Шаровой шарнир

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к шаровым шарнирам передней подвески транспортных средств. Шаровой шарнир содержит корпус, закрепленную выступами корпуса фиксирующую крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, второй вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, охватывающий шаровую головку пальца со стороны полюса и установленный внутри первого вкладыша, а также защитный чехол, внутренняя полость которого заполнена смазкой. Каждая из канавок на внутренних сферических поверхностях первого и второго вкладыша выполнена в виде криволинейной линии, образованной пересечением внутренней сферической поверхности вкладыша с плоскостью, параллельной меридиональной плоскости и смещенной относительно нее на расстояние, выбранное в пределах 0,15-0,5 от меньшего диаметра отверстия соответствующего вкладыша. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик путем снижения износа вкладышей за счет повышения эффективности смазывания трущихся поверхностей при одновременном повышении усилия вырыва шарового пальца из корпуса шарнира. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к шаровым шарнирам передней подвески транспортных средств.

Известен шаровой шарнир, содержащий корпус, закрепленную выступами корпуса фиксирующую крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, второй вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, охватывающий шаровую головку пальца со стороны полюса и установленный внутри первого вкладыша, а также защитный чехол, внутренняя полость которого заполнена смазкой (см. патент РФ № 2166676, МПК F 16 С 11/06, 2001 г.).

Однако известный шаровой шарнир при своем использовании имеет следующие недостатки:

- недостаточно высокие эксплуатационные характеристики из-за повышенного износа вкладышей, выполненных из антифрикционного композиционного материала,

- недостаточно высокое усилие вырыва пальца из корпуса шарнира.

Задача изобретения - создание шарового шарнира.

Техническим результатом при использовании предложенного шарового шарнира является повышение эксплуатационных характеристик путем снижения износа вкладышей за счет повышения эффективности смазывания трущихся поверхностей при одновременном повышении усилия вырыва шарового пальца из корпуса шарнира.

Технический результат достигается формой выполнения смазочных канавок на внутренних сферических поверхностях вкладышей шарового шарнира и их расположением относительно оси шарнира, а также выбором соотношений конструктивных размеров шаровой головки шарнира, диаметра отверстия корпуса, диаметра наружной и внутренней сферических поверхностей корпуса шарнира.

Предложенный шаровой шарнир содержит корпус, закрепленную выступами корпуса фиксирующую крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, второй вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, охватывающий шаровую головку пальца со стороны полюса и установленный внутри первого вкладыша, а также защитный чехол, внутренняя полость которого заполнена смазкой, при этом каждая из канавок на внутренних сферических поверхностях первого и второго вкладыша выполнена в виде криволинейной линии, образованной пересечением внутренней сферической поверхности вкладыша с плоскостью, параллельной меридиональной плоскости и смещенной относительно нее на расстояние, выбранное в пределах 0,15-0,5 от меньшего диаметра отверстия соответствующего вкладыша. При этом отношение диаметра шаровой головки пальца к диаметру центрального отверстия корпуса шарового шарнира выбрано равным 1,11-1,16, а отношение диаметра наружной сферической поверхности корпуса к диаметру внутренней сферической поверхности корпуса выбрано равным 1,28-1,43. При этом количество канавок на внутренней сферической поверхности каждого вкладыша выбрано от 3 до 30.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный шаровой шарнир, отличительными являются:

- выполнение каждой из канавок на внутренних сферических поверхностях первого и второго вкладыша в виде криволинейной линии, образованной пересечением внутренней сферической поверхности вкладыша с плоскостью, параллельной меридиональной плоскости и смещенной относительно нее на расстояние, выбранное в пределах 0,15-0,5 от меньшего диаметра отверстия соответствующего вкладыша,

- выбор отношения диаметра шаровой головки пальца к диаметру центрального отверстия корпуса шарового шарнира равным 1,11-1,16,

- выбор отношения диаметра наружной сферической поверхности корпуса к диаметру внутренней сферической поверхности корпуса равным 1,28-1,43,

- выбор количества канавок на внутренней сферической поверхности каждого вкладыша от 3 до 30.

Экспериментальные исследования предложенного шарового шарнира показали его высокую эффективность. Было установлено, что предложенный шаровой шарнир по сравнению с прототипом обладает повышенными эксплуатационными характеристиками за счет повышения эффективности смазывания трущихся поверхностей, что в свою очередь привело к снижению их износа на 8-12%. При этом одновременно было установлено повышение усилия вырыва шарового пальца из корпуса шарнира на 12-20%. Это повышение обусловлено выбором отношения диаметра шаровой головки пальца к диаметру центрального отверстия корпуса шарового шарнира и отношения диаметра наружной сферической поверхности корпуса к диаметру внутренней сферической поверхности корпуса, что обеспечило увеличение усилия вырыва шарового пальца из корпуса при одновременном соблюдении всех конструктивных требований к эксплуатации шарового шарнира в сборе с другими узлами передней подвески.

