RU2221704C2

RU2221704C2 - Seal of truck drive wheel hub bearing unit

Info

Publication number: RU2221704C2
Application number: RU2000120639/11A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Захаров; Н.Ф. Байкалов; тдинов Р.К. Зе; Р.К. Зеятдинов; И.Г. Смирнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: proposed seal of wheel hub bearing unit contains main cup interference-fitted in hub rotating on journals on two bevel roller bearings. Said cup provides sealing of unit by working edges and spring along fixed ring from inner side of hub, and it contains from outer side lockwasher, tab washer and bearing nut. Additional seal is installed in hub from outer side of bearing unit. Said additional seal contains cup with spring, nut of bearings with cylindrical surface for cup, spacer ring and rubber plug fitted in slot of journal. Additional seal is furnished with cup demounting elements. EFFECT: improved reliability of hub seal. 4 dwg

Description

Изобретение относится к ведущим мостам транспортных средств с подшипниковыми узлами ступиц колес с колесными тормозными механизмами и предназначено для предотвращения попадания извне в подшипниковый узел пыли, грязи, воды и т.д., удержания смазки в узле и исключения попадания жидкой смазки в тормозные механизмы транспортных средств. The invention relates to driving axles of vehicles with bearing assemblies of wheel hubs with wheel brakes and is intended to prevent dust, dirt, water, etc. from entering the bearing assembly from the outside, to keep lubricant in the assembly and to prevent liquid grease from entering the brake mechanisms of vehicles .

Широко известны следующие уплотнения данных узлов:
- с установкой одной простой манжеты в ступицу на внутренней стороне (см. фиг. 1, М. : Машиностроение, 1988, "Автомобили КАМАЗ типа 6х4, руководство по эксплуатации, стр.99). Основным недостатком этой конструкции является совмещение функции для одной манжеты как по защите узла от загрязнения, так и по удержанию жидкой смазки, и попадание жидкой смазки в тормозные механизмы транспортных средств;
- с установкой специального сложного уплотнения, например с двумя манжетами (см.фиг.2, Автомобили МАЗ 6422, 5432; Техническое описание и руководство по эксплуатации, Минск, 1981, стр.31), позволяющими разделить функции защиты от грязи и пыли и удержания жидкой смазки. При этом наружная манжета защищает узел от загрязнения, а внутренняя удерживает жидкую смазку. Однако установка манжет с разными функциями на одной стороне ступицы может привести к преждевременному выходу из строя внутренней манжеты и, как следствие, к вытеканию жидкой смазки. Поэтому смазывание узлов с такой конструкцией уплотнения (см. фиг. 2) не обеспечивает достаточной надежности узла при использовании жидкой смазки;
- с установкой двух разнесенных в разные места уплотнений, выбранное в качестве прототипа (см.фиг.3, М.: Машиностроение, 1986, стр.105). Одно уплотнение (поз.1) защищает узел от внешних воздействий, другое (поз.2) - установленное в балке моста - исключает попадание жидкой смазки в ступицу и далее на тормозные агрегаты автомобиля. Такая конструкция обеспечивает достаточно надежное уплотнение, так как каждое уплотнение выполняет одну функцию, и состояние одного уплотнения не влияет на состояние другого. Однако данное техническое решение имеет ограниченную область применения, а именно: его можно использовать только для разрезной балки со съемной цапфой. Такая конструкция позволяет установить уплотнение непосредственно в балку. При цельной балке или цельносварной данное техническое решение невыполнимо по технологическим ограничениям.The following densifications of these nodes are widely known:
- with the installation of one simple cuff in the hub on the inside (see Fig. 1, M.: Mashinostroenie, 1988, "KAMAZ automobiles of 6x4 type, instruction manual, page 99). The main disadvantage of this design is the combination of function for one cuff both to protect the unit from pollution, and to retain liquid lubricant, and the ingress of liquid lubricant into the brake mechanisms of vehicles;
- with the installation of a special complex seal, for example, with two cuffs (see figure 2, MAZ 6422, 5432; Technical description and operation manual, Minsk, 1981, p. 31), which allow to separate the functions of protection from dirt and dust and retention liquid lubricant. In this case, the outer cuff protects the assembly from contamination, and the inner retains the liquid lubricant. However, the installation of cuffs with different functions on one side of the hub can lead to premature failure of the inner cuff and, as a result, leakage of liquid lubricant. Therefore, lubrication of nodes with such a seal design (see Fig. 2) does not provide sufficient reliability of the node when using liquid lubricant;
- with the installation of two seals placed in different places, selected as a prototype (see Fig. 3, M .: Engineering, 1986, p. 105). One seal (pos. 1) protects the unit from external influences, the other (pos. 2) - installed in the bridge beam - eliminates the ingress of liquid lubricant into the hub and further onto the brake assemblies of the car. This design provides a sufficiently reliable seal, since each seal performs one function, and the state of one seal does not affect the state of the other. However, this technical solution has a limited scope, namely: it can only be used for a split beam with a removable trunnion. This design allows you to install the seal directly into the beam. With an integral beam or all-welded, this technical solution is not feasible due to technological limitations.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является обеспечение надежного уплотнения без значительного изменения существующей конструкции узла и без ограничения по конструкции балки ведущего моста, а также исключение попадания жидкой смазки в узлы тормозного барабана ведущего моста. The problem solved by the claimed technical solution is to ensure reliable sealing without significant changes to the existing design of the node and without limitation on the design of the beam of the drive axle, as well as the elimination of liquid grease entering the brake drum assemblies of the drive axle.

