ШАРОВАЯ ОПОРА
SPHERICAL JOINT

Шаровая опора относится к области машиностроения, а именно к шаровым шарнирам подвески автомобиля.
Наиболее близкой по технической сущности является шаровая опора, состоящая из цилиндрического корпуса, ограничительного кольца, грузового шара, установленного на опорных и сепарирующих шариках, что обеспечивает его круговое, угловое движение относительно центра шара, при этом опорные и сепарирующие шарики, расположенные в полости корпуса перемешиваются в хаотичном порядке. (А.с. SU № 1677390 A1, F16C 32/00).
Это обуславливает снижение несущей способности и значительные деформации при перегрузках, что в совокупности сокращает долговечность и ресурс указанных опор.
Известна шаровая опора, включающая корпус, выполненный из двух частей в виде чашек, неразъемно соединенных между собой, заключенный в корпус шаровой палец, поверхность сферической головки которого охвачена вкладышем из антифрикционного материала, пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем. Вкладыш снабжен по наружной поверхности фиксирующими выступами, расположенными в плоскости разъема корпуса выше плоскости максимального диаметра сферической головки шарового пальца, перпендикулярной к его продольной оси симметрии. Вкладыш выполнен составным и образован из верхней сплошной усеченной сферической части и нижнего сплошного сферического кольца, состыкованных между собой по гладкой или ступенчатой поверхности, при этом в случае стыковки составных частей вкладыша по ступенчатой поверхности каждая из составных частей снабжена продольными встречно расположенными взаимно чередующимися меридиональными стыковочными выступами и впадинами. (Патент RU 2130558 C1, 6 F16 11/06.)
Недостатком данного изобретения является термопластичный наполнитель, который не обеспечивает кинематическую жесткость шарнира под нагрузкой в связи с низким модулем упругости полимерного материала.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание шаровой опоры, обладающей повышенной жесткостью, теплопроводностью и ресурсом эксплуатации.
Это достигается тем, что корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем, поверхность сферической головки которого охвачена вкладышем из антифрикционного материала, пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластическим наполнителем, модифицированным металлическими гранулами различного диаметра, не превышающего величины зазора между корпусом и вкладышем.
При этом металлические гранулы полностью заполняют пространство между корпусом и вкладышем, располагаясь в хаотичном порядке, при этом диаметр гранул находится в пределах 0,1-1,5 мм.
Введение новых элементов и связей между ними обеспечивает достижение технического результата, т.к. металлические гранулы позволяют повысить приведенный модуль упругости, а следовательно, и жесткость наполнителя.
Вместе с тем металлические гранулы обладают повышенной теплопроводностью, что позволяет более эффективнее отводить тепло из зоны трения.
На чертеже схематически изображена шаровая опора.
Шаровая опора содержит:
1 - крышка нижняя,
2 - крышка верхняя,
3 - вкладыш полимерный,
4 - металлические гранулы,
5 - палец шаровой,
6 - наполнитель.
3
3
Шаровая опора содержит корпус, состоящий из двух крышек 1 и 2, неразъемно соединенных между собой, шаровой палец 5, заключенный в корпус, вкладыш полимерный 3, наполнитель 6, модифицированный металлическими гранулами 4, равномерно распределенный между корпусом и вкладышем. Вкладыш выполнен из твердосмазочного материала - полимера, например политетрафторэтилена, фторопласта-4, УПА-6/15 и др. Наполнитель выполнен из полимера, модифицированного металлическими гранулами разного диаметра, позволяющие повысить приведенный модуль упругости первого рода от 0,5×10 МПа до 1,5×10 МПа. Наполнитель, модифицированный металлическими гранулами, приводит к повышению несущей способности шаровой опоры и способствует тем самым увеличению долговечности.
При приложении силы к пальцу наполнитель, модифицированный металлическими гранулами, обеспечивает передачу нагрузки на корпус шаровой опоры практически без демпфирования вкладыша, что повышает его кинематическую точность.
Наполнитель, модифицированный металлическими гранулами, позволяет интенсивнее отводить тепло из зоны трения на корпус шаровой опоры и далее в окружающую среду. В отличие от существующего наполнителя, имеющего низкую теплопроводность, модифицированный наполнитель обладает более высоким коэффициентом теплопроводности, что достигается введением в него металлических гранул.
Таким образом, введение новых элементов и связей между ними обеспечивает повышение несущей способности шаровой опоры и увеличение ресурса.