Шарнирное соединение

 

Шарнирное соединение содержит корпус, палец со сферической головкой, расположенной в корпусе, и охватывающий сферическую головку вкладыш со сквозными пазами, открытыми со стороны его торца и образующими лепестки. Резьбовая крышка выполнена с выемкой на внутренней поверхности, при этом выемка выполнена в виде усеченного конуса. Корпус выполнен с внутренними цилиндрической и конической поверхностями, резьбовым большим отверстием на одном конце и меньшим отверстием на другом, причем внутренняя коническая поверхность конуса выполнена у меньшего его отверстия. Наружная поверхность лепестков вкладыша выполнена со стороны торца конической и идентичной внутренней поверхности корпуса, а с противоположной стороны - в форме усеченного конуса. Сквозные пазы вкладыша выполнены радиальными. Техническим результатом, ожидаемым от применения изобретения, является повышение технологичности сборки с одновременным получением минимальных зазоров в рабочих частях конструкции. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции шарнирного соединения подвески автомобиля, и служит для передачи всех видов нагрузок, возникающих при движении автомобиля от колес к кузову.

Известен шаровый шарнир, в цилиндрическом корпусе которого установлена с возможностью вращения сферическая головка, заключенная в опору из неметаллического материала. С одной стороны корпуса расположено отверстие, через которое проходит палец, а с другой стороны выполнено отверстие, закрытое запирающей пластиной, расположенной в кольцевом пазу. Пластина фиксирует опору из неметаллического материала в корпусе шарнира (Заявка Японии N 63-72913 Шаровый шарнир, 01.04.88 г. МКИ F 16 C 11/06).

Недостатком известного технического решения является быстрая потеря эксплуатационных свойства из-за наличия зазоров при сборке и их увеличения при передаче знакопеременных нагрузок в эксплуатации.

Известен шаровый шарнир, корпус которого выполнен из двух частей, неразъемно соединенных друг с другом, заключенный в корпусе шаровый палец, сферическая поверхность которого охвачена вкладышем из неметаллического материала с выполненными на его приемной (нижней) части сквозными пазами, образующими сегменты (лепестки) вкладыша, а пространство между вкладышем и корпусом заполнено упругим материалом. Сегменты вкладыша соединены в верхней части тонкими перемычками, а на наружной поверхности на каждом сегменте имеется фиксирующий выступ [1].

Недостатком данного технического решения является сложность технологии сборки соединения частей корпуса и устранения зазоров методом ввода в сборку упругого материала.

Целью изобретения является повышение технологичности сборки с одновременным получением минимальных зазоров в рабочих частях конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что шарнирное соединение содержит корпус, палец со сферической головкой, расположенный в корпусе, и охватывающий сферическую головку вкладыш со сквозными пазами, открытыми со стороны его торца и образующими лепестки (сегменты), маслоснабжающие канавки на внутренней поверхности вкладыша, резьбовую крышку, внутренняя поверхность которой имеет выемки в форме усеченного конуса.

Корпус шарнирного соединения выполнен с внутренними цилиндрической и конической поверхностями, резьбовым большим отверстием на одном конце и меньшим отверстием на другом, при этом внутренняя коническая поверхность корпуса выполнена у меньшего отверстия.

Наружная поверхность лепестков вкладыша со стороны торца выполнена конической, идентичной внутренней конической поверхности корпуса, а с противоположной стороны - в форме усеченного конуса, поверхность которого контактирует с конической поверхностью выемки резьбовой крышки.

Сквозные пазы вкладыша выполнены радиальными.

Внутренняя поверхность лепестков вкладыша выполнена сферической и на поверхности сферы имеются маслоснабжающие канавки.

На наружной поверхности вкладыша, между основаниями конических поверхностей выполнен цилиндрический поясок, контактирующий с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса шарнира, при этом в верхней части цилиндрического пояска у основания усеченного корпуса, контактирующего с выемкой, в резьбовой крышке выполнена кольцевая канавка, соединенная с его радиальными сквозными пазами. На сферической головке пальца нанесена смазка (например, ШРБ).

На фиг. 1 представлен шаровый шарнир в сборе; на фиг. 2 - вкладыш; на фиг. 3 - элемент контактирующих конических поверхностей корпуса, вкладыша и сферической поверхности пальца.

