ШАРОВОЙ ШАРНИР Российский патент 1998 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению.

Известен шаровой шарнир, содержащий цапфу с шаровой головкой и полюсной поверхностью, выполненной плоской [2].

Недостатком известного шарнира является низкая надежность ввиду низкой плотности посадки шаровой головки, что приводит к быстрому износу шаровой опоры.

В качестве наиболее близкого аналога принят сферический шарнир, который содержит корпус с кольцевой ступенькой на внутренней боковой поверхности, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый эластичный вкладыш, выполненный с наружным фланцем с кольцевой ступенькой на его внутренней поверхности, второй эластичный вкладыш, выполненный полусферической формы, ответной шаровой головке с канавками на его наружной поверхности, и фиксирующий элемент, установленный в корпусе со стороны пальца, а его фланец размещен на кольцевой ступеньке корпуса, второй вкладыш размещен на шаровой головке внутри первого вкладыша с возможностью контакта торца с кольцевой ступенькой и в контакте с фиксирующим элементом, с целью улучшения эксплуатационных возможностей путем автоматического поддержания гарантированной плотности посадки головки при обеспечении подачи смазки на головку от действия динамических нагрузок упомянутые канавки на наружной поверхности второго эластичного вкладыша расположены концентрично и перпендикулярны оси пальца [1].

Кроме того, фиксирующий элемент может быть выполнен в виде гайки.

Недостатками этого сферического шарнира являются гарантированная плотность посадки головки в шарнире в процессе эксплуатации, преждевременный износ шарнира, низкое качество смазываемости шаровой головки, так как концентрические канавки в местах сопряжения ребер с фиксирующим элементом не сообщаются друг с другом и при воздействии динамических нагрузок в концентрических канавках, заполненных пластической смазкой, создаются разрывающие усилия на разрушение материала вкладыша, что ведет к быстрому износу сопрягающихся поверхностей.

Техническим результатом является увеличение износостойкости и срока службы шарнира.

Это достигается тем, что в шаровом шарнире, содержащем корпус, палец с шаровой головкой, установленной в корпусе, первый вкладыш, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и выполненный на внутренней поверхности с продольными канавками и кольцевой ступенькой, второй вкладыш, охватывающий шаровую головку с противоположной стороны ее основания, обойму, закрепленную на корпусе и защитный чехол, согласно изобретению шаровая головка выполнена с плоской поверхностью со стороны второго вкладыша, который на внутренней поверхности выполнен с взаимоперекрещивающимися на полюсе канавками, сопряженными с полостями продольных канавок первого вкладыша, а обойма завальцована в корпус. Вкладыши шарнира выполнены из углепластика. Диаметр плоской поверхности равен не более половины диаметра шаровой головки. Второй вкладыш в центре внутренней поверхности выполнен с выемкой диаметром не более 3 мм.

На фиг. 1 изображен предлагаемый шаровой шарнир, общий вид; на фиг. 2 - вкладыш шарового пальца, вид на внутреннюю поверхность.

Шаровой шарнир (фиг.1) на конструкции состоит из цельноштампованного корпуса 1 с последующей установкой в корпус 1, вкладыша 4, внутренняя лопасть которого имеет на сферичной поверхности опорные площадки, разделенные вертикальными пазами, на цилиндрической поверхности утончение толщины на глубину паза, пальца 2, имеющего шаровую головку 3, на которой имеется плоская полюсная поверхность 10, вкладыша 7, внутренняя поверхность которого имеет опорные площадки, разделенные взаимоперпендикулярными пазами 11 и 12 (фиг.2) и обоймой 8, которая фиксирует сторону завальцовкой специальными выступами 13 в корпусе 1. Дополнительно устанавливается защитный чехол 9, внутренняя полость которого наполнена смазкой, и технологический чехол 16, обеспечивающий фиксацию положения защитного чехла 9 на шаровом пальце 2 и корпусе 1.

На пальце 2 у основания шаровой головки 3 может устанавливаться втулка 14, предохраняющая от повреждения поверхность перехода от сильных ударов пальца 2 о кромку корпуса 1.

Вкладыши 4,7 изготавливают из углепластика или другого идентичного материала.