Заявляемое техническое решение обеспечивает надежное уплотнение ступичного узла при любых конструкциях балок (разъемных, сварных и т.д.), что значительно повышает срок службы ведущих мостов. При этом возможна установка заявляемых уплотнений на вею имеющуюся номенклатуру автомобилей, выпускаемых в настоящее время и выпущенных ранее, так как конструкция основных деталей ступичного узла не меняется. Кроме этого, заявляемое уплотнение возможно использовать на других автомобилях, имеющих аналогичные автомобилю КАМАЗ конструкции ступичных узлов. При этом находящиеся в эксплуатации и новые автомобили не требуют какой-либо доработки, доводки. The claimed technical solution provides reliable sealing of the hub assembly with any beam designs (split, welded, etc.), which significantly increases the service life of the drive axles. In this case, it is possible to install the claimed seals on the existing range of cars currently manufactured and produced earlier, since the design of the main parts of the hub assembly does not change. In addition, the claimed seal can be used on other vehicles having the same hub design of the KAMAZ vehicle. At the same time, in operation and new cars do not require any refinement, refinement.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что уплотнение подшипникового узла ведущих колес транспортных средств, содержащее основную манжету, установленную с натягом во вращающуюся на цапфе на двух конических роликоподшипниках ступицу, обеспечивающую посредством рабочих кромок и пружины уплотнения узла по неподвижному кольцу с внутренней стороны ступицы, и с внешней стороны - шайбу замочную, шайбу отгибную, гайку подшипников, характеризующееся тем, что на внешней стороне подшипникового узда в ступице размещено дополнительное уплотнение, выполненное из манжеты с пружиной, гайки подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного кольца и резиновой пробки, установленной в паз цапфы. При этом дополнительное уплотнение снабжено элементами для демонтажа манжеты. The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the seal of the bearing assembly of the drive wheels of the vehicles, containing the main cuff installed with an interference fit in the hub rotating on the axle on two tapered roller bearings, provides the assembly by means of the working edges and the compression spring of the assembly along the stationary ring from the inside of the hub, and from the outside, a lock washer, a folding washer, a bearing nut, characterized in that on the outer side of the bearing bridle in the hub there is an additional ADDITIONAL sealing cuff made of a spring nut bearing with a cylindrical surface under the cuff, the spacer ring and the rubber stopper, installed in the stud recess. In this case, the additional seal is equipped with elements for dismantling the cuff.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", так как по отдельности признаки известны из уровня техники, однако в вышеперечисленной совокупности и в связи с решаемой задачей данная совокупность не была обнаружена в аналогах и прототипе заявляемого решения. The claimed technical solution meets the criterion of "novelty", since individually the features are known from the prior art, however, in the above set and in connection with the problem being solved, this set was not found in the analogues and prototype of the claimed solution.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", предъявляемому к изобретениям, так как разрешает противоречие, которое невозможно разрешить обычным конструированием, а именно: обеспечивает достижение поставленной задачи - обеспечение надежного уплотнения подшипникового узла и исключение попадания жидкой смазки на тормозные механизмы ведущего моста. The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" for inventions, as it resolves a contradiction that cannot be resolved by conventional design, namely: it ensures the achievement of the task - ensuring reliable sealing of the bearing assembly and eliminating the ingress of liquid lubricant into the brake mechanisms of the drive axle.

