Сферический шарнир

Изобретение относится к области автомобильного машиностроения и представляет собой шаровой шарнир подвески автомобиля. Шарнир содержит корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, и два вкладыша. Первый вкладыш расположен со стороны пальца, а второй вкладыш полусферической формы расположен со стороны, противоположной пальцу. Второй вкладыш имеет сплошную наружную поверхность и выполнен с толщиной, превышающей 1/3 радиуса сферы пальца, и снабжен обоймой, установленной в кольцевой выточке корпуса с зазором «h» и выполняющей роль фиксирующего элемента. Технический результат: увеличение нагрузки, воспринимаемой шарниром. 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и направлено на усовершенствование сферического шарнира подвески транспортного средства.

Из уровня техники известен сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый вкладыш, расположенный на шаровой головке со стороны пальца, второй вкладыш полусферической формы, расположенный на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, в контакте с фиксирующим элементом, обеспечивающим осевое посадочное усилие см. патент RU 2127834 С, опубл. 20.03.1999 г.

Недостаток указанного аналога состоит в том, что во втором вкладыше, расположенном на шаровой головке со стороны фиксирующего элемента, выполнены меридиональные пазы. Такое техническое решение приводит к снижению (ограничению) осевых нагрузок, воспринимаемых этим шарниром, вследствие пластической деформации меридиональных выступов, образованных меридиональными канавками и появлению зазоров между вкладышем и пальцем. Это приводит к появлению стуков, особенно в передней подвеске.

Предложенный сферический шарнир выполнен с вторым вкладышем, расположенным на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, и имеющим сплошную поверхность. При этом толщина этого вкладыша составляет не менее 1/3 радиуса сферы пальца, а фиксирующий элемент выполнен в виде обоймы, образующей с корпусом со стороны вкладыша гарантированный зазор «h». В совокупности этих признаков данное техническое решение позволяет благодаря большой толщине второго вкладыша 4 создать в его центре напряжение, необходимое для надежной работы шарнира, и значительно повысить допускаемую осевую нагрузку, воспринимаемую шарниром в направлении обоймы 5.

Приведен чертеж шарнира как пример реализации данного изобретения. Шарнир состоит из корпуса 1, шарового пальца 2, первого вкладыша 3 и второго вкладыша 4, обоймы 5, выполняющей роль фиксирующего элемента, который завальцовывается в корпус 1 при сборке шарнира.

Корпус выполнен цельнометаллическим со сферической внутренней поверхностью, переходящей в цилиндрическую. Корпус содержит фланец 6, с помощью которого происходит его крепление к деталям подвески, кольцевую выточку для установки фиксирующей обоймы 5, которая при сборке завальцовывается.

Шаровой палец 2 имеет сферическую поверхность и галтель 7 между сферической поверхностью и ножкой 8 пальца.

Вкладыш 3 выполнен из полимера, армированного углеволокном. Наружная и внутренняя поверхности вкладыша 3 смещены взаимно по продольной оси симметрии вкладыша.

Центр сферы шарового пальца имеет смещение относительно центра внутренней сферы корпуса шарнира. Полость внутри шарнира, образованная двумя вкладышами и пальцем шаровым, а также полость внутри чехла защитного заполнены смазкой для ее обновления в шарнире в процессе эксплуатации. При сборке шарнира между обоймой 5 и кольцевой ступенькой в корпусе остается зазор «h», который вбирается при закатке (завальцовке) шарнира.

Корпус шарового шарнира выполнен цельнометаллическим; содержит внутреннюю сферу, фланец, в котором выполнены отверстия для крепления шарнира к деталям подвески. В корпусе выполнена кольцевая полость, в которую при сборке устанавливается обойма 5.

Палец шаровой содержит галтель 7 для обеспечения необходимых углов качания и ножку 8. Ножка 8 состоит из цилиндрической поверхности (между галтелью и конической поверхностью), конической поверхности для контакта (крепления) к деталям подвески и резьбовую поверхность для фиксации пальца в ответной детали, (не показаны).

Вкладыш 3 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками. На внутренней сферической поверхности вкладыша 3 выполнены вертикальные смазочные канавки.

На верхней части вкладыша 3 на наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая ступенька. Внутренняя и внешняя сферические поверхности имеют смещение вдоль оси симметрии вкладыша.

Вкладыш 4 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками.

На внутренней сферической поверхности выполнены вертикальные смазочные канавки.

На внешней стороне вкладыша 4 выполнен кольцевой вырез, в центре вкладыша выполнено отверстие.

Обойма 5 выполнена из листовой стали, состоит из внешней и внутренней сферической поверхности. Внутренняя сферическая поверхность выполнена такого же радиуса, как и внешняя сферическая поверхность вкладыша 4.

Чехол 9 защитный выполнен из эластичного материала. В месте контакта чехла с пальцем чехол армирован металлическим кольцом 10.

Благодаря увеличению площади контакта между вкладышем 4 и обоймой 5 увеличивается и напряжение, воспринимаемое вкладышем от пальца 2 в осевом направлении. Для создания напряжения и как следствие - упругой деформации вкладыша 4, необходимой для компенсации зазора между вкладышами и шаровым пальцем 2, возникающего при износе, между обоймой 5 и вырезом в корпусе при сборке шарнира остается гарантированный зазор «h». При завальцовке обоймы 5 зазор частично выбирается и во вкладыше 4 создается необходимое напряжение. Данное техническое решение позволяет увеличить нагрузку, воспринимаемую вкладышем 4 в направлении обоймы 5.

Сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленной в корпусе, первый вкладыш, расположенный на шаровой головке со стороны пальца, второй вкладыш полусферической формы, расположенный на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, отличающийся тем, что второй вкладыш, расположенный со стороны, противоположной пальцу, имеет сплошную наружную поверхность и выполнен с толщиной, превышающей 1/3 радиуса сферы пальца, и снабжен обоймой, установленной в кольцевой выточке корпуса с зазором h и выполняющей роль фиксирующего элемента.