RU2114333C1

RU2114333C1 - Spherical joint

Info

Publication number: RU2114333C1
Application number: RU97115737/28A
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Смирнов; Николай Иванович Фомин
Original assignee: Борис Семенович Смирнов; Николай Иванович Фомин
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: joints for front suspensions of transport facilities. SUBSTANCE: spherical joint includes body, pin with spherical head fitted in body and spherical flexible insert with concentric grooves brought in communication by mean of grooves on its outer surface. Lower hemisphere of insert is provided with slots which form lobes. Inner surface of flexible insert is provided with meridional slots brought in line with above-mentioned slots. Flexible porous material is laid in slots between lobes. Mounted in body on side opposite to pin is locating member made in form of threaded plug. Inner lateral surface of body is provided with circular bore for additionally pressing the insert to spherical head. EFFECT: increased wear resistance and service life of joint. 2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается сферического шарнира передней подвески транспортного средства. The invention relates to a transport mechanical engineering and relates to a spherical joint of a front suspension of a vehicle.

Известен шаровой шарнир, выполненный методом штамповки из полосы и содержащий шаровую головку и корпус незамкнутого контура в виде охватывающей шаровую головку скобы, параллельные полки которой стянуты винтами [1]. Known ball joint made by stamping from a strip and containing a ball head and an open loop housing in the form of a bracket covering the ball head, parallel shelves of which are tightened with screws [1].

Недостатком известного шарнира является низкая надежность ввиду низкой плотности посадки шаровой головки в процессе эксплуатации при воздействии знакопеременных нагрузок, что влечет быстрый износ шаровой опоры, попадание в полость шарнира агрессивной среды, а это приводит к коррозии и быстрому износу шаровой опоры. A disadvantage of the known hinge is its low reliability due to the low density of the ball head during operation under the influence of alternating loads, which entails rapid wear of the ball joint, penetration of aggressive media into the joint cavity, and this leads to corrosion and 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 и в контакте с фиксирующим элементом, упомянутые канавки на наружной поверхности второго эластичного вкладыша расположены концентрично и перпендикулярны оси пальца. Кроме того, фиксирующий элемент может быть выполнен в виде гайки [2]. 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 a 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 annular upenke and in contact with the fixing member, said groove on the outer surface of the second flexible liner disposed concentrically and perpendicular to the pin axis. In addition, the locking element can be made in the form of a nut [2].

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, направленные 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 plastic grease, tearing forces are created aimed at the destruction of the material of the liner, which leads to rapid wear of the 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 сферическом шарнире, содержащем корпус с кольцевой ступенькой на его внутренней боковой поверхности, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, эластичный вкладыш сферической формы, ответной шаровой головке пальца, с концентрическими канавками на его наружной поверхности, а также фиксирующий элемент, установленный в корпусе со стороны, противоположной пальцу, и выполненный в виде резьбовой пробки, ввернутой в корпус, сферическая часть эластичного вкладыша с концентрическими канавками на его наружной поверхности дополнительно снабжена каналами, сообщающими упомянутые канавки между собой, на внутренней поверхности эластичного вкладыша выполнены меридиональные пазы, а в области нижней полусферы этого вкладыша - прорези, образующие лепестки, и совмещенные с упомянутыми меридиональными пазами, при этом на внутренней боковой поверхности корпуса дополнительно выполнена кольцевая проточка для создания дополнительного поджатия к шаровой головке в процессе эксплуатации. Кроме того, в области нижней полусферы эластичного вкладыша в прорезях между лепестками может быть размещен эластичный пористый материал. This is achieved by the fact that in a spherical hinge containing a housing with an annular step on its inner lateral surface, a finger with a ball head mounted in the housing, an elastic spherical insert, a reciprocal ball head of the finger, with concentric grooves on its outer surface, as well as a fixing an element installed in the housing from the side opposite the finger and made in the form of a threaded plug screwed into the housing, the spherical part of the elastic insert with concentric grooves on its outer surface the surface is additionally equipped with channels communicating the said grooves with each other, meridional grooves are made on the inner surface of the elastic insert, and in the region of the lower hemisphere of this insert are cuts forming petals, and combined with the said meridional grooves, an annular additionally made on the inner side surface of the housing a groove to create additional compression to the ball head during operation. In addition, in the region of the lower hemisphere of the elastic insert, elastic porous material can be placed in the slots between the petals.

На фиг. 1 изображен сферический шарнир, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - увеличенный узел 1, показанный на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - сравнительные схемы перетекания смазки в наиболее близком аналоге по патенту N 2029892 (A) и в предлагаемом изобретении (B); на фиг. 5 - 7 - выполнение эластичного вкладыша без пористого материала; на фиг. 8 - 10 - выполнение вкладыша с эластичным пористым материалом. In FIG. 1 shows a spherical hinge, general view, longitudinal section; in FIG. 2 is an enlarged assembly 1 shown in FIG. one; in FIG. 3 and 4 are comparative flow diagrams of a lubricant in the closest analogue of the patent N 2029892 (A) and in the present invention (B); in FIG. 5 - 7 - the implementation of the elastic liner without porous material; in FIG. 8 - 10 - the implementation of the liner with elastic porous material.

