RU2107846C1

RU2107846C1 - Ball joint

Info

Publication number: RU2107846C1
Application number: RU97115096A
Authority: RU
Inventors: А.М. Соловьев; А.М. Мартиросян; Н.И. Бондарев; В.И. Сергеев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Терса"
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: ball joint has housing, pin with ball head, first shell installed in housing and enclosing the ball head from side of its base, and second shell made on inner surface with longitudinal grooves and ring step and enclosing the ball head at opposite side of its base. It has also holder secured on housing, and protective hood. Ball head has flat pole surface. Second shell is provided with intersecting grooves on inner surface whose spaces are connected with spaces of longitudinal grooves of lower bearing. Holder is rigidly coupled with rolled in edge of inlet hole of housing. Shells are made of carbon-filled plastic Diameter of flat pole surface of ball head does not exceed half the diameter of ball bead. Second shell is provided with cavity, diameter not exceeding 3 mm, in center of its inner surface. EFFECT: simplified design of ball joint, improved reliability in operation when installed on lower or upper lever of automobile front suspension. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению. The invention relates to transport engineering.

Известен шаровой шарнир, содержащий цапфу с шаровой головкой и полюсной поверхностью, выполненной плоской [2]. Known ball joint containing a pin with a ball head and a pole surface made flat [2].

Недостатком известного шарнира является низкая надежность ввиду низкой плотности посадки шаровой головки, что приводит к быстрому износу шаровой опоры. A disadvantage of the known hinge is its low reliability due to the low density of the ball head, which leads to rapid wear of the ball joint.

В качестве наиболее близкого аналога принят сферический шарнир, который содержит корпус с кольцевой ступенькой на внутренней боковой поверхности, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый эластичный вкладыш, выполненный с наружным фланцем с кольцевой ступенькой на его внутренней поверхности, второй эластичный вкладыш, выполненный полусферической формы, ответной шаровой головке с канавками на его наружной поверхности, и фиксирующий элемент, установленный в корпусе со стороны пальца, а его фланец размещен на кольцевой ступеньке корпуса, второй вкладыш размещен на шаровой головке внутри первого вкладыша с возможностью контакта торца с кольцевой ступенькой и в контакте с фиксирующим элементом, с целью улучшения эксплуатационных возможностей путем автоматического поддержания гарантированной плотности посадки головки при обеспечении подачи смазки на головку от действия динамических нагрузок упомянутые канавки на наружной поверхности второго эластичного вкладыша расположены концентрично и перпендикулярны оси пальца [1]. As the closest analogue, a spherical hinge is adopted, which comprises a housing with an annular step on the inner side surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a first elastic insert made with an outer flange with an annular step on its inner surface, and a second elastic insert made hemispherical shape, a reciprocal ball head with grooves on its outer surface, and a fixing element mounted in the housing on the finger side, and its flange is placed on the ring st casing, the second liner is placed on the ball head inside the first liner with the possibility of contacting the end face with the annular step and in contact with the locking element, in order to improve operational capabilities by automatically maintaining the guaranteed head density while providing lubrication to the head from dynamic loads mentioned grooves on the outer surface of the second elastic liner are concentric and perpendicular to the axis of the finger [1].

Кроме того, фиксирующий элемент может быть выполнен в виде гайки. In addition, the locking element can be made in the form of a nut.

Недостатками этого сферического шарнира являются гарантированная плотность посадки головки в шарнире в процессе эксплуатации, преждевременный износ шарнира, низкое качество смазываемости шаровой головки, так как концентрические канавки в местах сопряжения ребер с фиксирующим элементом не сообщаются друг с другом и при воздействии динамических нагрузок в концентрических канавках, заполненных пластической смазкой, создаются разрывающие усилия на разрушение материала вкладыша, что ведет к быстрому износу сопрягающихся поверхностей. The disadvantages of this spherical hinge are the guaranteed tightness of the head in the hinge during operation, premature wear of the hinge, poor lubricity of the ball head, since the concentric grooves at the junctions of the ribs with the locking element do not communicate with each other and when exposed to dynamic loads in the concentric grooves filled with grease, breaking forces are created to destroy the liner material, which leads to rapid wear of mating surfaces.

Техническим результатом является увеличение износостойкости и срока службы шарнира. The technical result is to increase the wear resistance and service life of the hinge.