Сущность предложенного технического решения показана на чертежах, где на фиг.1 показан общий вид предложенного шарового шарнира, на фиг.2 показана часть шарового шарнира с обозначением диаметров шаровой головки пальца, центрального отверстия, наружной и внутренней сферических поверхностей корпуса, на фиг.3 - второй вкладыш с канавками на внутренней поверхности (вид на внутреннюю поверхность) и на фиг.4 - первый вкладыш с канавками на внутренней поверхности (вид на внутреннюю поверхность и его разрез).

Предложенный шаровой шарнир содержит цельноштампованный корпус 1, палец 2 с шаровой головкой 3, первый вкладыш 4 с канавками 5 на своей внутренней сферической поверхности, охватывающей шаровую головку 3 пальца 2, и имеющий цилиндрическую внутреннюю поверхность, внутри которой размещен второй вкладыш 6 с канавками 7 на внутренней сферической поверхности, охватывающей со стороны полюса шаровую головку 3 пальца 2. Шаровый шарнир содержит также фиксирующую крышку 8, закрепленную выступами 9 корпуса 1. В полостях 10 шарового шарнира находится смазка, которая служит для уменьшения коэффициента трения и, соответственно, износа поверхностей трения шаровой головки 3 пальца 2 и вкладышей 4 и 6 путем их смазывания. Выполненные на внутренних сферических поверхностях вкладышей 4 и 6 канавки 5 и 7 обеспечивают эффективное и равномерное распределение смазки по всей поверхности скольжения шаровой головки 3 пальца 2. Вкладыши 4 и 6 шарового шарнира выполнены из антифрикционного композиционного материала с необходимыми характеристиками трения. Шаровой шарнир оснащен защитным чехлом 11, внутренняя полость которого заполнена смазкой. На пальце 2 у основания шаровой головки 3 может устанавливаться распорная втулка 12, предохраняющая от механических повреждений поверхность перехода из-за ударов пальца 2 о кромку корпуса 1 шарового шарнира во время его эксплуатации. При этом каждая из канавок 5 и 7 на внутренних сферических поверхностях первого 4 и второго 6 вкладыша выполнена в виде криволинейной линии, образованной пересечением внутренней сферической поверхности вкладыша с плоскостью, параллельной меридиональной плоскости и смещенной относительно нее на расстояние, выбранное в пределах 0,15-0,5 от меньшего диаметра отверстия соответствующего вкладыша. При этом отношение диаметра d₁ шаровой головки 3 пальца 2 к диаметру d₂ центрального отверстия корпуса 1 шарового шарнира выбрано равным 1,11-1,16, а отношение диаметра d₃ наружной сферической поверхности корпуса 1 к диаметру d₄ внутренней поверхности корпуса 1 выбрано равным 1,28-1,43. При этом количество канавок 5 и 7 на внутренней сферической поверхности первого 4 и второго 6 вкладыша выбрано от 3 до 30.

При сборке шарового шарнира во внутреннюю полость его корпуса 1 последовательно устанавливают обильно смазанные смазкой по внутренней поверхности первый вкладыш 4, после чего соответственно устанавливают палец 2, далее второй вкладыш 6, также обильно смазанный по внутренней поверхности, накладывают на шаровую головку 3 пальца 2. В завершение сборки в корпусе шарового шарнира размещают фиксирующую крышку 8 на наружную поверхность второго вкладыша 6 и под давлением производят запрессовывание фиксирующей крышки 8 в корпус 1 шарового шарнира. Сборку завершают установкой и фиксацией на корпусе 1 защитного чехла 11, внутренняя полость которого заполнена смазкой.

Эксплуатация предложенного шарового шарнира является традиционной и не требует конструктивных изменений подвески.

1. Шаровой шарнир, содержащий корпус, закрепленную выступами корпуса фиксирующую крышку, палец с шаровой головкой, первый вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, второй вкладыш с канавками на внутренней сферической поверхности, охватывающий шаровую головку пальца со стороны полюса и установленный внутри первого вкладыша, а также защитный чехол, внутренняя полость которого заполнена смазкой, отличающийся тем, что каждая из канавок на внутренних сферических поверхностях первого и второго вкладыша выполнена в виде криволинейной линии, образованной пересечением внутренней сферической поверхности вкладыша с плоскостью, параллельной меридиональной плоскости и смещенной относительно нее на расстояние, выбранное в пределах 0,15-0,5 от меньшего диаметра отверстия соответствующего вкладыша.

2. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра шаровой головки пальца к диаметру центрального отверстия корпуса шарового шарнира выбрано равным 1,11-1,16, а отношение диаметра наружной сферической поверхности корпуса к диаметру внутренней сферической поверхности корпуса выбрано равным 1,28-1,43.

3. Шаровой шарнир по п.1, отличающийся тем, что количество канавок на внутренней сферической поверхности каждого вкладыша выбрано от 3 до 30.