RU2127834C1

RU2127834C1 - Spherical joint

Info

Publication number: RU2127834C1
Application number: RU98106488A
Authority: RU
Inventors: Ф.М. Габдулхаков; И.Т. Хайруллин; Ю.П. Прядильщиков; В.А. Романеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Автонормаль"; Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-03-20

Abstract

FIELD: transport engineering; spherical joints for front wheel suspensions. SUBSTANCE: insert and body are made with shifted center; center of outer sphere of first insert and inner sphere of body is shifted relative to center of heat of ball pin, thus ensuring higher elasticity of first insert and consequently more tight crimping of sphere of ball pin head. Shift of centers of two sphere provides for reliable keeping of ball pin head in body. Body is provided with circular cavity which ensures tight encircling of sphere of ball pin head by inserts after flaring-out in fitting the locking member. Second insert has hemispherical form and is provided with grooves. Inner concave surface of second insert have meridional slots. EFFECT: operational capabilities and enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается сферического шарнира передней подвески транспортных средств. The invention relates to mechanical engineering and relates to a spherical joint of the front suspension of vehicles.

Известен шаровой шарнир с вмонтированными между головкой шарового пальца и корпусом вкладышами из эластичных искусственных материалов, которые одним концом крепятся на корпусе и устанавливаются другим концом на внутреннем основании корпуса (см. заявку DE 3530633 кл. F 16 C 11/06). Known ball joint mounted between the head of the ball finger and the body liners of elastic artificial materials, which are attached at one end to the housing and installed at the other end on the inner base of the housing (see application DE 3530633 class. F 16 C 11/06).

Однако известный шарнир имеет следующие недостатки:
- шарнир работоспособен только при наложении нагрузок в одном направлении, в направлении вкладыша 4,
- вкладыш 5 не облегает плотно головку шарового пальца,
- в случае обжатия корпуса у торца вкладыша 5 возникает возможность его разрушения, в результате чего произойдет заклинивание шарнира,
- сложная сборка конструкции, т.е. установка шарового пальца в корпус,
- при сборке шарнира необходимо специальное оборудование, обеспечивающее контроль обжатия верхней части шаровой головки.However, the known hinge has the following disadvantages:
- the hinge is functional only when applying loads in one direction, in the direction of the liner 4,
- the liner 5 does not fit tightly on the head of the ball finger,
- in the case of compression of the housing at the end of the liner 5 there is a possibility of its destruction, as a result of which the hinge will jam,
- complex assembly of the structure, i.e. installation of a spherical finger in the body,
- when assembling the hinge, special equipment is required to ensure control of the compression of the upper part of the ball head.

Наиболее близким техническим решением по существу является сферический шарнир, содержащий корпус с кольцевой ступенькой на внутренней боковой поверхности, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый эластичный вкладыш, выполненный с наружным фланцем и с кольцевой ступенькой на его внутренней поверхности, второй эластичный вкладыш, выполненный полусферической формы, ответной шаровой головке с канавками на его наружной поверхности, выполненными концентрично в плоскостях, расположенных перпендикулярно оси пальца, и фиксирующий элемент в виде гайки, установленный в корпусе со стороны, противоположной пальцу (см. патент РФ 2029895 кл. F 16 C 11/06, 27.02.95). The closest technical solution is essentially a spherical hinge comprising 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 and with an annular step on its inner surface, a second elastic insert, made hemispherical in shape, a reciprocal ball head with grooves on its outer surface, made concentrically in planes located perpendicular to the axis of the finger, and fix uyuschy element in the form of a nut mounted in the part of the housing opposite to the finger (see. Russian patent 2029895 cl. F 16 C 11/06, 27.02.95).

Однако известное решение имеет ряд недостатков: сложная технология изготовления всего шарнира, сферическая часть первого вкладыша не обеспечивает достаточно плотное облегание сферической части шаровой головки, канавки во втором вкладыше, выполненные перпендикулярно оси пальца, создают участки концентратора напряжения в местах наибольшего утонения, которые при эксплуатационных нагрузках приведут к разрушению вкладыша, а при наложении динамических нагрузок возникает вероятность выпадания шарового пальца из корпуса, в результате чего создается аварийная ситуация. However, the known solution has several drawbacks: the complex manufacturing technology of the entire hinge, the spherical part of the first shell does not provide a sufficiently tight fit to the spherical part of the ball head, grooves in the second shell, perpendicular to the axis of the finger, create sections of the stress concentrator in places of greatest thinning, which under operational loads will lead to the destruction of the liner, and when dynamic loads are applied, there is a chance that the ball pin will fall out of the housing, resulting in o An emergency is created.

