СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАРОВОГО ШАРНИРА Российский патент 1997 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии изготовления шаровых шарниров подвески автомобиля.

Известен способ изготовления шарового шарнира, заключающийся в том, что в корпус с внутренней вогнутой сферической поверхностью, с малым отверстием на одном конце и большим на другом вводят опорный вкладыш из полимерного материала, штангу с шаровой головкой, второй опорный вкладыш и ввинчивают крышку.

Способ изготовления сложен и шаровые опоры по этому способу не подлежат ремонту и регулировке усилия момента сопротивления качанию опорной штанги шарнира.

Целью изобретения является упрощение изготовления шаровых опор с гарантируемой плотностью посадки шаровой головки и с увеличением его надежности.

Это достигается тем, что в способе изготовления шарового шарнира, заключающемся в том, что в корпус шарнира с внутренней вогнутой сферической поверхностью, с резьбовым отверстием на одном конце и меньшим по отношению к нему отверстием на другом последовательно вводят опорный вкладыш из полимерного материала, штангу с шаровой головкой, второй вкладыш и ввинчивают крышку, до установки крышки второй вкладыш совместно с торцем первого вкладыша предварительно обжимают нагретым стержнем при температуре и давлении, приводящими к пластической деформации материала вкладышей, а крышку затягивают крутящим моментом, создающим во вкладышах упругую деформацию, при этом внутреннюю поверхность стержня выполняют идентичной контактным поверхностям крышки и вкладыша. Кроме этого, затягивание крышки обеспечивают при достижении момента качания штанги шарнира в пределах 1,2-2,0 кгс•м. Далее, перед вводом штанги с шаровой головкой в корпус на поверхность шаровой головки наносят смазку.

На фиг. 1 показана схема обжима вкладышей; на фиг. 2 фрагмент установки вкладышей до обжима стержнем; на фиг. 3 то же, после обжима стержнем; на фиг. 4 схема проверки затяжки резьбовой крышки.

Способ изготовления шарового шарнира заключается в том, что в корпус 1 со стороны резьбового отверстия 6 вводят первый опорный вкладыш 3, выполненный из полимерного материала с цилиндрической и сферической поверхностями и кольцевым фланцевым пояском до плотного прилегания к внутренней сферической поверхности корпуса 2. Кольцевой фланцевый торец опорного вкладыша 3 располагается на кольцевой ступеньке 13 корпуса 1.

На шаровую головку 4 наносят слой смазки и через резьбовое отверстие 6 вводят палец 5 внутрь опорного вкладыша 3 до упора в сферическую поверхность 2 корпуса 1. Второй вкладыш 7 вводят в цилиндрическую часть вкладыша 3 до упора в шаровую головку. При этом фланцеобразный торец опорного вкладыша 3 совпадает по высоте по наружному диаметру внешней сферической поверхности второго вкладыша 7. На внешнюю сферическую поверхность вкладыша 7 и фланцеобразный торец опорного вкладыша 3 прикладывают нагрузку Р нагретым стержнем 8, приводящую к пластической деформации вкладышей 3 и 7.

Форма контактной поверхности стержня А должна соответствовать внутренней поверхности резьбовой крышки контактирующей с вкладышами 3 и 7 после затягивания этой крышки.

Резьбовую крышку 9 затягивают моментом Мкр, приводящим к упругой деформации вкладышей 3 и 7. Момент затяжки проверяется качанием пальца шаровой головки, оптимальные значения которого могут находиться в пределах 1,2-2,О кгс•м.

Пример. В корпус 1 со стороны резьбового отверстия 6 вводят предварительно отформованный из угленаполненного полиамида УПА 6/30 по ТУ 6-12-31-654-89 первый фланцеобразный опорный вкладыш 3 до упора в сферическую поверхность 2 корпуса 1. При этом кольцевой фланец противоположного торца вкладыша 3 располагается в кольцевой ступеньке 12 корпуса 1.

Для исключения скрипов во время эксплуатации шарнира на шаровую головку наносят тонкий слой смазки ШРБ и палец вводят во внутрь корпуса 1 до упора шаровой головки 4 в сферическую часть корпуса 1 с опорным вкладышем 3. Оптимальное усилие при этом должно быть 15-20 кгс.

Второй вкладыш 7, предварительно отформованный из угленаполненного полиамида и имеющий сферическую форму, а на наружной поверхности имеющий кольцевые канавки 11 и выступы 10, вводят во внутрь первого опорного вкладыша 3 до соприкосновения с шаровой головкой 4.

На фиг. 2 показан фрагмент сборки вкладышей 3 и 7 в корпусе 1 с шаровой головкой пальца 4 до пластической деформации обжатием нагретым стержнем.

На фиг. 3 показан тот же фрагмент после пластической деформации обжатием нагретым стержнем. В результате операции обжатия нагретым стержнем при t 270-290^oС и усилием 3000- 3500 кгс ликвидируются инструментальные зазоры между корпусом 1 вкладышами 3 и 7 и шаровой головкой 4 пальца 5. Длительность обжатия осуществлялась в течение 5-7 с,при этом выступы 10 вкладыша 7 деформируются и принимают форму, удобную для восприятия упругой деформации. Для создания упругой деформации во вкладышах 3 и 7 проводят моментную затяжку резьбовой крышки 9 (фиг.4) усилием Мкр 5-7 кгс•м, при этом момент качания М кач 1,2-2,0 кгс•м.

В процессе изготовления шарового шарнира вкладыши 3 и 7 претерпевают переход одного вида деформации в другой.

При поджатии нагретым стержнем появляется пластическая деформация, под воздействием которой происходит ликвидация зазоров между вкладышами и шаровой головкой, то есть происходит как бы копирование головки внутренней поверхностью вкладышей.

Затягивание крышки создает упругую деформацию вкладышей, компенсирующую износ в процессе эксплуатации шарнира.

В результате качественного прилегания вкладыша к поверхности сферического шарнира и корпусу в шарнире практически отсутствуют зазоры в зоне рабочих частей, что значительно повышает долговечность узла.

Использование: в автомобилестроении, в частности в способе изготовления шаровой подвески автомобиля. Сущность изобретения: вкладыши шарнира, выполненные из полиамида, подвергают термическому сжатию при давлении, обеспечивающем им пластическую деформацию, а последующей сборкой - упругую деформацию материала подшипника. На сферическую поверхность шаровой головки может быть нанесена смазка. Это обеспечивает повышение надежности шарнира при эксплуатации и упрощение его изготовления за счет исключения зазора в рабочих частях. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ изготовления шарового шарнира, заключающийся в том что в корпус шарнира с внутренней вогнутой сферической поверхностью, с резьбовым отверстием на одном конце и меньшим по отношению к нему отверстием на другом последовательно вводят опорный вкладыш из полимерного материала, штангу с шаровой головкой, второй вкладыш и ввинчивают крышку, отличающийся тем, что до установки крышки второй вкладыш совместно с торцом опорного вкладыша предварительно обжимают нагретым стержнем при температуре и давлении, приводящими к пластической деформации вкладышей, а крышку затягивают крутящим моментом, создающим в вкладышах упругую деформацию, при этом внутреннюю поверхность стержня выполняют идентичной контактным поверхностям крышки и вкладыша. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что затягивание крышки обеспечивают при достижении момента качания штанги шарнира в пределах 1,2 2,0 кгс•м. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что перед вводом штанги с шаровой головкой в корпус на поверхность шаровой головки наносят смазку.