ШАРОВОЙ ШАРНИР С НАКОНЕЧНИКОМ

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, в частности, к рулевому управлению грузового автомобиля и может быть использована в конструкции шаровых шарниров с наконечниками продольных и поперечных тяг.
Известен шаровой шарнир, состоящий из корпуса наконечника с выемкой, открытого, по крайней мере, с одной стороны. Ось выемки корпуса совпадает с осью шарового пальца, установленного в выемке корпуса. Шаровой палец вставляется в отверстие корпуса. Между корпусом и шаровым пальцем расположен упругий элемент. Элемент уплотнения, который находится под упругим предварительным натяжением в скользящем контакте с шаровой частью пальца, расположен между корпусом наконечника и шаровой частью пальца. С другой стороны корпус закрывается крышкой, закрепленной отбортовками корпуса. Между упругим элементом и крышкой располагается упорная шайба (патент №US 2002154941, МПК F16C 1/06, 2002 г.)
Известен шаровой шарнир с наконечником, содержащий палец с шаровой головкой и, снабженный крышкой, наконечник, в гнезде которого установлены два вкладыша, сопряженные своими, внутренними сферическими рабочими поверхностями со сферической поверхностью головки пальца, центр которой совмещен с центром шарнира, а наружными опорными поверхностями - с внутренними поверхностями гнезда корпуса, причем один вкладыш выполнен с цилиндрической наружной опорной поверхностью, а другой вкладыш выполнен разрезным, клинообразным и прижат к сферической поверхности головки пальца при помощи упругого элемента, установленного между ними и крышкой корпуса, с целью повышения нагрузочной способности шарнира, наружная опорная поверхность разрезного вкладыша и сопряженная с ней внутренняя поверхность гнезда корпуса выполнены сферическими, центр сферы которых расположен на оси цилиндрической наружной опорной поверхности первого вкладыша и гнезда корпуса и смещен относительно центра шарнира в сторону крышки на величину, равную 035,-0,7 радиуса сферической головки пальца, при этом наружная опорная поверхность разрезного вкладыша расположена между плоскостями, проходящими через указанные центры перпендикулярно указанной оси (патент РФ №RU 637562, МПК F16C 11/06, 1978).
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является шаровой шарнир с наконечником, включающий корпус наконечника с присоединительным элементом к сопрягаемой детали, установленный в отверстии корпуса шаровой палец со сферической головкой и коническим хвостовиком, прижатый со стороны сферической головки поджимным вкладышем, упругим элементом в виде пружины и крышкой, а со стороны конического хвостовика шаровой палец закрыт защитным элементом, поджимной вкладыш выполнен подпружиненным, крышка неразъемно соединена с корпусом наконечника, отверстие в корпусе наконечника выполнено ступенчатым, причем часть отверстия, контактирующая с крышкой, выполнена цилиндрической с переходом в коническую, а часть отверстия, контактирующая со сферической головкой пальца, выполнена сферической, при этом контактирующие поверхности сферической головки пальца и сферической части отверстия корпуса наконечника выполнены повышенной твердости, защитный элемент со стороны конического хвостовика шарового пальца выполнен в виде упора и чехла, герметично закрепленного на корпусе наконечника и на конической части шарового пальца (патент РФ № RU 83557, МПК F16C 7/00, 2009)
Недостатком данной конструкции является то, что в процессе эксплуатации, а именно при длительном простое, происходит «залипание» резинового вкладыша, который выдавливает смазку из зоны контакта со сферической поверхностью пальца и прилипает к этой поверхности, в связи с чем затрудняется последующее страгивание пальца, что может привести к преждевременному выходу из строя вкладыша.
Была поставлена задача: улучшение эксплуатации, увеличение ресурса эксплуатации шарнира, возможность изготовления обслуживаемого варианта шарового шарнира наконечника.
Указанная задача решается тем, что в шаровом шарнире с наконечником, включающем корпус наконечника с присоединительным элементом к сопрягаемой детали, шаровой палец со сферической головкой и хвостовиком, установленный в отверстии корпуса и прижатый со стороны сферической головки поджимным вкладышем и крышкой, а со стороны конического хвостовика шаровой палец закрыт защитным элементом, поджимной вкладыш состоит, по меньшей мере, из двух элементов, причем верхний элемент выполнен из металла со сферической поверхностью, эквидистантной контактирующей поверхности сферической головки пальца, а нижний элемент - из упругого материала. Во втором варианте ресурс эксплуатации увеличивается также за счет выполнения сферической головки пальца или внутренней поверхности корпуса с канавками, обеспечивающими циркуляцию смазки. На корпусе или в крышке может быть расположена масленка.
В заявляемом шаровом шарнире с наконечником новыми признаками являются выполнение поджимного вкладыша, по меньшей мере, из двух элементов, причем верхний элемент выполнен из металла со сферической поверхностью, эквидистантной контактирующей поверхности сферической головки пальца, а нижний элемент - из упругого материала. Такое изготовление улучшает эксплуатационные характеристики шарнира и увеличивает его ресурс. Во втором варианте ресурс эксплуатации увеличивается также за счет выполнения сферической головки пальца или внутренней поверхности корпуса с канавками, обеспечивающими циркуляцию смазки. Сфера пальца, соприкасается с металлической частью вкладыша, а упругий элемент служит для поджатия вкладыша к пальцу. Упругий элемент может быть как отдельной деталью, так и привулканизирован к металлическому элементу. Наличие канавок на сферической головке пальца или на контактирующей с ним поверхности корпуса, также увеличивает ресурс шарнира, так как происходит циркуляция смазки. Наличие масленки в корпусе, или крышке дает дополнительный технический результат, позволяет дополнительно заливать смазку во время технического обслуживания.