Задача изобретения - улучшение эксплуатационных возможностей путем автоматического поддержания гарантированной плотности посадки шаровой головки и повышение надежности шарнира. The objective of the invention is to improve operational capabilities by automatically maintaining a guaranteed tightness of the ball head and increasing the reliability of the hinge.

Поставленная задача решена тем, что вкладыш и корпус выполнены со смещенным центром, где центр наружной сферы первого вкладыша и внутренней сферы корпуса смещен относительно центра головки шарового пальца, что позволяет получить большую эластичность первого вкладыша и соответственно более плотное обжатие сферы головки шарового пальца. Смещение центров двух сфер обеспечивает максимальное удержание головки шарового пальца в корпусе. The problem is solved in that the liner and the housing are made with a displaced center, where the center of the outer sphere of the first liner and the inner sphere of the housing are displaced relative to the center of the head of the ball finger, which allows to obtain greater elasticity of the first liner and, accordingly, a denser compression of the sphere of the ball head of the finger. The displacement of the centers of the two spheres provides maximum retention of the ball head in the housing.

В корпусе выполнена кольцевая полость, которая после завальцовки обеспечивает плотное облегание сферы головки шарового пальца вкладышами при установке фиксирующего элемента. An annular cavity is made in the housing, which, after rolling, provides a tight fit to the sphere of the ball head of the ball pin with inserts when the fixing element is installed.

Второй вкладыш выполнен полусферической формы. На втором вкладыше выполнены канавки, образующие поверхности которых повторяют поверхность головки шарового пальца, в результате чего гарантируется равномерный обхват сферы головки шарового пальца в процессе восприятия радиальных нагрузок шарниром. На внутренней вогнутой поверхности второго вкладыша выполнены меридиальные пазы. Сущность изобретения заключается в том, что сферический шарнир, содержащий корпус со сферической внутренней поверхностью, палец с шаровой головкой, установленный в корпусе, первый вкладыш, выполненный с кольцевой ступенькой на наружной сферической поверхности, второй вкладыш полусферической формы с канавками на его наружной поверхности и фиксирующий элемент, установленный в корпусе, согласно изобретению фиксирующий элемент завальцован в корпусе, а центры наружной сферической поверхности первого вкладыша и внутренней сферической поверхности корпуса смещены относительно центра шаровой головки пальца. The second liner is made hemispherical in shape. Grooves are made on the second insert, the forming surfaces of which repeat the surface of the ball finger head, as a result of which the uniform girth of the ball finger head sphere is guaranteed in the process of absorbing radial loads by the hinge. Meridial grooves are made on the inner concave surface of the second liner. The essence of the invention lies in the fact that a spherical hinge comprising a housing with a spherical inner surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a first insert made with an annular step on the outer spherical surface, a second hemispherical insert with grooves on its outer surface and fixing an element mounted in the housing, according to the invention, the fixing element is rolled in the housing, and the centers of the outer spherical surface of the first liner and the inner spherical surface The surface of the body is offset from the center of the ball head of the finger.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид сферического шарнира в продольном разрезе, на фиг. 2 - вкладыши и на фиг. 3 - корпус с фиксирующим элементом. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spherical hinge; FIG. 2 - liners and in FIG. 3 - housing with a locking element.

