СФЕРИЧЕСКИЙ ШАРНИР
SPHERICAL JOINT

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и направлено на усовершенствование сферического шарнира подвески транспортного средства.
Из уровня техники известен сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый вкладыш, расположенный на шаровой головке со стороны пальца, второй вкладыш полусферической формы, расположенный на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, в контакте с фиксирующим элементом, обеспечивающим осевое посадочное усилие см. патент RU 2127834 С, опубл. 20.03.1999 г.
Недостаток указанного аналога состоит в том, что во втором вкладыше, расположенном на шаровой головке со стороны фиксирующего элемента, выполнены меридиональные пазы. Такое техническое решение приводит к снижению (ограничению) осевых нагрузок, воспринимаемых этим шарниром, вследствие пластической деформации меридиональных выступов, образованных меридиональными канавками и появлению зазоров между вкладышем и пальцем. Это приводит к появлению стуков, особенно в передней подвеске.
Предложенный сферический шарнир выполнен с вторым вкладышем, расположенным на шаровой головке со стороны, противоположной пальцу, и имеющим сплошную поверхность. При этом толщина этого вкладыша составляет не менее 1/3 радиуса сферы пальца, а фиксирующий элемент выполнен в виде обоймы, образующей с корпусом со стороны вкладыша гарантированный зазор «h». В совокупности этих признаков данное техническое решение позволяет благодаря большой толщине второго вкладыша 4 создать в его центре напряжение, необходимое для надежной работы шарнира, и значительно повысить допускаемую осевую нагрузку, воспринимаемую шарниром в направлении обоймы 5.
Приведен чертеж шарнира как пример реализации данного изобретения. Шарнир состоит из корпуса 1, шарового пальца 2, первого вкладыша 3 и второго вкладыша 4, обоймы 5, выполняющей роль фиксирующего элемента, который завальцовывается в корпус 1 при сборке шарнира.
Корпус выполнен цельнометаллическим со сферической внутренней поверхностью, переходящей в цилиндрическую. Корпус содержит фланец 6, с помощью которого происходит его крепление к деталям подвески, кольцевую выточку для установки фиксирующей обоймы 5, которая при сборке завальцовывается.
Шаровой палец 2 имеет сферическую поверхность и галтель 7 между сферической поверхностью и ножкой 8 пальца.
Вкладыш 3 выполнен из полимера, армированного углеволокном. Наружная и внутренняя поверхности вкладыша 3 смещены взаимно по продольной оси симметрии вкладыша.
Центр сферы шарового пальца имеет смещение относительно центра внутренней сферы корпуса шарнира. Полость внутри шарнира, образованная двумя вкладышами и пальцем шаровым, а также полость внутри чехла защитного заполнены смазкой для ее обновления в шарнире в процессе эксплуатации. При сборке шарнира между обоймой 5 и кольцевой ступенькой в корпусе остается зазор «h», который вбирается при закатке (завальцовке) шарнира.
Корпус шарового шарнира выполнен цельнометаллическим; содержит внутреннюю сферу, фланец, в котором выполнены отверстия для крепления шарнира к деталям подвески. В корпусе выполнена кольцевая полость, в которую при сборке устанавливается обойма 5.
Палец шаровой содержит галтель 7 для обеспечения необходимых углов качания и ножку 8. Ножка 8 состоит из цилиндрической поверхности (между галтелью и конической поверхностью), конической поверхности для контакта (крепления) к деталям подвески и резьбовую поверхность для фиксации пальца в ответной детали, (не показаны).
Вкладыш 3 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками. На внутренней сферической поверхности вкладыша 3 выполнены вертикальные смазочные канавки.
На верхней части вкладыша 3 на наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая ступенька. Внутренняя и внешняя сферические поверхности имеют смещение вдоль оси симметрии вкладыша.
Вкладыш 4 выполнен из угленаполненного полиамида с антифрикционными добавками.
На внутренней сферической поверхности выполнены вертикальные смазочные канавки.
На внешней стороне вкладыша 4 выполнен кольцевой вырез, в центре вкладыша выполнено отверстие.
Обойма 5 выполнена из листовой стали, состоит из внешней и внутренней сферической поверхности. Внутренняя сферическая поверхность выполнена такого же радиуса, как и внешняя сферическая поверхность вкладыша 4.
Чехол 9 защитный выполнен из эластичного материала. В месте контакта чехла с пальцем чехол армирован металлическим кольцом 10.
Благодаря увеличению площади контакта между вкладышем 4 и обоймой 5 увеличивается и напряжение, воспринимаемое вкладышем от пальца 2 в осевом направлении. Для создания напряжения и как следствие - упругой деформации вкладыша 4, необходимой для компенсации зазора между вкладышами и шаровым пальцем 2, возникающего при износе, между обоймой 5 и вырезом в корпусе при сборке шарнира остается гарантированный зазор «h». При завальцовке обоймы 5 зазор частично выбирается и во вкладыше 4 создается необходимое напряжение. Данное техническое решение позволяет увеличить нагрузку, воспринимаемую вкладышем 4 в направлении обоймы 5.