаты испытании крестовины на динамическую прочность

Число нагружений крестовины Марка стали при высоте подъема груза в мм: крестовины

*Крестовина нс разрушилась.

Вдальнейшем была проведена работа по упрощению технологического процесса изготовления крестовины и умень­ шению ее стоимости. Легированная сталь 20ХГНТР заменена

углеродистой сталью 58ПП с пониженной прокаливаемостыо, а нитроцементация заменена поверхностной закалкой при нагре­ ве т. в. ч. Это мероприятие позволило увеличить глубину твер­ дого слоя до 2 мм вместо 1 , 1 мм при нитроцементацни, без

снижения прочности крестовины.

Уплотнение подшипников карданного вала

Долговечность карданных шарниров с пробковым торцовым и войлочным радиальным уплотнениями на самосвалах 31ІЛ- ММЗ-585 и на трехосных автомобилях ЗИЛ-151 составляла 12— 15 тыс. км. При модернизации автомобилей была разрабо­

72

тана новая конструкция уплотнения 1 (рис. 19, а), которую впо­ следствии применили на автомобилях ЗИЛ-130.

Введение указанного уплотнения позволило повысить долго­ вечность карданного шарнира до 20—30 тыс. км. Опыт эксплуатации показал, что основным недостатком этого уплот­ нения является недостаточно эффективное удаление отрабо­ танной смазки и продуктов износа из подшипника при пополне­ нии смазки через масленку. В связи с этим при дальнейшем повышении надежности автомобилей ЗИЛ-130 бы­ ла разработана новая конструкция уплотнения карданного шарнира (рис.

19, б), состоящего из од­ нокромочного резинового

Рис. 19. Уплотнения подшипни­ ка крестовины карданного вала автомобилей ЗИЛ-164А

и ЗИЛ -130

самоподжимного сальника 2 радиального уплотнения и двухкро­ мочного резинового сальника 3 торцового уплотнения. Сальник радиального уплотнения установлен в подшипник таким обра-

Рис. 20. Схема установки для испытания уплотнений карданных шарниров:

1 — электродвигатель; 2 — коробка передач: 3 — испытуемый карданный вал; 4 — герметичная камера; 5 — гидротормоз

зом, что во время смазки шарнира отработанная смазка и про­ дукты износа могут выходить из подшипника. В этом случае отпадает необходимость в установке предохранительного клапа­ на на крестовине.

Для сравнительных испытаний уплотнений подшипника карданного вала в условиях максимальной загрязненности и запыленности были созданы две специальные установки, схемы которых одинаковы (рис. 20). При этих испытаниях карданный вал с испытуемыми шарнирами устанавливается в герметичной камере, в которую закладывается соответствующая смесь.

73

вала 720—730 об/мин и нагрузке 20—21 кгс-м.

Были проведены испытания с применением смазок двух видов: 1) смазка трансмиссионным маслом ТАп-15 (ГОСТ 8412—57) производилась каждые 24—25 ч испытаний через масленку до момента появления масла с внешней стороны сальника; 2) консистентная смазка 158 (МРТУ 12Н-139—64) закладывалась при сборке в подшипник (4—5 г) и в процессе испытаний не добавлялась (сквозные отверстия в шипах кре­ стовины при этом были заглушены).

Шарнир осматривали первый раз через 150 ч и в дальней­ шем через 250, 350, 400 и 425 ч работы.

Для испытаний в условиях максимальной запыленности герметичная пылевая камера до половины высоты заполнялась смесью из суглинка и песка. Карданный вал устанавливали под углом 12° к осям электродвигателя и гидротормоза. Испытания проводились при частоте вращения карданного вала 960 об/мин

74

28. Результаты испытаний сальников кардана в пылевой камере (смазка — трансмиссионное масло ТАп-15)

Результаты испытаний в условиях .максимальной загрязнен­ ности и запыленности приведены в табл. 27 и 28.

На основании стендовых испытаний установлено следующее:

так и на консистентной смазке 158 более чем в 3 раза превыша­ ет долговечность уплотнения, изображенного на рис. 19, о.

При испытании опытного уплотнения подшипника карданно­ го вала на автомобилях результаты стендовых испытаний были подтверждены. В условиях полигона НАМИ пробег автомоби­ лей ЗИЛ-130 с новым уплотнением карданных подшипников составил 200 тыс. км. Это уплотнение было рекомендовано для постановки на производство.

Шлицевое соединение

Для повышения надежности шлицевого соединения необхо­ димо уменьшение давлений на шлицы, хорошее центрирование их, не нарушающееся в процессе эксплуатации, а также обеспе­ чение достаточной смазки и надежного уплотнения шлицев.

Уменьшение давлений возможно путем увеличениядиа­ метра и числа шлицев. Для сохранения центрирования шлицев в эксплуатации его следует осуществлять по поверхностям, не участвующим в передаче крутящего момента. С этой целью в карданной передаче автомобиля ЗИЛ-130 применено герме­ тичное соединение со шлицами эвольвентного профиля с цен­ трированием по наружной поверхности шлицев и дополнитель­ ным центрированием внутренней поверхности шлицев втулки 20

75