Учитывая вышеизложенное, можно считать, что разрешение противоречия является доказательством "изобретательского уровня". Given the above, it can be considered that the resolution of the contradiction is proof of the "inventive step".

Доказательством неочевидности заявляемого решения является то, что все конструкции ведущих мостов грузовых транспортных средств оснащены тормозными механизмами и попадание смазки на узлы торможения недопустимо. Ввиду того, что вероятность попадания на тормозные механизмы консистентной смазки намного меньше по сравнению с жидкой смазкой, в ведущих мостах желательно применение только консистентной смазки. Но в то же время для обеспечения работоспособности главных передач ведущего моста обязательным условием является применение жидкой смазки. Использование заявляемой конструкции разрешает это противоречие, так как создается практически два замкнутых объема, заполненных жидкой и консистентной смазками. Возрастание давления в этих объемах приводит только к еще большей герметизации узлов, так как создаваемое давление в этих полостях воздействует на внутреннюю и наружную манжеты в направлении, прижимающем рабочие кромки к неподвижным цилиндрическим поверхностям (на фиг. 3 стрелками показано направление движения жидкой смазки, на фиг.4 - буквами "а" и "в" - создающиеся замкнутые контуры, а стрелками с буквами F 1 и F 2 - усилия, прижимающие рабочие кромки манжет к цилиндрическим поверхностям). The evidence of the non-obviousness of the proposed solution is that all the designs of the driving axles of freight vehicles are equipped with braking mechanisms and grease entering the braking units is unacceptable. Due to the fact that the likelihood of grease getting onto the brake mechanisms is much less than that of a liquid lubricant, only grease is desirable in the drive axles. But at the same time, to ensure the operability of the main gears of the drive axle, a prerequisite is the use of liquid lubricant. The use of the claimed design resolves this contradiction, since it creates almost two closed volumes filled with liquid and grease. The increase in pressure in these volumes leads only to even greater sealing of the nodes, since the pressure created in these cavities acts on the inner and outer cuffs in the direction that presses the working edges to the fixed cylindrical surfaces (in Fig. 3, the arrows show the direction of motion of the fluid lubricant, in FIG. .4 - the letters "a" and "b" - the created closed contours, and the arrows with the letters F 1 and F 2 - the forces that press the working edges of the cuffs to the cylindrical surfaces).

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 показана схема аналога 1 с пояснениями поступления жидкой смазки в тормозные механизмы;
на фиг.2 - схема аналога 2 с двумя манжетами;
на фиг. 3 - схема узла с установкой двух разнесенных в разные места уплотнений, выбранная в качестве прототипа;
на фиг.4 - схема заявляемого технического решения.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 shows a diagram of analogue 1 with explanations of the flow of liquid lubricant into the brake mechanisms;
figure 2 is a diagram of an analogue 2 with two cuffs;
in FIG. 3 is a diagram of a unit with the installation of two seals spaced apart in different places, selected as a prototype;
figure 4 is a diagram of the proposed technical solution.