Канавки для циркуляции масла могут быть как прямолинейными, так и криволинейными или извилистыми.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
Фиг.1 - шаровой шарнир с наконечником (вариант 1) общий вид;
Фиг.2 - шаровой шарнир с наконечником (вариант 2), канавки выполнены на сферической головке;
Фиг.3 - шаровой шарнир с наконечником (вариант 2), канавки выполнены на корпусе
Шаровой шарнир с наконечником состоит из корпуса 1 наконечника с присоединительным элементом 2 к сопрягаемой детали. В отверстии корпуса 1 наконечника установлен шаровой палец со сферической головкой 3 и коническим хвостовиком 4, поджимной вкладыш, состоящий из двух элементов 5 и 6, крышка 7.
Наконечник 1 выполнен из металла с центральным отверстием. Отверстие в корпусе наконечника выполнено ступенчатым и образовано сочетанием конических, цилиндрических и сферических поверхностей. Часть корпуса, контактирующая со сферической головкой пальца, выполнена сферической. Часть корпуса, предназначенная для выхода хвостовика 4 выполнена со скосом, обеспечивающим наклон хвостовика 4 на заданный угол. Противоположная торцовая поверхность корпуса 1 выполнена с отгибами 8, предназначенными для завальцовки крышки 7.
Наконечник 1 выполнен с присоединительным элементом 2 к сопрягаемой, детали, который может быть выполнен резьбовым с наружной или с внутренней резьбой, или профилированным под соединение обжимкой, или присоединительный элемент выполнен с внутренней резьбой и за одно целое с хомутом. Ось присоединительных элементов 2 наконечников 1 совпадает с осью сферической головки 3 шарового пальца. Корпус наконечника 1 с присоединительным элементом 2 выполнен кованым.
Шаровой палец состоит из сферической головки 3 и хвостовика 4. Переход от сферической головки 3 к хвостовику 4 выполнен по галтели. Во втором варианте сферическая головка 3 пальца или внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена с, не менее двумя канавками 9, обеспечивающими циркуляцию смазки. В случае, когда канавки 9 выполнены на сферической головке 1 масленка 10 может располагаться как на корпусе 1, так и на крышке 7, а когда канавки 9 выполнены на внутренней поверхности корпуса 1 - масленка 10 располагается на корпусе 1.
Контактирующие поверхности сферической головки 3 пальца и сферической части отверстия корпуса 1 наконечника выполнены повышенной твердости термообработкой ТВЧ. Повышенная твердость этих поверхностей может быть достигнута любым известным способом.
Снизу шаровой палец поджат поджимным вкладышем 5 с центральным отверстием.
Поджимной вкладыш состоит, по меньшей мере, из двух элементов. Верхний элемент 5 выполнен из металла со сферической поверхностью, эквидистантной контактирующей поверхности сферической головки 3. Поверхность верхнего элемента 5 подвергается нитроцементации для повышения твердости, что, в свою очередь, служит для увеличения износостойкости вкладыша. Нижний элемент 6 выполнен из упругого материала, например резины или полимера.
В процессе работы трение происходит между сферической головкой 3 и металлическим элементом 5, что исключает «залипание» поджимного вкладыша вследствие выдавливания смазки.
Элемент 5 выполнен штампованным и имеет чашевидную форму с нижней выпуклой частью и верхней отогнутой частью.
Элементы 5 и 6 могут быть соединены между собой неразъемным соединением, например вулканизацией.
Крышка 7 выполнена с выпуклой центральной частью, обеспечивающей гарантированный зазор между сферической головкой и крышкой. Крышка 7 соединяется с корпусом 1 наконечника отгибами 8 завальцовкой.
Поверхность галтели закрыта дополнительным защитным элементом в виде резиновой втулки 12, предохраняющей шаровой палец от контакта с корпусом 1 наконечника. Со стороны конического хвостовика 4 шаровой палец закрыт защитным чехлом 13, герметично закрепленным на корпусе 1 наконечника и на коническом хвостовике 4 шарового пальца.
Технический результат заявляемого технического решения достигается конструктивными особенностями. Изменение конструкции поджимного вкладыша - выполнение его из двух элементов, причем каждый из которых выполняет свою функцию: верхний элемент металлический - позволяет легко скользить сферической головке пальца по его поверхности без «залипания», что улучшает эксплуатационные характеристики, а нижний элемент из упругого материала поджимает верхний, исключая зазор в процессе износа, кроме того выполнение сферической головки пальца или внутренних стенок корпуса с, по меньшей мере, двумя канавками для циркуляции смазки, позволяет значительно увеличить ресурс эксплуатации шарового шарнира. Наличие масленки в корпусе, или крышке дает дополнительный технический результат, позволяет дополнительно заливать смазку во время технического обслуживания
Предлагаемая конструкция шарового шарнира с наконечником обладает технологичностью, прочностью и надежностью при эксплуатации.
Заявляемый шаровой шарнир с наконечником может быть изготовлен на стандартном оборудовании из известных материалов с использованием известных технологий.