加强的车轴接头制造技术

一种车轴和车轮端部组件，包括具有环形端面的管状车轴壳体。车轴和车轮端部组件还包括具有环形端面的主轴，所述主轴的环形端面在附接周边处焊接到管状车轴壳体的环形端面。车轴和车轮端部组件还包括固定到管状车轴壳体和主轴的加强结构。加强结构定位成包围附接周边的至少一部分。

Strengthened axle joint

The utility model relates to an axle and a wheel end assembly, which comprises a tubular axle shell with an annular end face. The axle and wheel end assembly also includes a spindle with an annular end face welded to the annular end face of the tubular axle housing at the adjacent periphery. The axle and wheel end assembly also includes a reinforced structure fixed to the tubular axle housing and the spindle. The reinforced structure is positioned to surround at least part of the adjacent perimeter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加强的车轴接头相关申请的交叉引用本申请要求2016年10月31日提交的美国临时专利申请序列号62/414,924的权益。
本申请的主题总体涉及用于车辆的车轴和车轮端部组件。特别地，本主题涉及重型车辆的车轴和车轮端部组件，其形成有加强主轴和车轴之间的焊接接头的结构。
技术介绍
重型车辆工业通常在一个或多个车轴的相对端部上使用车轮端部组件。每个车轮端部组件通常包括安装在轴承组件上的轮毂。轴承组件安装在车轮端部组件的主轴的外侧端上，以使轮毂能够相对于主轴旋转。主轴通常通过焊接操作连接到车轴的管状端部部分，以形成车轴和车轮端部组件。主轴和车轴的管状部分之间的焊接接头承受重载，这引起焊接接头周围的局部挠曲、变形和应力。在焊接接头附近还存在这样的区域，所述区域可能受到焊接操作期间产生的热量和应力集中的不利影响。因此，车轴的管状部分和主轴部件的端部部分通常被选择为具有能够承受重型车辆在操作中遇到的载荷和应力以及在车轴和车轮端部组件的制造期间产生的热量和应力集中的尺寸和材料。先前已知的用于重型车辆的车轴和车轮端部组件通常包括车轴的标准尺寸管状部分。当前已知的连接的一个问题是它可能对部件的几何形状敏感。也就是说，主轴的裙壁厚度需要与车轴的管状部分的壁厚基本相似，以便在连接操作期间获得所需的焊接残余材料的卷曲形状。主轴裙部的内径和外径以及车轴的管状部分的内径和外径也影响焊接残余材料的卷曲形状。没有尖锐边缘的期望的卷曲形状对于从车轴管状部分到主轴焊接接头获得可接受的完整性和疲劳寿命是重要的。具有不期望的卷曲形状的接头通常会导致车轴和车轮端部组件的报废，从而增加了制造总成本。车轴和车轮端部组件还包括制动器部件保持或安装结构，其通常称为支架或扭矩板(spiderortorqueplate)。制动器部件保持或安装结构通常固定到车轴上或主轴。支架或扭矩板的沿着车轴的位置通常由制动器系统结构和用户要求确定。支架或扭矩板的位置通常与主轴和车轴之间的焊接接头轴向间隔开。先前已知的车轴和车轮端部组件往往相对较重，这对重型车辆的总重量有贡献，并因此限制了重型车辆可合法承载的货物量。先前已知的车轴和车轮端部组件可能在制造期间浪费材料，这增加了成本和现有库存。适当的已知连接方法可能是有限制的并且需要对设备进行大量的资金投入。与先前已知的车轴和车轮端部组件相关的限制、劣势和缺点使得期望提供改进的车轴和车轮端部组件以及制造改进的车轴和车轮端部组件的方法。
技术实现思路
提供
技术实现思路
以介绍下文描述的概念。本
技术实现思路
不旨在标识所公开主题的关键因素或基本特征，也不旨在用于限制所公开的主题和权利要求的范围。根据所公开的主题的概念，通过这样的车轴和车轮端部组件克服与已知的车轴和车轮端部组件相关的劣势和缺点，所述车轴和车轮端部组件在主轴和车轴壳体之间形成有焊接接头，所述焊接接头由包围接头的结构加强。所公开的主题的概念提供了相对更轻的车轴和车轮端部组件，其在焊接接头处具有较小的挠曲、变形和应力，减少了材料成本和库存，允许可由重型车辆运载相对更重的货物量，并允许较低的资本成本。所公开的主题的概念还允许使用先前在制造车轴和车轮端部组件时不期望的各种连接过程。根据所公开主题的概念制造的车轴和车轮端部组件对部件的几何形状相对较为不敏感。也就是说，具有给定裙壁厚度的主轴可以与具有不同壁厚的车轴管状部分一起使用。这可以减少必须制造和承载在库存中的不同的相对昂贵的主轴的数量。根据所公开主题的概念制造的车轴和车轮端部组件的加强接头也可减少废料。根据所公开主题的一个方面，一种车轴和车轮端部组件，包括具有环形端面的管状车轴管壳体。车轴和车轮端部组件还包括具有环形端面的主轴，所述主轴的环形端面在附接周边处连接到管状车轴壳体的环形端面。可以通过任何适当类型的连接来完成连接操作。车轴和车轮端部组件还包括固定到管状车轴壳体和主轴的加强结构。加强结构定位成跨越并包围附接周边的至少一部分。优选地，加强结构是制动器部件安装结构，其跨越并包围基本上全部的附接周边。在端面连接在一起的位置，产生在附接周边附近的热影响区。制动器部件安装结构优选地包围基本上全部的热影响区，以加强和增强焊接接头和热影响区。车轴壳体和主轴的端面可以通过摩擦焊接操作连接在一起，所述摩擦焊接操作产生热影响区。车轴壳体和主轴的端面可以通过激光焊接操作连接在一起，所述激光焊接操作产生相对较小的热影响区。车轴壳体和主轴的端面各自具有外径基本相等的环形形状。车轴壳体和主轴的端面可以具有内径基本相等的端面。车轴壳体和主轴的端面可以具有不同内径的端面。加强和增强的焊接接头使得到的结构加固，因此车轴和车轮端部组件能够更好地抵抗挠曲并承受应力，从而提高车轴的耐用性和使用寿命。根据另一方面，一种制造车轴和车轮端部组件的方法，包括提供具有管状壳体的车轴的步骤，所述管状壳体具有环形端面。该方法还包括将主轴的环形端面连接到管状车轴壳体的环形端面，以形成附接周边。可以通过任何适当类型的连接来完成连接操作。