Заявляемое техническое решение состоит из манжеты 1 с пружиной дополнительного уплотнения, гайки 2 подшипников с цилиндрической поверхностью под манжету, проставочного пластмассового кольца 3, резиновой пробки для паза цапфы 4, манжеты основной с пружиной 5, ступицы колес ведущего моста 6, кольца манжеты 7, полости с жидкой смазкой "а", полости с консистентной смазкой "в". Избыточное давление, действующее на манжету 1 дополнительного уплотнения, обозначено буквой "F 1". Избыточное давление, действующее на основную манжету 5, обозначено буквой "F 2". The claimed technical solution consists of a cuff 1 with a spring of an additional seal, a nut 2 bearings with a cylindrical surface under the cuff, a spacer plastic ring 3, a rubber stopper for the spigot groove 4, the main cuff with a spring 5, the wheel hub of the drive axle 6, the cuff ring 7, the cavity with liquid lubricant "a", cavity with grease "b". The overpressure acting on the cuff 1 of the additional seal is indicated by the letter "F 1". The overpressure acting on the main cuff 5 is indicated by the letter "F 2".

Заявляемое техническое решение собрано и работает следующим образом. The claimed technical solution is assembled and works as follows.

Ступица колеса 6 вращается на двух конических подшипниках, установленных на цапфе балки ведущего моста. Для защиты узла от внешних воздействий (вода, пыль, грязь) в ступицу с натягом по наружному диаметру установлена основная манжета 5 с пружиной, которая своими рабочими кромками вращается по неподвижному кольцу 7. Для исключения попадания жидкой смазки из картера ведущего моста во внутреннюю межподшипниковую полость ступицы и далее в тормозные механизмы на наружной стороне ступицы установлено дополнительное уплотнение 1, состоящее из манжеты с пружиной, установленной в ступицу с натягом по наружному диаметру, и рабочей кромкой, вращающейся по цилиндрической поверхности гайки 2 подшипников. Для ограничения перемещения манжеты внутрь ступицы устанавливается проставочное пластмассовое кольцо 3. Для исключения проникновения жидкой смазки через паз в этот паз устанавливается резиновая пробка 4. The wheel hub 6 rotates on two tapered bearings mounted on the axle of the beam of the drive axle. To protect the unit from external influences (water, dust, dirt), a main sleeve 5 with a spring is installed in the hub with an interference fit on the outer diameter, which rotates along the stationary ring 7 with its working edges. To prevent liquid from the crankcase of the drive axle getting into the inner inter-bearing cavity the hub and further into the brake mechanisms on the outer side of the hub an additional seal 1 is installed, consisting of a cuff with a spring installed in the hub with an interference fit on the outer diameter and a working edge rotating a cylindrical bearing surface of the nut 2. To limit the movement of the cuff inside the hub, a plastic spacer ring 3 is installed. To prevent the penetration of liquid lubricant through the groove, a rubber stopper 4 is installed in this groove.

Заявляемое техническое решение может быть изготовлено на стандартном оборудовании известными способами с применением современных материалов. The claimed technical solution can be manufactured on standard equipment by known methods using modern materials.

Заявляемое техническое решение использовано на серийных и экспериментальных автомобилях, зарекомендовало себя как надежное уплотнение, попадание жидкой смазки в тормозные узлы автомобиля не наблюдалось. The claimed technical solution was used on serial and experimental vehicles, has established itself as a reliable seal, liquid grease entering the brake components of the car was not observed.

Claims

A seal of the bearing assembly of the hubs of driving wheels of trucks, comprising a main cuff, fitted with an interference fit into a hub rotating on a pin on two tapered roller bearings, which ensures the assembly is sealed by a fixed lip on the stationary ring from the inside of the hub and the lock washer on the outside, a folding washer, a bearing nut, characterized in that on the outer side of the bearing assembly in the hub there is an additional seal made of a cuff with a spring, nuts bearings with a cylindrical surface under the cuff, a spacer ring and a rubber plug installed in the groove of the journal, while the additional seal is equipped with elements for dismantling the cuff.