ШАРОВОЙ ШАРНИР

ШАРОВОЙ ШАРНИР
Предложение относится к узлам и деталям машин, в частности к шарнирам и предпочтительно к шаровым шарнирам подвески транспортных средств.
Широко известны  ш«фниры, содержащие пальцы, закрепленные R поворотном кулаке передней подвески (см., напр., книгу Вершигоры В. А. и др. «Автомобиль ВАЗ - 2121 «НИВА, М., Транспорт, 1980, стр. 128-131). Головки пальцев размещены в обоймах, закрепленных на нижнем и верхнем рычагах, имеющих возможность поворота относительно кузова транспортного средства и поворотного кулака. При эксплуатации шарниры смазки не требуют, поскольку обеспечено взаимодействие стальной поверхности шарнира с тефлоновой тканью. Относительная простота и сравнительная надежность таких шарниров обеспечена долгим их развитием, среди которых следует отметить следующие.
Уже в 1947 году из выданного в США патента № 2424431 был известен  щарнир, содержащий корпус, в ограниченной обоймой полости которого размещен палец, опертый на вкладыши. В шарнире по выданному в США патенту № 3004786 был установлен один разрезной вкладыш, а в выданном в СССР авторском свидетельстве № 177239 помимо двух вкладышей
установлены еще и прокладки, Б нижней из которых выполнена сквозная питательная канавка, а в немецкой заявке jYa 19622047 еще и пружина. В шарнире по выданному в США патенту № 3389925, кроме того, предусмотрен и маслосборник, и канавки, ограниченные телом вкладыща; в шарнире по выданному в Великобритании патенту JVe 1175782 они открыты, а маслосборник ограничен обоймой, т.е. канавки выполнены с внутренней стороны вкладыша, в то время как в шарнирах по выданным в США патентам № 3530495, 3787127 и № 4163617 - пазы. Согласно швейцарскому патенту № 660212 шарнир изготавливают со смазочным слоем на плоской полюсной головке пальца, заключенным в оболочке каплевидной формы. Емкость со смазкой во вкладыше под развальцованной крышкой предусмотрена в патентах № 4430016, № 4564307, № 4690521 и № 4995754, выданных в США, а также в опубликованной в Великобритании заявке № 2176235, что весьма ненадежно. Шарнир с компенсацией износа описан в германском экономическом патенте № 212778. Из японской заявки № 63-75568 известно решение, направленное на уменьшение износа путем термообработки корпуса шарнира, из заявки № 2-6667 - подбором жесткости и предварительным поджатием элементов, из заявки № 1-2018849 - выполнение корпуса из пластика, покрытого смолой, а из заявки № 62-132993 - способ, обеспечивающий надежную герметизацию маслосборника. Об улучшении эксплуатационных возможностей автоматическим поддержанием гарантированной плотности посадки шаровой головки заявлено в выданном в РФ патенте № 2029895, но, как праВИЛЬНО отмечено в патенте № 2104416, «смазка, попавшаяся в концентричные канавки, оказывается «запертой между прижатыми друг к другу с большим усилием и неподвижными относительно друг друга смежными поверхностями вкладыша и крышки с корпусом и, следовательно, не поступает к отверстию вкладыша, В результате узел преждевременно выходит из строя. Опять же об автоматическом поддержании плотности посадки заявлено в выданных в РФ патентах № 2016277 и № 2075657, но как сведения о «высокой упругости лепестков вкладыша в этом документе, так и о «специфике своей конструкции в первом документе по сушеству не подтверждены. Во вкладыше по патенту № 2075657 его паэы и канавка играют роль активных центров распределения смазки и накопителей продуктов износа.
Известен шаровой шарнир, содержаший корпус, в ограниченной обоймой полости которого размешен палец, охваченный подшипником с пазами и маслосборник (см., например, выданный в США патент № 3560035).
Этот шарнир прост по конструкции и надежен в работе, при этом срок его службы во многом зависит от взаимодействия отбортовки подшипника вкладыша и обоймы. При резком изменении усилий, приложенных к пальцу, а также при значительном изменении температуры и влажности воздуха, особенно сопровождаемых переходами от длительной стоянки к движению, возможно раскрытие стыка между обоймой и вкладышем, т.е. сообщение внутренней полости шарнира и его маслоприемника, что может привести к утечке смазки и дальнейшим нежелательным последствиям. Следует отмегить сравнительную сложность вкладыша, особенно в части выполнения отбортовки.