Это достигается тем, что в шаровом шарнире, содержащем корпус, палец с шаровой головкой, установленной в корпусе, первый вкладыш, охватывающий шаровую головку со стороны ее основания и выполненный на внутренней поверхности с продольными канавками и кольцевой ступенькой, второй вкладыш, охватывающий шаровую головку с противоположной стороны ее основания, обойму, закрепленную на корпусе и защитный чехол, согласно изобретению шаровая головка выполнена с плоской поверхностью со стороны второго вкладыша, который на внутренней поверхности выполнен с взаимоперекрещивающимися на полюсе канавками, сопряженными с полостями продольных канавок первого вкладыша, а обойма завальцована в корпус. Вкладыши шарнира выполнены из углепластика. Диаметр плоской поверхности равен не более половины диаметра шаровой головки. Второй вкладыш в центре внутренней поверхности выполнен с выемкой диаметром не более 3 мм. This is achieved by the fact that in a ball joint comprising a housing, a finger with a ball head installed in the housing, a first insert covering the ball head from the side of its base and made on the inner surface with longitudinal grooves and an annular step, a second insert covering the ball head with the opposite side of its base, a clip mounted on the housing and a protective cover, according to the invention, the ball head is made with a flat surface on the side of the second liner, which on the inner surface Full with vzaimoperekreschivayuschimisya pole grooves mating with the cavities of the first longitudinal grooves of the insert and holder seamed to the body. The hinge liners are made of carbon fiber. The diameter of the flat surface is not more than half the diameter of the ball head. The second liner in the center of the inner surface is made with a recess with a diameter of not more than 3 mm.

На фиг. 1 изображен предлагаемый шаровой шарнир, общий вид; на фиг. 2 - вкладыш шарового пальца, вид на внутреннюю поверхность. In FIG. 1 shows the proposed ball joint, General view; in FIG. 2 - liner of a spherical finger, view of the inner surface.

Шаровой шарнир (фиг.1) на конструкции состоит из цельноштампованного корпуса 1 с последующей установкой в корпус 1, вкладыша 4, внутренняя лопасть которого имеет на сферичной поверхности опорные площадки, разделенные вертикальными пазами, на цилиндрической поверхности утончение толщины на глубину паза, пальца 2, имеющего шаровую головку 3, на которой имеется плоская полюсная поверхность 10, вкладыша 7, внутренняя поверхность которого имеет опорные площадки, разделенные взаимоперпендикулярными пазами 11 и 12 (фиг.2) и обоймой 8, которая фиксирует сторону завальцовкой специальными выступами 13 в корпусе 1. Дополнительно устанавливается защитный чехол 9, внутренняя полость которого наполнена смазкой, и технологический чехол 16, обеспечивающий фиксацию положения защитного чехла 9 на шаровом пальце 2 и корпусе 1. The ball joint (Fig. 1) on the structure consists of a whole-stamped case 1 with subsequent installation in the case 1, the insert 4, the inner blade of which has supporting areas on a spherical surface, separated by vertical grooves, on a cylindrical surface, the thickness is thinning to the depth of the groove, finger 2, having a ball head 3, on which there is a flat pole surface 10, the liner 7, the inner surface of which has bearing pads, separated by mutually perpendicular grooves 11 and 12 (figure 2) and a holder 8, which fixes rolling it with special protrusions 13 in the housing 1. Additionally, a protective cover 9 is installed, the inner cavity of which is filled with grease, and a technological cover 16, which provides a fixation of the position of the protective cover 9 on the ball pin 2 and the housing 1.

На пальце 2 у основания шаровой головки 3 может устанавливаться втулка 14, предохраняющая от повреждения поверхность перехода от сильных ударов пальца 2 о кромку корпуса 1. A sleeve 14 can be mounted on the finger 2 at the base of the ball head 3, which protects the transition surface from damage from strong impacts of the finger 2 against the edge of the housing 1 from damage.

Вкладыши 4,7 изготавливают из углепластика или другого идентичного материала. Inserts 4.7 are made of carbon fiber or other identical material.

При сборке шарового шарнира во внутреннюю полость его корпуса 1 последовательно устанавливают обильно смазанный смазкой по внутренней поверхности вкладыша 4, после чего соответственно устанавливают палец 2, далее вкладышем 7, также обильно смазанным смазкой по внутренней поверхности, соответственно накладывают на свободную часть шаровой поверхности 3 пальца 2 и в завершение накладывают обойму 8 на наружную поверхность вкладыша 7 и под давлением производят завальцовку обоймы 8 в корпусе 1. When assembling the ball joint into the inner cavity of its body 1, successively install a grease lubricated on the inner surface of the liner 4, then install a finger 2, then the liner 7, also greased with grease on the inner surface, respectively, impose on the free part of the ball surface 3 of the finger 2 and finally, put the clip 8 on the outer surface of the liner 7 and under pressure produce rolling clips 8 in the housing 1.