При сборке шарового шарнира во внутреннюю полость его корпуса 1 последовательно устанавливают обильно смазанный смазкой по внутренней поверхности вкладыша 4, после чего соответственно устанавливают палец 2, далее вкладышем 7, также обильно смазанным смазкой по внутренней поверхности, соответственно накладывают на свободную часть шаровой поверхности 3 пальца 2 и в завершение накладывают обойму 8 на наружную поверхность вкладыша 7 и под давлением производят завальцовку обоймы 8 в корпусе 1.

Сборку завершают установкой защитного чехла 9, соответственно заполненный смазкой, зафиксированного на пальце 2 и корпусе 1, технологическим чехлом 16.

Предлагаемый шаровой шарнир служит шарнирным соединением верхнего и нижнего рычага со ступицей переднего колеса и обеспечивает работоспособность передней подвески, при возникающих нагрузках во время движения автомобиля.

Особенность предлагаемой конструкции шарового шарнира заключается в следующем: вкладыш 4 и вкладыш 7 изготовлены из углепластика; вкладыш 4 и вкладыш 7 во внутренней полости имеют по сферической поверхности, имеют уменьшенную поверхность контакта за счет специальных пазов, которые разделяют поверхность контакта шаровой головки пальца 2 на опорные поверхности, и одновременно служат накопителем смазки, тем самым обеспечивается самосмазка контактной поверхности; уменьшенная поверхность контакта шаровой головки 3 пальца 2 с вкладышем 4 и вкладышем 7 при сборке шарового шарнира позволяет уменьшить осевой и радиальный зазор между вкладышем 4 с вкладышем 7 и шаровой головки 3 пальца 2 за счет определенного давления установки обоймы 8 перед завальцовкой, и последующим после сборки шарового шарнира; плоская полюсная поверхность на шаровой головке 3 пальца 2 служит как накопитель смазки, так и при возникающих нагрузках и знакопеременных перемещений пальца 2 в замкнутой полости шарового шарнира во время движения автомобиля, под создающим давлением проталкивает смазку по пазу, тем самым обеспечивается смазка поверхности контакта шаровой головки 3 с подшипником 4 и вкладышем 7 за счет энергии динамических нагрузок на палец.

В соответствии с данным изобретением предложен простой по конструкции шаровой шарнир для передней подвески автомобиля, имеющий высокую технологичность при изготовлении и высокую надежность в эксплуатации.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Шаровой шарнир содержит корпус, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе первый вкладыш, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и выполненный на внутренней поверхности с продольными канавками и кольцевой ступенькой, второй вкладыш, охватывающий шаровую головку с противоположной стороны ее основания, обойму, закрепленную на корпусе, защитный чехол. Отличием является то, что шаровая головка выполнена с плоской полюсной поверхностью. Второй вкладыш имеет на внутренней поверхности взаимоперекрешивающиеся канавки, полости которых соединены с полостями продольных канавок нижнего подшипника. Обойма жестко соединена с завальцованной внутрь кромкой входного отверстия корпуса. Кроме того, вкладышы выполнены из углепластика. Кроме того. плоская полюсная поверхность шаровой головки имеет диаметр величиной не более половины диаметра шаровой головки. Кроме того, второй вкладыш на внутренней поверхности в центре имеет выемку в диаметре не более 3 мм. Все это позволяет упростить шаровой шарнир и повысить его надежность в эксплуатации при установке его на нижний или верхний рычаг передней подвески автомобиля. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Шаровой шарнир, содержащий корпус, палец с шаровой головкой, установленной в корпусе, первый вкладыш, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и выполненный на внутренней поверхности с продольными канавками и кольцевой ступенькой, второй вкладыш, охватывающий шаровую головку с противоположной стороны относительно ее основания, обойму, закрепленную на корпусе, и защитный чехол, отличающийся тем, что шаровая головка выполнена с плоской поверхностью со стороны второго вкладыша, который на внутренней поверхности выполнен с взаимоперекрещивающимися на полюсе канавками, сопряженными с полостями продольных канавок первого вкладыша, а обойма завальцована в корпус. 2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что вкладыши выполнены из углепластика. 3. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что диаметр плоской поверхности равен не более половины диаметра шаровой головки. 4. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что второй вкладыш в центре внутренней поверхности выполнен с выемкой диаметром не более 3 мм.