Задача - улучшение эксплуатационных свойств при упрощении конструкции.
Улучшение эксплуатационных свойств шарового шарнира при упрошении его конструкции обеспечено путем изменения условий смазки элементов и упругого их взаимодействия.
Для этого в шаровом шарнире, содержашем корпус, в ограниченной обоймой полости которого размешен палец, охваченный подшипником с пазами, и маслосборник, последний выполнен в подшипнике.
Выполнение маслосборника в подшипнике шарового шарнира, содержащего корпус, в ограниченной обоймой полости которого размещен палец, охваченный подшипником с пазами, позволит улучшить эксплуатационные свойства шарнира при упрощении его конструкции, поскольку обеспечено как поддержание плотной посадки между сферической головкой пальца и подшипником, так и поступление смазки к трущимся при эксплуатации поверхностям, а средства этой посадки и предотвращения поступления - утечки масла просты и надежны.
Надежность средств предотвращения утечки смазки обеспечена прежде всего те.м, что полость маслосборника отделена от обоймы телом подшипника. Просто выполнено тело подшипника, предотвращающее утечку смазки.
4
поскольку основные его две поверхности эквидистантны поверхности обоймы в зоне упомянутого гела подшипника.
Эффективно лля эксплуатации соединение полости маслосборника с полостью пазов по канавкам, одна из поверхностей каждой из которых наклонена к оси подшипника, поскольку обеспечено беспрепятственное циркулирование смазки в зависимости от условий работы шарнира.
Разнообразие этих условий эффективно отслеживается выступами, распространяющимися от тела маслосборника к цилиндрической поверхности подшипника, поскольку любое из заметных вертикальных и горизонтальных усилий, приложенных к подшипнику, передается корпусу через эти выступы.
Простота и надежность передачи упомянутых усилий обеспечена, в частности, цилиндрической формой выполнения поверхностей выступов
На фигурах изображено:
Фиг. 1 - палец шаровой передней подвески;
Фиг. 2 - подшипник пальца;
Фиг. 3 - вид на бобышку и выступы;
Фиг. 4 - подшипник пальца, вариант.
Шарнир содержит корпус 1 (Фиг. 1). К корпусу 1 шайбой 2 прикреплен кожух 3. В полости 4 корпуса 1 размещен палец 5. Шаровая поверхность 6 пальца 5 оперга на подшипник 7, т.е. палец 5 охвачен вкладышемподшипником. Подшипник  выполнен с пазами 8 (Фиг.2) и прижат к корпусу 1 обоймой 9. В подшипнике выполнен маслосборник 10. Выполнение
маслосборника 10 в подшипнике 7 шарнира, содержашего корпус 1, в полости 4 которого размещен палец 5, охваченный подшипником 7 с пазами 8, позволит улучшить эксплуатационные свойства шарнира при упрощении его конструкции, поскольку гарантирована как плотная посадка сферической поверхности 6 пальца по соответствующей поверхности подшипника 7, так и доступ масла из маслосборника 10 к трущимся сферическим поверхностям основных элементов, при этом средства посадки и смазки просты и надежны.
Полость маслосборника 10 отделена от обоймы 9 телом подшипника 7. Вдоль оси 11 подшипника 7 для этого образована бобыщка 12. Наружная поверхность 13 бобышки 12 и поверхность 14 маслосборника 10 эквидистантны поверхностям обоймы 9.
Пазы 8 в зоне бобышки 12 соединены с маслосборником 10 канавками 15. Внутренняя поверхность 16 канавки 15 выполнена под углом 17 к оси И.
От бобышки 12 к периферии подшипника 7 образованы выступы 18. Поверхность выступа 18 выполнена по радиусу 19.
Число па.1ов 8, канавок 15 и выступов 18, размещенных поочередно, зависит от назначения шарнира, величины и характер а усилий передаваемых им. Приведенные на фигурах 2 и 4 варианты выполнены для различных модификаций легкового автомобиля.