Шарнир содержит палец 1 с шаровой головкой 2 и расположенные между ней и внутренней стенкой 3 два эластичных вкладыша 4 и 5. Вкладыш 4 размещен на шаровой головке 2 со стороны пальца, имеет наружную сферическую 6 и внутреннюю сферическую 7, а также цилиндрическую 8 части. Вкладыш 5, выполненный полусферической формы, ответной шаровой головке 2 и размещенной на ней, имеет центральное отверстие 9, наружный кольцевой фланец 10 и кольцевые ребра, образующие канавки 11, при этом они расположены концентрично, причем образующие их повторяют сферу шаровой головки. Осевое посадочное усилие зон сопряжения вкладышей 4 и 5 обеспечивает фиксирующий элемент 12, установленный в корпусе 4 со стороны, противоположной пальцу, сферическая вогнутость которого находится в контакте с выпуклой поверхностью вкладыша. При сборке шарнира в полость его корпуса 3 последовательно вставляют вкладыш 4, после чего через центральное отверстие в нем пропускают палец 1 до контакта его шаровой головки 2 с внутренней сферической поверхностью части 7. После этого через полость корпуса 3 вводят вкладыш 5, предварительно заполнив полость "c" смазкой. Затем устанавливают фиксирующий элемент 12 в кольцевую полость корпуса 3 и завальцовывают так, чтобы усилие, действующее на вкладыши, обеспечивало плотность посадки головки. Сборку оканчивают, устанавливая заполненный смазкой чехол со стороны пальца (не показано). The hinge contains a finger 1 with a ball head 2 and two elastic liners 4 and 5 located between it and the inner wall 3. The liner 4 is placed on the ball head 2 on the finger side, has an outer spherical 6 and an inner spherical 7, as well as a cylindrical 8 part. An insert 5 made of a hemispherical shape, the reciprocal ball head 2 and placed on it, has a central hole 9, an outer annular flange 10 and annular ribs forming grooves 11, while they are concentric, and their generators repeat the sphere of the ball head. The axial landing force of the mating zones of the liners 4 and 5 provides a locking element 12 mounted in the housing 4 from the side opposite the finger, the spherical concavity of which is in contact with the convex surface of the liner. When assembling the hinge, the insert 4 is sequentially inserted into the cavity of its body 3, after which the finger 1 is passed through the central hole in it until its ball head 2 contacts the inner spherical surface of part 7. After that, the insert 5 is inserted through the cavity of the body 3, after filling the cavity " c "lubricated. Then, the fixing element 12 is installed in the annular cavity of the housing 3 and rolled so that the force acting on the liners ensures a tight fit of the head. The assembly is completed by installing a grease-filled cover on the finger side (not shown).

Предлагаемый сферический шарнир работает следующим образом. Во время работы, шаровой палец 2 сферического шарнира, установленный в подвеске транспортного средства, испытывает на себе действие знакопеременных динамических нагрузок, которые передаются головкой 2 на вкладыши 34 и 5, оказывая на них радиальные и продольные воздействия. Эти нагрузки стремятся нарушить плотность посадки шаровой головки в шарнире и воспринимаются участками взаимных сопряжений, вкладыши 4 и 5 - корпус 3, ребра канавок вкладыша 5 - фиксирующий элемент 12. The proposed spherical joint works as follows. During operation, the ball finger 2 of the spherical hinge installed in the vehicle suspension experiences the effect of alternating dynamic loads, which are transferred by the head 2 to the liners 34 and 5, exerting radial and longitudinal effects on them. These loads tend to violate the tightness of the ball head in the hinge and are perceived by the areas of mutual mating, liners 4 and 5 - the housing 3, the ribs of the grooves of the liner 5 - the locking element 12.

При этом смазка на шаровой головке в виде пленочного слоя распределяется из полости "c" через меридиальные пазы во втором вкладыше к головке. Фланец 10, перемещаясь в цилиндрической части 8 вкладыша 4 за счет ограничения фиксирующим элементом 12, ребер канавок 11 и вкладыша 5, работает с постоянным обхватом шаровой головки 2. In this case, the lubricant on the ball head in the form of a film layer is distributed from the cavity "c" through the meridional grooves in the second insert to the head. The flange 10, moving in the cylindrical part 8 of the liner 4 due to the restriction of the locking element 12, the ribs of the grooves 11 and the liner 5, works with a constant girth of the ball head 2.

Таким образом смазка осуществляется в автоматическом режиме. Thus, lubrication is carried out automatically.

Использование данного сферического шарнира позволит улучшить эксплуатационные возможности путем автоматического поддержания гарантированной плоскости посадки шаровой головки пальца при обеспечении автоматической подачи смазки из масляной полости на шаровую головку пальца в процессе работы, кроме того, увеличит максимальное удержание шаровой головки в корпусе. The use of this spherical hinge will improve operational capabilities by automatically maintaining the guaranteed landing plane of the ball head of the finger while ensuring automatic supply of lubricant from the oil cavity to the ball head of the finger during operation, in addition, will increase the maximum retention of the ball head in the housing.

Claims

A spherical hinge comprising a housing with a spherical inner surface, a finger with a ball head mounted in the housing, a first insert made with an annular step on the outer spherical surface, a second hemispherical insert with grooves on its outer surface and a fixing element mounted in the housing, characterized the fact that the fixing element is rolled in the housing, and the centers of the outer spherical surface of the first liner and the inner spherical surface of the housing are displaced relative to the cent a ball head pin.