УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ ШАРОВОГО ШАРНИРА Российский патент 1998 года по МПК F16C11/06 

Предлагаемое изобретение относится к транспортному машиностроению и касается подшипников скольжения, преимущественно из антифрикционных материалов, для шаровых шарниров передней подвески колес автомобилей и рулевых тяг.

Известен шаровой шарнир с подшипниками скольжения, вставленными в стаканообразный корпус, на своей внешней боковой поверхности имеющие упругодеформируемые продольные ребра, прилегающие к внутренней стенке корпуса. В процессе эксплуатации динамические удары воспринимаются этими ребрами и смягчают продольные нагрузки на подшипник.

Конструкция шарнира применима только для рулевых тяг и не используется для комплектования колесных шарниров (Патент СССР N 1311629, 15.05.87).

Известен вкладыш шарового шарнира, выполненный в виде усеченной сферической оболочки из упругоэластичного материала, имеющей продольные прорези по окружности усеченной части оболочки и наружные выступы полусферической формы на ее боковой поверхности. На внутренней поверхности оболочки выполнены меридиальные пазы, и в полярной области выполнена кольцевая выемка.

Вкладыш применяется преимущественно в колесных шарнирах с применением термотвердеющего наполнителя для устранения зазоров со стенками корпуса в процессе сборки шарнира, что усложняет конструкцию и технологию сборки по патенту РФ N 2049376 от 27.11.95 (прототип - патент РФ N 2075657, 20.03.97).

Задача изобретения - создание универсального подшипника скольжения шарового шарнира, преимущественно из антифрикционного термопластичного материала, пригодного для колесных шарниров и шарниров рулевых тяг с одновременным обеспечением надежных динамических нагрузок в экваториальной и полярной осях шарнира при упрощении сборки шарнира.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в известном решении подшипник скольжения шарового шарнира, выполненного в виде усеченной сферической оболочки из антифрикционного термопластического материала, например, смеси алифатического полиамида с волокнистым углеродным наполнителем и полиамидом, имеются продольные прорези со стороны усеченной части, при этом образуются лепестки от торца сферы за экваториальную плоскость, проходящую горизонтально через центр сферической оболочки. Продольная длина прорези может быть осуществлена от экваториальной плоскости до выемки, находящейся на внутренней поверхности сферической оболочки, при этом если длина прорези не достигает выемки, то она соединяется меридиальными канавками, выполненными на внутренней поверхности сферы, с этим прорезями. Наиболее предпочтительный вариант выполнения длины прорезей 1-2 толщины стенки сферы за пределами экваториальной плоскости. Особенно важно, что внешняя поверхность сферической оболочки снабжена взаимно чередующимися выступами и впадинами. Эти выступы и впадины могут быть различной формы и в зависимости от назначения подшипника скольжения, их расположение на наружной поверхности сферы, их форма и чередование могут быть различны.

Для колесного шарнира, где динамические нагрузки в основном направлены вдоль оси пальца, взаимочередующиеся выступы и впадины целесообразно выполнять выше экваториальной плоскости подшипника скольжения, и в этом случае наиболее предпочтительной формой взаимочередующихся выступов и впадин являются кольцевые концентрические проточки или ступеньки.

Для шарнира, способного воспринимать нагрузки в полярном и экваториальном направлении, взаимочередующиеся выступы и впадины располагаются на поверхности выше экваториальной плоскости и на внешней поверхности лепестков, причем они могут быть выполнены в виде кольцевых горизонтальных и вертикальных проточек или ступенек. В зависимости от конструкции и назначения шарового шарнира взаимочередующиеся выступы и впадины на наружной поверхности лепестков могут быть выполнены на двух или четырех противоположных лепестках. Кроме того, взаимочередующиеся выступы и впадины могут быть различной формы и расположены в шахматном порядке на внешней поверхности усеченной сферы подшипника скольжения.

Наличие на наружной поверхности усеченной сферы чередующихся выступов и впадин при монтаже в корпус шарнира частично упруго деформируются на величину, не достигающую внутреннего контура наружной поверхности сферы, благодаря чему при динамических нагрузках дальнейшая деформация выступов смягчает нагрузку на подшипник скольжения, улучшая его эксплуатационные характеристики и шарового шарнира в целом.

Для лучшей центрации подшипника скольжения в гнезде корпуса подшипника в процессе сборки на наружной поверхности сферической оболочки в зоне экваториальной плоскости выполнен цилиндрический поясок.

Предлагаемый универсальный подшипник скольжения шарового шарнира изображен в примерах выполнения на фиг. 1-20.

На фиг. 1 представлен подшипник скольжения шарового шарнира - вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид В на фиг.1.

Подшипник скольжения шарового шарнира (фиг.2) выполнен в виде усеченной сферической оболочки. Со стороны торца усеченной части сферической оболочки 1 выполнены продольные прорези 2 и образующие лепестки 3 от торца 4 усеченной части сферической оболочки 1 к экваториальной плоскости 5. Протяженность продольных прорезей 2 за экваториальную плоскость 5 может достигать выемки 7 на внутренней поверхности усеченной оболочки 1 на полюсе 6.

Между выемкой 7 и прорезями 2 на внутренней поверхности оболочки выполнены меридиальные канавки 8, а на наружной поверхности сферической оболочки 10 образованы взаимочередующиеся выступы 9 и впадины 11. Толщина стенок сферической оболочки в полярной области 6 выше экваториальной плоскости 5 и превышает толщину стенок лепестков 3 ниже экваториальной плоскости 5.