Сборку завершают установкой защитного чехла 9, соответственно заполненный смазкой, зафиксированного на пальце 2 и корпусе 1, технологическим чехлом 16. The assembly is completed by installing a protective cover 9, respectively filled with grease, fixed on the finger 2 and the housing 1, the technological cover 16.

Предлагаемый шаровой шарнир служит шарнирным соединением верхнего и нижнего рычага со ступицей переднего колеса и обеспечивает работоспособность передней подвески, при возникающих нагрузках во время движения автомобиля. The proposed ball joint serves as a swivel of the upper and lower levers with the hub of the front wheel and ensures the operability of the front suspension in case of arising loads during the movement of the car.

Особенность предлагаемой конструкции шарового шарнира заключается в следующем: вкладыш 4 и вкладыш 7 изготовлены из углепластика; вкладыш 4 и вкладыш 7 во внутренней полости имеют по сферической поверхности, имеют уменьшенную поверхность контакта за счет специальных пазов, которые разделяют поверхность контакта шаровой головки пальца 2 на опорные поверхности, и одновременно служат накопителем смазки, тем самым обеспечивается самосмазка контактной поверхности; уменьшенная поверхность контакта шаровой головки 3 пальца 2 с вкладышем 4 и вкладышем 7 при сборке шарового шарнира позволяет уменьшить осевой и радиальный зазор между вкладышем 4 с вкладышем 7 и шаровой головки 3 пальца 2 за счет определенного давления установки обоймы 8 перед завальцовкой, и последующим после сборки шарового шарнира; плоская полюсная поверхность на шаровой головке 3 пальца 2 служит как накопитель смазки, так и при возникающих нагрузках и знакопеременных перемещений пальца 2 в замкнутой полости шарового шарнира во время движения автомобиля, под создающим давлением проталкивает смазку по пазу, тем самым обеспечивается смазка поверхности контакта шаровой головки 3 с подшипником 4 и вкладышем 7 за счет энергии динамических нагрузок на палец. A feature of the proposed design of the ball joint is as follows: insert 4 and insert 7 are made of carbon fiber; the liner 4 and the liner 7 in the inner cavity have a spherical surface, have a reduced contact surface due to special grooves that divide the contact surface of the ball head of the finger 2 into supporting surfaces, and at the same time serve as a lubricant accumulator, thereby providing self-lubrication of the contact surface; the reduced contact surface of the ball head 3 of the finger 2 with the liner 4 and the liner 7 when assembling the ball joint allows you to reduce the axial and radial clearance between the liner 4 with the liner 7 and the ball head 3 of the pin 2 due to a certain installation pressure of the cage 8 before rolling, and subsequent after assembly ball joint; the flat pole surface on the ball head 3 of the finger 2 serves as a lubricant accumulator, and when there are loads and alternating movements of the finger 2 in the closed cavity of the ball joint while the vehicle is moving, it pushes the lubricant along the groove under the creating pressure, thereby lubricating the contact surface of the ball head 3 with bearing 4 and liner 7 due to the energy of dynamic loads on the finger.

В соответствии с данным изобретением предложен простой по конструкции шаровой шарнир для передней подвески автомобиля, имеющий высокую технологичность при изготовлении и высокую надежность в эксплуатации. In accordance with this invention, a simple in design ball joint for the front suspension of a vehicle is provided, having high manufacturability and high operational reliability.

Claims

1. A ball joint comprising a housing, a finger with a ball head mounted in the housing, a first insert covering the ball head from the side of its base and made on the inner surface with longitudinal grooves and an annular step, a second insert covering the ball head from the opposite side relative to it the base, a clip mounted on the housing, and a protective cover, characterized in that the ball head is made with a flat surface on the side of the second liner, which is made on the inner surface with by grooves intersecting at the pole, mating with the cavities of the longitudinal grooves of the first insert, and the cage is rolled into the housing.

2. The hinge according to claim 1, characterized in that the liners are made of carbon fiber.

3. The hinge according to claim 1, characterized in that the diameter of the flat surface is not more than half the diameter of the ball head.

4. The hinge according to claim 1, characterized in that the second insert in the center of the inner surface is made with a recess with a diameter of not more than 3 mm