ШАРОВАЯ ОПОРА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к шаровым опорам и может быть использована в соединительных узлах автотранспортных средств различного назначения.
Известен шарнир со сферической головкой, зафиксированной на пальце, и пленочной чашки, обеспечивающей скольжение элементов в таком шарнире. В известной конструкции сферическая головка шарнирного пальца подвижным образом установлена в полость соответствующего корпуса. Между этой головкой и корпусом установлен элемент скольжения в виде гибкой пленочной чашки, состоящей из полос, расположенных в звездообразном порядке, при этом кромки полос прилегают одна к другой без перекрытий и складок (патент WO №2011032616, МПК F16C 11/06, опубл. 24.03 2011).
Недостатком известного технического решения является недостаточные эксплуатационные характеристики из-за неполного контакта по сферической поверхности с пальцем обусловленного погрешностью изготовления резьбы фиксирующего элемента, а также трудоемкость установки и фиксации элемента скольжения в шарнире.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является сферический шарнир, содержащий корпус (обойму) с установленной в нем втулкой (корпусом), охватывающей шаровой палец, элемент скольжения из слоистого материала, расположенный между втулкой и шаровым пальцем, и жестко прикрепленный к внутренней поверхности втулки, при этом втулка соединена с шаровым пальцем методом обжимки (патент RU №146906, МПК F16C 11/06, опубл. 20.10.2014).
Известное техническое решение не обладает достаточными эксплуатационными свойствами при передачи усилия вдоль оси шарнира.
Была поставлена задача повысить эксплуатационные свойства шаровой опоры.
Технический результат достигается тем, что в шаровой опоре, содержащей шаровой палец, корпус, установленный в обойме и соединенный с шаровым пальцем методом обжимки, элемент скольжения, выполненный из антифрикционного композиционного материала и расположенный между корпусом и шаровым пальцем, корпус выполнен в виде стакана, который запрессован в обойму и зафиксирован стопорным кольцом.
На поверхность обжатия корпуса может быть напрессована втулка.
Внутренняя поверхность корпуса и/или наружная поверхность шаровой головки пальца может быть выполнена шероховатой.
Элемент скольжения может быть приклеен или нанесен методом напыления или наплавления, на внутреннюю поверхность корпуса или на наружную поверхность шаровой головки пальца. Элемент скольжения может быть выполнен в виде вкладыша.
Выполнение корпуса в виде стакана, который запрессован в обойму и зафиксирован стопорным кольцом, позволило обеспечить надежность конструкции шаровой опоры и увеличение нагрузки при передачи усилия вдоль оси шарнира. Выполнение корпуса в виде стакана, на поверхность обжатия которого напрессована втулка, позволило увеличить предельную нагрузку вырыва пальца шарнира из корпуса.
Выполнение внутренней поверхности корпуса и/или наружной поверхности шаровой головки пальца шероховатой, позволило использовать элемент скольжения в виде покрытия из антифрикционной суспензии, и повысить прочность сцепления за счет адгезии указанных поверхностей с элементом скольжения.
Соединение элемента скольжения с внутренней поверхностью корпуса или наружной поверхностью шаровой головки пальца приклеиванием, или его нанесение на упомянутые поверхности методом напыления или наплавления, позволило повысить стойкость элемента скольжения к трению и сделать его необслуживаемым, самосмазывающимся, тем самым значительно повысить долговечность шаровой опоры.
Таким образом, все вышеперечисленные признаки позволяют повысить эксплуатационные свойства шаровой опоры.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена шаровая опора в разрезе.
Шаровая опора содержит шаровой палец 1, корпус 2, установленный в обойме 3, элемент 4 скольжения, расположенный между корпусом 2 и шаровым пальцем 1. Корпус 2 соединен с шаровым пальцем 1 методом обжимки.
Шаровой палец 1 выполнен металлическим и имеет шаровую головку и конический хвостовик. Шаровой палец 1 может быть выполнен из композитного материала, например из углеволокна методом намотки. Поверхность шаровой головки пальца 1 может быть выполнена шероховатой.
Корпус 2 выполнен металлическим в виде стакана с внутренней сферической поверхностью, которая может быть шероховатой. Корпус 2 может быть выполнен из композитного материала. На наружной поверхности корпуса 2 со стороны пальца выполнена одна или более кольцевая канавка для фиксации защитного чехла 5. Корпус 2, в сборе с шаровым пальцем 1, запрессовывается в обойму 3 и фиксируется стопорным кольцом 6. Стопорное кольцо 6 может быть расположено со стороны шаровой головки или хвостовика пальца 1. На поверхность обжатия корпуса 2 может быть напрессована втулка (на чертеже не показана), которая обладает более высокой прочностью, чем корпус 2, и обеспечивает увеличение предельной нагрузки вырыва пальца 1 шарнира из корпуса 2. В этом случае кольцевая канавка для фиксации защитного чехла 5 выполнена на втулке.
Элемент 4 скольжения выполнен из антифрикционного композиционного материала. Элемент 4 скольжения может быть слоистым и содержать один слой из цветного метала, например латуни, и второй пористый слой из цветного метала, например бронзы, который пропитан антифрикционной суспензией, содержащей фторопласт. Первый слой из латуни обеспечивает необходимую прочность сцепления за счет адгезии элемента скольжения с внутренней сферической поверхностью корпуса 2 или наружной поверхностью шаровой головки пальца 1, а пористый слой, пропитанный антифрикционной суспензией, содержащей фторопласт, является рабочей поверхностью элемента 4 скольжения.
Элемент 4 скольжения может быть выполнен в виде ленты или ткани, которые могут быть многослойными, и приклеен на внутреннюю поверхность корпуса 2 или на наружную поверхность шаровой головки пальца 1. Элемент 4 скольжения может быть выполнен в виде покрытия, которое может быть многослойным, и нанесен на внутреннюю поверхность корпуса 2 или на наружную поверхность шаровой головки пальца 1 методом напыления, наплавления. При этом рабочая поверхность элемента 4 скольжения выполнена из антифрикционного композиционного материала, содержащего фторопласт. При выполнении внутренней поверхности корпуса 2 и/или наружной поверхности шаровой головки пальца 1 шероховатой, элемент 4 скольжения может быть использован в виде покрытия из антифрикционной суспензии, содержащей фторопласт, например, Сурм-Т, которая наносится на шероховатую поверхность и затвердевает, образуя слой скольжения. Элемент 4 скольжения может быть выполнен в виде вкладыша из антифрикционного материала, содержащего фторопласт, и может быть выполнен многослойным.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационные свойства шаровой опоры.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием известных материалов и технологий.