Сферический шарнир содержит палец 1 с шаровой головкой 2 и расположенный между ней и внутренней боковой поверхностью корпуса 3 эластичный вкладыш 4. При этом на внутренней боковой поверхности корпуса 3 имеется кольцевая ступенька 6. Эластичный вкладыш 4 шарового пальца 1 представляет собой сферическую оболочку, срезанную по плоскости в нижней части. The spherical hinge comprises a finger 1 with a ball head 2 and an elastic insert 4 located between it and the inner side surface of the housing 3. In this case, an annular step 6 is provided on the inner side surface of the housing 3. The elastic insert 4 of the spherical finger 1 is a spherical shell cut along a plane in the lower part.

Фиксирующий элемент 12 выполнен в виде резьбовой пробки и обеспечивает возможность дополнительного поджатия эластичного вкладыша 4 за счет выполнения кольцевой проточки 11. The locking element 12 is made in the form of a threaded plug and provides the possibility of additional preloading of the elastic insert 4 due to the execution of the annular groove 11.

В нижней полусфере вкладыша 4 имеется шесть прорезей 5, выполненных радиально по ее окружности, заканчивающихся на экваторе, при этом на внутренней поверхности вкладыша 4 выполнены меридиональные пазы 7 и центральное отверстие 8. Прорези 5 совмещены с меридиональными пазами 7 и сообщены с центральным отверстием 8, которое на внешней поверхности вкладыша 4 сообщено с концентрическими канавками 9, сообщающимися каналами 10 между собой. В области нижней полусферы вкладыша 4 в прорезях 5 между лепестками размещен эластичный пористый материал (фиг. 8). При этом в корпусе дополнительно выполнена кольцевая проточка 11, создающая возможность дополнительного поджатия эластичного вкладыша 4 к шаровой головке 2, что обеспечивает уменьшение зазоров в процессе эксплуатации и тем самым увеличивает срок службы сферического шарнира. In the lower hemisphere of the liner 4 there are six slots 5, made radially around its circumference, ending at the equator, while on the inner surface of the liner 4 there are meridional grooves 7 and a central hole 8. The slots 5 are aligned with the meridional grooves 7 and communicated with the central hole 8. which on the outer surface of the liner 4 is communicated with concentric grooves 9, communicating channels 10 with each other. In the region of the lower hemisphere of the insert 4 in the slots 5 between the petals is placed an elastic porous material (Fig. 8). At the same time, an annular groove 11 is additionally made in the housing, which makes it possible to additionally compress the elastic insert 4 to the ball head 2, which reduces the gaps during operation and thereby increases the service life of the spherical hinge.

На фиг. 3 и 4 обозначено: P_изб - избыточное давление в концентрических канавках эластичного вкладыша, возникающее из-за динамических нагрузок на шарнир и, как следствие, воздействующее на тело вкладыша и фиксирующий элемент; F_д - сила динамическая от шаровой головки; F_п - сила прижатия фиксирующего элемента. Стрелками на фиг. 4 показана схема перетекания смазки при снятии нагрузки F_д на шаровую опору (туда и обратно) вследствие воздействия динамических нагрузок на шарнир.In FIG. 3 and 4 are indicated: P _huts - overpressure in the concentric grooves of the elastic insert, arising due to dynamic loads on the hinge and, as a result, acting on the insert body and the fixing element; F _d - dynamic force from the ball head; F _p - the pressing force of the locking element. The arrows in FIG. 4 shows a diagram of the flow of lubricant when removing the load F _d on the ball bearing (there and back) due to the impact of dynamic loads on the hinge.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить износостойкость и срок службы сферического шарнира при эксплуатации его в передней подвеске транспортного средства. Thus, the invention allows to increase the wear resistance and service life of the spherical joint when operating it in the front suspension of the vehicle.

Claims

A spherical hinge comprising a housing with an annular step on its inner side surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a spherical elastic insert, a reciprocal ball head of the finger, with concentric grooves on its outer surface, as well as a fixing element mounted in the housing with the side opposite the finger, and made in the form of a threaded plug screwed into the housing, characterized in that the spherical part of the elastic liner with concentric grooves on its outer surface In addition, it is equipped with channels communicating the said grooves with each other, meridional grooves are made on the inner surface of the elastic insert, and grooves forming petals in the region of the lower hemisphere of this insert, and combined with the said meridional grooves, an annular ring is additionally made on the inner side surface a groove to create additional preload of the liner to the ball head during operation.

2. The hinge according to claim 1, characterized in that in the region of the lower hemisphere of the elastic insert, elastic porous material is placed in the slots between the petals.