ШАРОВОЙ ШАРНИР Российский патент 2001 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению.

Известен шаровой шарнир (см. патент РФ N 2029895, кл. F 16 С 11/06 от 1994 г. ), содержащий корпус, крышку, палец с шаровой головкой, охваченной двумя вкладышами, на одном из которых выполнена выемка.

Недостатком известного шарового шарнира является не технологичность его изготовления и недостаточная эффективность смазывания трущихся поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции шарового шарнира является шаровой шарнир, раскрытый в патенте РФ N 2080497, кл. F 16 C 11/06 от 1997 г. Указанный шарнир содержит корпус, крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и имеющий на ступени большей толщины продольные канавки, второй вкладыш с центральной выемкой, охватывающий шаровую головку со стороны крышки и имеющий продольные канавки, сопряженные с продольными канавками первого вкладыша.

Данному шаровому шарниру присущи все вышеперечисленные недостатки.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение конструкции шарового шарнира и повышение эффективности его работы.

Указанная задача решается за счет того, что в шаровом шарнире, содержащем корпус, крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и имеющий на ступени большей толщины продольные канавки, второй вкладыш с центральной выемкой, охватывающий шаровую головку со стороны крышки и имеющий продольные канавки, сопряженные с продольными канавками первого вкладыша, крышка завальцована в корпусе, а глубина выемки второго вкладыша равна 0,1-1,0 H, где H - толщина второго вкладыша, при этом выемка может быть выполнена сферической, а диаметр окружности, по которой сопряжены между собой внутренние поверхности второго вкладыша и поверхность, ограничивающая выемку, превышает ширину продольных канавок и больше диаметра плоской поверхности шаровой головки. Вкладыши могут быть выполнены из углепластика.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен предлагаемый шаровой шарнир, общий вид; на фиг. 2 - вкладыш шарового пальца, вид на внутреннюю поверхность.

Шаровой шарнир содержит цельноштампованный корпус 1, палец 2 с шаровой головкой 3, первый вкладыш 4, имеющий сферическую поверхность с опорными площадками, разделенными продольными канавками, и цилиндрическую поверхность на участке с меньшей толщиной, второй вкладыш 5, внутренняя поверхность которого имеет опорные площадки, разделенные взаимоперпендикулярными канавками 6 (фиг. 2) и крышку 7, которая фиксируется на корпусе 1 завальцовкой его выступов 8. Дополнительно устанавливается защитный чехол 9, внутренняя полость которого наполнена смазкой, и технологический чехол 10, обеспечивающий фиксацию положения защитного чехла 9 на шаровом пальце 2 и корпусе 1.

На пальце 2 у основания шаровой головки 3 может устанавливаться втулка 11, предохраняющая от повреждения поверхность перехода от сильных ударов пальца 2 о кромку корпуса 1.

Вкладыши 4 и 5 изготавливают из углепластика или другого идентичного материала, а шаровая головка 3 имеет плоскую поверхность 12. Вкладыш 5 выполняется с выемкой 13, глубина которой выбирается в пределах 0,1-1,0 Н. Конкретные размеры выемки выбираются в зависимости от габаритов шарнира и условий его работы.

При сборке шарового шарнира во внутреннюю полость его корпуса 1 последовательно устанавливают обильно смазанный смазкой по внутренней поверхности вкладыш 4, после чего соответственно устанавливают палец 2, далее вкладыш 5, также обильно смазанный смазкой по внутренней поверхности, накладывают на шаровую головку 3 пальца 2 и в завершение накладывают крышку 7 на наружную поверхность вкладыша 5 и под давлением производят завальцовку крышки 7 в корпусе 1.

Сборку завершают установкой защитного чехла 9, заполненного смазкой, зафиксированного на пальце 2 и корпусе 1 технологическим чехлом 10.

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 5 изготовлены из углепластика;
- вкладыш 4 и 5 имеют уменьшенную поверхность контакта шаровой головки 3 пальца 2 на опорной поверхности и служат накопителем смазки, тем самым обеспечивается самосмазка контактной поверхности;
- уменьшенная поверхность контакта шаровой головки 3 пальца 2 с вкладышами 4 и 5 при сборке шарового шарнира позволяет уменьшить осевой и радиальный зазоры между вкладышами и шаровой головкой 3 пальца 2 за счет определенного давления установки крышки 7 перед завальцовкой;
- плоская полюсная поверхность 12 на шаровой головки 3 пальца 2 способствует увеличению полости со смазкой и при возникающих нагрузках и знакопеременных перемещениях пальца 2 в замкнутой полости шарового шарнира во время движения автомобиля служит поршнем, создающим усилие для проталкивания смазки по пазам, тем самым обеспечивается смазка поверхности контакта шаровой головки 3 с вкладышем и за счет энергии динамических нагрузок действующих на палец.

Благодаря тому, что диаметр плоской поверхности 12 не превышает диаметра окружности сопряжения поверхности выемки 13 вкладыша 5 с его внутренней поверхностью при перемещениях пальца происходит постоянное изменение объема полости, ограниченной поверхностью 12 и выемкой 13, то есть происходит постоянное изменение давления в полости и таким образом обеспечивается эффект насоса, способствующий более интенсивной подаче смазки к трущимся поверхностям.

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

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Шаровой шарнир содержит цельноштампованный корпус 1, палец 2 с шаровой головкой 3, первый вкладыш 4, имеющий сферическую поверхность с опорными площадками, разделенными продольными канавками, и цилиндрическую поверхность на участке с меньшей толщиной, второй вкладыш 5, внутренняя поверхность которого имеет опорные площадки, разделенные взаимоперпендикулярными канавками 6 и крышку 7, которая фиксируется на корпусе 1 завальцовкой его выступов 8. Дополнительно устанавливается защитный чехол 9, внутренняя полость которого наполнена смазкой, и технологический чехол 10, обеспечивающий фиксацию положения защитного чехла 9. На пальце 2 у основания шаровой головки 3 может устанавливаться втулка 11. Вкладыши 4 и 5 изготавливают из углеплпастика или другого материала, а шаровая головка 3 имеет плоскую поверхность 12. Вкладыш 5 выполняется с выемкой 13. Технический результат - высокая технологичность при изготовлении и высокая надежность при эксплуатации. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Шаровой шарнир содержащий корпус, крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш со ступенчатой внутренней поверхностью, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и имеющий на ступени большей толщины продольные канавки, сопряженные с продольными канавками второго вкладыша, отличающийся тем, что крышка завальцована в корпусе, а глубина выемки второго вкладыша равна 0,1-1,0 Н, где Н - толщина второго вкладыша. 2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что указанная выемка выполнена сферической. 3. Шарнир по п. 1 или 2, отличающийся тем, что диаметр окружности, по которой сопряжены между собой внутренняя поверхность второго вкладыша и поверхность, ограничивающая выемку, превышает ширину продольных канавок
4. Шарнир по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что шаровая головка выполнена с центральной плоской поверхностью. 5. Шарнир по п. 4, отличающийся тем, что диаметр указанной окружности больше диаметра плоской поверхности шаровой головки. 6. Шарнир по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что вкладыши выполнены из углепластика.