该方法还包括将加强结构固定到管状车轴壳体和主轴，以跨越并包围附接周边的至少一部分。该方法优选地包括将加强结构定位成跨越并包围基本上全部的附接周边的步骤。该方法包括以在附接周边附近产生热影响区的方式将主轴的环形端面连接到车轴中央管壳体的环形端面。加强结构定位成跨越并包围基本上全部的热影响区。附图说明以下描述和附图阐述了所公开主题的某些说明性方面和实施方式。这些仅指示了可以采用的一个或多个实施例、方面和实施方式的多种方式中的一些。通过参考附图阅读以下描述，所公开的主题的其它特征对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：图1是根据一个方面构造的车轴和车轮端部组件的整体局部透视图，其示出了安装在车轴和车轮端部组件的车轴和主轴上的加强结构；图2是图1的车轴管状部分和车轮端部组件的一部分的大致沿着图1中的线2-2截取的局部剖视图，其示出了安装在车轴和主轴上的加强结构；图3是图2的根据一种类型的连接操作制造的车轴和车轮端部组件的一部分的放大的局部剖视图；和图4是类似于图3的根据另一种类型的连接操作制造的车轴和车轮端部组件的一部分的放大的局部剖视图。具体实施方式参考附图描述了所公开的主题，其中在整个说明书中相同的附图标记用于表示相同的元件。在说明书中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对所公开主题的理解。然而，应该理解，可以在没有这些特定细节的情况下采用、实践和实现所公开的主题。改进的车轴和车轮端部组件20(图1-3)旨在用于重型车辆，例如拖车。根据一个方面，提供了这样的车轴和车轮端部组件20，其有利地能够使用相对较薄且因此重量较轻的部件，例如包括管状中央部分或车轴壳体22的车轴10、和管状主轴24。通过为车轴和车轮端部组件20提供这样的接头26来实现这种改进，所述接头用加强结构40保护和加强，所述加强结构例如支架、扭矩板或制动器保持结构。加强结构40在周向方向上完全包围或环绕，并且在轴向方向上桥接或跨越接头26和接头附近的热影响区HAZ(图3)。热影响区HAZ可能是应力集中区域。通过添加加强结构40而获得的关于接头26和热影响区HAZ的截面模量的增加加强并保护车轴和车轮端部组件20免受在重型车辆运行期间和/或可能通过连接过程产生的在焊接接头处的挠曲、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车轴和车轮端部组件，其包括：具有端面的车轴壳体；具有端面的主轴，所述主轴的端面在附接周边处固定到所述车轴壳体的端面；和固定到所述车轴壳体和所述主轴的加强结构，所述加强结构定位成包围所述附接周边的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 US 62/414,9241.一种车轴和车轮端部组件，其包括：具有端面的车轴壳体；具有端面的主轴，所述主轴的端面在附接周边处固定到所述车轴壳体的端面；和固定到所述车轴壳体和所述主轴的加强结构，所述加强结构定位成包围所述附接周边的至少一部分。2.根据权利要求1所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述加强结构包围基本上全部的附接周边。3.根据权利要求1所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述加强结构包括制动器部件安装结构。4.根据权利要求1所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述主轴的端面各自具有基本相等外径的环形形状。5.根据权利要求4所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述主轴的端面具有基本相等内径的端面。6.根据权利要求4所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述车轴的端面具有不同内径的端面。7.根据权利要求4所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述主轴的端面以在所述附接周边附近产生热影响区的方式连接在一起。8.根据权利要求7所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述主轴的端面通过产生所述热影响区的摩擦焊接操作连接在一起。9.根据权利要求7所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体和所述主轴的端面通过产生所述热影响区的激光焊接操作连接在一起。10.根据权利要求7所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述加强结构包围基本上全部的热影响区。11.根据权利要求1所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体是管状的，其壁厚小于0.300英寸，外径大于5.5英寸。12.根据权利要求11所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体具有约0.250英寸的壁厚和约5.75英寸的外径。13.根据权利要求1所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体是管状的，其壁厚小于0.640英寸，外径大于4.75英寸。14.根据权利要求13所述的车轴和车轮端部组件，其中，所述车轴壳体具有约0.460英寸的壁厚和约5.00英寸的外径。15.一种制造车轴和车轮端部组件的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有管状车轴壳体的车轴，所述车轴壳体具有环形端面；将主轴的环形端面连接到所述车轴壳体的环形端面，以形成附接周边；和将加强结构固定到所述车轴壳体和所述主轴，以包围所述附接周边的至少一部分。16.根据权利要求15所述的方法，其包括将所述加强结构定位成包围基本上全部的附接周...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·格雷格，R·S·富尔顿，P·R·皮尔斯，J·D·怀特，J·R·维特林格，
申请(专利权)人：亨德里克森美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US