В примерах на фиг. 4 и 5 изображен подшипник скольжения. На наружной поверхности сферической оболочки 1 имеются взаимочередующиеся выступы и впадины, горизонтальные - выше экваториальной плоскости 5 и вертикальные - на лепестках 3.

В примерах на фиг. 6-8 изображен подшипник скольжения шарового шарнира с прорезями 2, выполненными от торца 4 усеченной оболочки 1 до канавки 7 в полярной области 6. В этом примере отсутствуют меридиальные канавки 8 на внутренней поверхности сферической оболочки, а в области экваториальной плоскости 5 на наружной поверхности оболочки 10 - цилиндрический поясок 12.

В примерах на фиг. 9-10 изображен подшипник скольжения с выполненными на наружной поверхности 10 сферической оболочкой и на четырех противоположных лепестках 3 взаимочередующиеся горизонтальные и вертикальные выступы и впадины.

В примерах на фиг. 11-13 выступы и впадины выполнены выше экваториальной плоскости 5 в виде взаимочередующихся горизонтальных ступенек.

В примерах на фиг. 14-15 на наружной поверхности 10 сферической оболочки 1 подшипника скольжения шарового шарнира выполнены взаимочередующиеся выступы и впадины в виде горизонтальных ступенек,а на наружной поверхности лепестков 3 - вертикальные взаимочередующиеся выступы и впадины.

На примерах на фиг. 16-18 изображен подшипник скольжения, на сферической оболочке которого выполнены прорези 2 между торцом 4 и выемкой 7, а взаимочередующиеся выступы 3 и впадины 11 выполнены в виде горизонтальных ступенек выше экваториальной плоскости 5.

В примерах на фиг. 19-20 изображен подшипник скольжения, на внешней поверхности 10 сферической оболочки 1 которого выполнены взаимочередующиеся выступы 9 и впадины 11 в виде ступенек горизонтальных выше экваториальной плоскости 5 и вертикальных на двух противоположных лепестках 3.

В примерах выполнения взаимочередующихся выступов и впадин на фиг. 1-20 обозначены некоторые из комбинаций их сочетания и формы выполнения, в том числе они могут быть выполнены отдельными выступами и впадинами, расположенными в шахматном порядке, варьируя которыми можно получать различные амортизационные характеристики подшипника скольжения в шаровом шарнире, зависящие от конструкции шарнира и его назначения.

Важно, что форма подшипника скольжения в виде усеченной сферической оболочки с взаимочередующимися выступами и впадинами, разрезами и меридиальными канавками позволяют устранять инструментальные зазоры при монтаже шарового шарнира за счет комбинации выступов и впадин, деформирующихся частично при сборке, и смягчать ударные нагрузки в различных угловых положениях пальца шарового шарнира при эксплуатации.

Пример. Предварительно смазанную смазкой сферическую головку пальца вводят во внутрь подшипника скольжения 1 со стороны торца 4, раздвигая лепестки 3. Далее сборку вводят в гнездо корпуса шарнира, имеющего идентичную сферическую поверхность выше экваториальной плоскости 5 и цилиндрическую внутреннюю поверхность ниже экваториальной плоскости (не показано). Окончательная сборка завершается обжимом краев корпуса с созданием в подшипнике скольжения в виде сферической оболочки частичной упругой деформации, обеспечивающей заданный момент качания пальца.

В результате качественного прилегания поверхностей сферической оболочки к стенкам корпуса и головке пальца за счет деформации чередующихся выступов и впадин в шарнире отсутствуют зазоры в зоне рабочих частей, кроме того, не требуется обработка резанием, как правило штампованного корпуса, что также удешевляет и упрощает процесс производства шаровых шарниров с одновременным повышением долговечности его эксплуатации.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям шаровых шарниров подвески колес автомобиля и рулевых тяг. Универсальный подшипник скольжения шарового шарнира выполнен в виде усеченной сферической оболочки из антифрикционного термопластичного материала с продольными прорезями, радиально расположенными по окружности усеченной части для образования лепестков от торца к экваториальной плоскости, и с выступами на наружной поверхности, при этом на полюсе внутренней поверхности сферической оболочки образована выемка, соединенная меридиальными канавками с прорезями, а на наружной поверхности указанной оболочки образованы также впадины, взаимочередующиеся с выступами, которые могут быть расположены выше экваториальной плоскости и выполнены в виде концентрических кольцевых ступенек. Выступы и впадины могут быть расположены также на наружной поверхности лепестков или на двух или четырех взаимопротивоположных лепестках. На наружной поверхности указанной оболочки у экваториальной плоскости выполнен кольцевой цилиндрический поясок. Изобретение позволяет повысить долговечность подшипника и упростить процесс производства. 5 з.п.ф-лы, 20 ил.

1. Универсальный подшипник скольжения шарового шарнира, выполненный в виде усеченной сферической оболочки из антифрикционного термопластичного материала с продольными прорезями, радиально расположенными по окружности усеченной части, для образования лепестков от торца к экваториальной плоскости, и с выступами на наружной поверхности, при этом на полюсе внутренней поверхности сферической оболочки образована выемка, соединенная меридиальными канавками с прорезями, отличающийся тем, что на наружной поверхности указанной оболочки образованы также впадины взаимочередующиеся с выступами. 2. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что взаимочередующиеся выступы и впадины расположены выше экваториальной плоскости. 3. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что взаимочередующиеся выступы и впадины выполнены в виде концентрических кольцевых ступенек. 4. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что взаимочередующиеся выступы и впадины расположены также на наружной поверхности лепестков. 5. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что взаимочередующиеся выступы и впадины выполнены на двух или четырех взаимопротивоположных лепестках. 6. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности указанной оболочки у экваториальной плоскости выполнен кольцевой цилиндрический поясок.