ШАРОВАЯ ОПОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к шаровым опорам подвески транспортных средств (сферическим шарнирам, шаровым шарнирам, пальцам шаровым и др.).
Аналогом заявляемой полезной модели является шаровая опора транспортного средства, содержащая корпус, палец с шаровой головкой и вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом, при этом шаровая головка на своей поверхности содержит две области, твердость одной из областей меньше твердости другой области, область с меньшей твердостью расположена на полюсной поверхности шаровой головки и/или на срединной поверхности шаровой головки, диаметр пальца в месте сопряжения с шаровой головкой составляет 25÷75% от диаметра шаровой головки, а максимальная толщина вкладыша составляет 5÷25% от диаметра шаровой головки (см. патент РФ №77923, МПК F16C 11/06, 2008 г.). Существенные признаки аналога «корпус, палец с шаровой головкой, вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение срока службы изделия из-за неравномерного и преждевременного изнашивания вкладыша и шаровой головки вследствие склонности поверхности шаровой головки к хрупкому разрушению в результате неравномерной твердости металла по поверхности шаровой головки, приводящей к неравномерной концентрации напряжений и неравномерным характеристикам пластичности по поверхности шаровой головки, и вызывающей образование локальных зон пластической деформации.
Другим аналогом заявляемой полезной модели является шаровая опора транспортного средства, содержащая корпус, палец с шаровой головкой и вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом, при этом шаровая головка на своей поверхности содержит две области, твердость одной из областей меньше твердости другой области, область с меньшей твердостью расположена на полюсной поверхности шаровой головки и/или на срединной поверхности шаровой головки, а диаметр пальца в месте сопряжения с шаровой головкой составляет 25÷75% от диаметра шаровой головки (см. патент РФ №77922, МПК F16C 11/06, 2008 г.). Существенные признаки аналога «корпус, палец с шаровой головкой, вкладыш» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога также является снижение срока службы изделия из-за неравномерного и преждевременного изнашивания вкладыша и шаровой головки вследствие склонности поверхности шаровой головки к хрупкому разрушению в результате неравномерной твердости металла по поверхности шаровой головки, что приводит к неравномерной концентрации напряжений и неравномерным характеристикам пластичности по поверхности шаровой головки, и вызывает образование на поверхности локальных зон пластической деформации.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является шаровая опора транспортного средства, содержащая корпус, палец с шаровой головкой и вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом, при этом шаровая головка на своей поверхности содержит две области, твердость одной из областей меньше твердости другой области, область с меньшей твердостью расположена на полюсной поверхности шаровой головки и/или срединной поверхности шаровой головки (см. патент РФ №77921, МПК F16C 11/06, 2008 г.). Существенные признаки аналога «корпус, палец с шаровой головкой, вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является снижение срока службы изделия из-за неравномерного и преждевременного изнашивания вкладыша и шаровой головки вследствие склонности поверхности шаровой головки к хрупкому разрушению в результате неравномерной твердости металла по поверхности шаровой головки, приводящей к неравномерной концентрации напряжений и неравномерным характеристикам пластичности по поверхности шаровой головки, и вызывающей образование на поверхности локальных зон пластической деформации.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение срока службы шаровой опоры путем обеспечения более равномерного изнашивания вкладыша и шаровой головки за счет обеспечения более высокой износостойкости наиболее нагруженных мест шаровой опоры.
Для достижения указанного технического результата в шаровой опоре транспортного средства, содержащей корпус, палец с шаровой головкой и вкладыш, расположенный между шаровой головкой и корпусом, поверхность шаровой головки выполнена с одинаковой твердостью и различной шероховатостью, при этом область с пониженной шероховатостью размещена на полюсной поверхности шаровой головки.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «поверхность шаровой головки выполнена с одинаковой твердостью и различной шероховатостью, при этом область с пониженной шероховатостью размещена на полюсной поверхности шаровой головки» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
На фиг. представлено боковое сечение шаровой опоры транспортного средства (шаровая головка и палец без сечения). Шаровая опора включает корпус 1, вкладыш 2 и шаровую головку 3 с пальцем 4. Корпус и шаровая головка с пальцем могут быть выполнены из стали, вкладыш может быть выполнен из антифрикционного полимерного материала. Полюсная поверхность 5 шаровой головки имеет шероховатость меньшую, чем шероховатость поверхности 6 шаровой головки в районе пальца и чем шероховатость срединной поверхности 7 шаровой головки.
a
a
Конкретным примером заявляемой шаровой опоры является шаровая опора автомобиля, вкладыш которой выполнен из политетрафторэтилена. Параметр шероховатости полюсной поверхности R<1,0 мкм, параметр шероховатости срединной поверхности и поверхности в районе пальца R>1,0 мкм.
a
a
Другим конкретным примером заявляемой шаровой опоры является шаровая опора легкового автомобиля, вкладыш которой выполнен из полиацеталя. Параметр шероховатости полюсной поверхности R<0,25 мкм, параметр шероховатости поверхности шаровой головки в районе пальца и срединной поверхности R>0,5 мкм.
Изготавливаться заявляемая шаровая опора может известными методами, при этом полюсную поверхность подвергают дополнительной полировке для уменьшения шероховатости.
Поскольку известно, что твердость шаровой головки практически не оказывает влияния на работоспособность вкладыша из антифрикционного полимерного материала, выполнение поверхности шаровой головки с различной шероховатостью позволяет подобрать оптимальную шероховатость для различных частей поверхности, работающих в различных условиях. Наиболее нагруженным участком шаровой опоры по величине трения при эксплуатации является полюсная поверхность шаровой головки. Снижение шероховатости шаровой головки по этой поверхности способствует увеличению площади фактического контакта в паре сталь-антифрикционный материал, что уменьшает величины действительных контактных напряжений. В результате увеличивается износостойкость узла и, соответственно, срок службы шаровой опоры. Повышенная шероховатость шаровой головки в срединной области и особенно в районе пальца препятствует, за счет увеличения коэффициента трения при увеличении параметра шероховатости, сдвигу вкладыша в район пальца и, соответственно, уменьшает в процессе эксплуатации возможность выдавливания материала вкладыша в отверстие, что также повышает износостойкость и срок службы опоры.