Шаровый шарнир включает корпус 1, внутренняя поверхность корпуса 2 цилиндрическая. В большем отверстии 3 на одном конце корпуса 1 имеется резьба, а у меньшего отверстия 4 на другом конце корпуса 1 - коническая поверхность 5. Резьбовая крышка 6 на внутренней поверхности имеет выемку 7 в виде усеченного конуса. В корпусе 1 заключен шаровый палец 8, сферическая поверхность которого 9 охвачена вкладышем 10. В приемной нижней части 11 вкладыша 10 выполнены сквозные пазы 12, образующие лепестки 13, открытые со стороны торца 11 и соединенные с кольцевой канавкой 14. Наружная поверхность лепестков 13, вкладыша 10 (фиг. 2) со стороны торца 11 имеет коническую поверхность 15 аналогичную конической поверхности 5 корпуса 1 у меньшего отверстия 4.

В верхней части вкладыша 10 его наружная поверхность 16 представляет собой усеченный конус аналогичный конической поверхности выемки 7 на внутренней стороне поверхности резьбовой крышки 6.

Внутренняя поверхность лепестков 13 вкладыша 10 выполнена сферической и на ее сферической поверхности в верхней части выполнены маслоснабжающие канавки (не показаны). На наружной поверхности вкладыша 10 между основаниями конических поверхностей 15 и 16 имеется цилиндрический поясок 17, который плотно контактирует с внутренней цилиндрической поверхностью 2 корпуса 1, и по высоте соизмерим с радиусом сферической поверхности пальца, а его середина расположена у диаметра сферической поверхности.

В верхней части цилиндрического пояска 17 у основания усеченного конуса 16 имеется кольцевая ступенька 14, позволяющая раздвигать лепестки 13 при вводе во вкладыш 10 сферической головки 9 пальца 8.

На вкладыш 10, введенный в корпус совместно с пальцем, действуют усилия, возникшие от действия (M_кр) при затяжке резьбовой крышки 6 от цилиндрической поверхности 2, сферической головки 9, конических поверхностей 5 корпуса 1 и 7 крышки 6. Усилие M_кр создает давление, приводящее материал вкладыша 10 в состояние, близкое к пределу пластичности.

Пример. На предварительно смазанную смазкой типа ШРБ сферическую поверхность 9 шарового пальца 8 надевают вкладыш 10, изготовленный из угленаполненного полиамида УПА 6/30 по ТУ 6-12-31-654-89. Образованную сборку вводят через большее отверстие 3 в корпус 1, а именно в его нижнюю часть до соприкосновения вкладыша с конической поверхностью 5 у меньшего отверстия корпуса.

Плотность посадки за счет натяга цилиндрического пояска 17 вкладыша 10 и поверхности 2 корпуса 1 достигает 3000 кг/с. Затем ввинчивают резьбовую крышку 6 и затягивают ей вкладыш усилием M_кр = 5 - 8 кгс·м. При этом вкладыш получает в момент приложения M_кр нагрузки, приводящие его материал к деформации, близкие к пределу пластичности. На палец надевается чехол 18, заполненный смазкой.

Предлагаемая конструкция элементов исключает наличие зазоров в рабочих частях шарового шарнира и при простом процессе сборки гарантирует его работоспособность.

Формула изобретения

1. Шарнирное соединение, содержащее корпус, палец со сферической головкой, расположенной в корпусе, и охватывающий сферическую головку вкладыш со сквозными пазами, открытыми со стороны его торца и образующими лепестки, маслоснабжающие канавки, выполненные на внутренней поверхности вкладыша, отличающееся тем, что оно снабжено резьбовой крышкой, внутренняя поверхность которой имеет выемку в форме усеченного конуса, корпус выполнен с внутренними цилиндрической и конической поверхностями, резьбовым большим отверстием на одном конце и меньшим отверстием на другом, при этом внутренняя коническая поверхность корпуса выполнена у меньшего его отверстия, наружная поверхность лепестков вкладыша со стороны торца выполнена конической и идентичной внутренней поверхности корпуса, а с противоположной стороны - в форме усеченного конуса, поверхность которого контактирует с конической поверхностью выемки резьбовой крышки, причем сквозные пазы вкладыша выполнены радиальными.

2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности вкладыша между коническими поверхностями выполнен цилиндрический поясок, контактирующий с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

3. Соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что в верхней части цилиндрического пояска вкладыша у основания усеченного корпуса имеется кольцевая канавка, соединенная с его радиальными сквозными пазами.

4. Соединение по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на сферическую головку пальца нанесена смазка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3