Универсальный шаровой шарнир

(71) Заявитель Недиков Владимир Петрович(72) Автор Недиков Владимир Петрович(73) Патентообладатель Недиков Владимир Петрович(57) 1. Универсальный шаровый шарнир, содержащий монолитный корпус, палец с шаровой головкой, установленный в посадочное место корпуса, и полимерный вкладыш, установленный между ними, отличающийся тем, что внутренняя поверхность посадочного места корпуса снабжена участками в форме различных геометрических фигур, выполненных в виде усеченных конусов и цилиндров, и выточек, расположенных под определенным углом по отношению к вертикальной оси корпуса шаровой опоры, а наружная поверхность полимерного вкладыша снабжена выступами, внешняя поверхность которых представляет собой ответную часть выточек внутренней поверхности корпуса. 2. Универсальный шаровый шарнир по п. 1, отличающийся тем, что в полимерном вкладыше отсутствуют смазочное канавки со стороны его внутренней сферической поверхности, а материал вкладыша модифицирован веществом, снижающим коэффициент трения шарнира. 1565 Предлагаемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается сферического шарнира передней подвески транспортных средств. В настоящее время все, в основном, шаровые опоры характеризуются наличием корпуса с присоединительным фланцем, пальца и чехла. Так известна шаровая опора, корпус которой выполнен листовой штамповкой из двух металлических пластин в форме крышек треугольных очертаний со скругленными гранями и углами. В средней части этих крышек выполнены полусферические выштамповки для установки пальца в одной из них. Палец выполнен в форме стержня округлой формы, характеризующегося сочетанием конической и цилиндрической резьбовых частей. После установки головки пальца в полусферические выштамповки обе пластины корпуса свариваются контактной сваркой 1. Однако в данной конструкции быстро образуется зазор по контуру сваренных между собой крышек, через который в полость шарнира проникает пыль, вода и т.д. в процессе эксплуатации, что приводит к преждевременному износу изделия. Близким к заявляемому техническому решению является техническое решение производственного объединения Трек, выпускающего шаровые опоры, имеющие цельнокованый корпус, внутри которого размещена сфера шарового пальца. Между сферической поверхностью пальца и корпусом установлен подшипник, выполненный из полимера. Снаружи шарнир закрыт чехлом из резины 2. Наиболее близким к заявляемому техническому решению, взятым в качестве прототипа,является техническое решение, в котором описан шаровый шарнир, имеющий палец со сферической головкой, установленный в гнезде цельнокованого корпуса, а также вкладыш,зафиксированный в процессе сборки шарнира стенкой гнезда корпуса между сферической поверхностью пальца и внутренней поверхностью гнезда корпуса. Вкладыш выполнен из упруго-пластичного материала в виде усеченной сферической оболочки с продольными прорезями от торца усеченной части за экваториальное сечение вкладыша для образования лепестков, необходимых для предварительного монтажа пальца и вкладыша без разрушения последнего 3. Однако все указанные выше технические решения имеют ряд недостатков имеются случаи проворота вкладыша в процессе сборки и работы внутри корпуса недостаточно высокая нагрузочная способность вкладыша из-за наличия канавок на его поверхности,материал вкладыша - полиамид, модифицированный угольными волокнами, поэтому коэффициент трения в паре палец-вкладыш достаточно высок, что приводит к эпизодическому скрипу шарнира при его работе в автомобиле при установке шарнира в качестве нижней шаровой опоры передней подвески автомобилей не всегда выдерживается требуемое усилие вырыва шарового пальца, что может привести к аварийной ситуации на дороге. Таким образом, задачей создания предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков. Поставленная задача решается тем, что универсальный шаровый шарнир, содержащий монолитный корпус с полусферическим посадочным местом под головку пальца, палец с шаровой головкой, установленный в посадочном месте корпуса, и полимерный вкладыш,установленный между ними, отличается тем, что внутренняя поверхность корпуса снабжена участками в форме различных геометрических фигур, отличных от сферической, например, в виде усеченных конусов и цилиндров, и выточками (например, сферическими),расположенными под определенным углом по отношению к вертикальной оси корпуса шаровой опоры, а наружная поверхность полимерного вкладыша снабжена выступами,внешняя поверхность которых представляет собой ответную часть выточек внутренней поверхности корпуса, причем вкладыш выполнен из модифицированного полиамида, пропитанного веществом, снижающим коэффициент трения шарнира шаровой опоры, и выполнен без канавок. Сборка шарового шарнира производится методом холодной пластической деформации нижней части корпуса. 2 1565 Указанные отличительные особенности предлагаемой конструкции позволяют устранить проворот вкладыша в процессе сборки и работы шарнира вокруг его вертикальной и горизонтальной осей повысить уровень нагрузочной способности вкладыша за счет более плотного и равномерного прилегания его внутренней поверхности к сферической поверхности пальца из-за отсутствия канавок на внутренней сфере вкладыша, причем канавки для смазки на внутренней поверхности вкладыша были устранены в результате применения полиамида, модифицированного материалом, снижающим коэффициент трения в паре палец-вкладыш. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет заявить, что предлагаемое техническое решение имеет ряд конструктивных изменений, позволяющих достигнуть поставленной цели, что соответствует таким критериям полезной модели, как новизна и изобретательский уровень. На фиг. 1 - изображен вертикальный разрез шарового шарнира на фиг. 2 - изображен корпус шарнира на фиг. 3 - изображен вкладыш шарнира. Корпус 1 (фиг. 1, 2) предлагаемого шарового шарнира транспортного средства выполнен цельнокованым, его внутренняя поверхность (посадочное место для шара пальца) снабжена участками в форме различных геометрических фигур. В нашем случае, если смотреть слева направо, будет плоскость-конус-цилиндр-конус. Кроме того, внутренняя поверхность корпуса 1 имеет выточки, расположенные, в нашем случае, под углом 120 градусов к вертикальной оси корпуса, в которых расположены выступы 3 (фиг. 1) вкладыша 5, размещенного, в свою очередь, между посадочным местом корпуса 1 и головкой шарового пальца 4 (фиг. 1). Наружная поверхность выступов вкладыша (фиг. 1, 3) представляет собой ответную часть выточек корпуса (фиг. 2) (в нашем случае - полусферических) (фиг. 1, 3) и размещена в них, что исключает проворот вкладыша 5 вокруг вертикальной оси шарнира при вращении шарового пальца. Шаровый палец изготовлен из стали типа 38 ХГНМ методом холодной высадки с последующей мехобработкой, а резьба на нем выполнена накаткой во избежание разрыва структуры металла. Снаружи корпус 1 закрыт резиновым чехлом (на чертеже не показан). На фиг. 3 изображено сечение вкладыша, который выполнен из модифицированного полиамида в виде усеченной оболочки с продольными прорезями от торца усеченной части за экваториальное сечение вкладыша для образования лепестков, необходимых для предварительного монтажа пальца и вкладыша без разрушения последнего. Внутренняя поверхность вкладыша представляет собой усеченную сферу наружная поверхность выполнена в виде совокупности усеченных конусов, цилиндра с расположенными на наружной поверхности выступами, являющимися сопрягаемыми поверхностями с расточками в корпусе. Проведенные испытания в фирме Автон г. Воронеж дали положительные результаты работы, что подтверждает такой критерий полезной модели, как промышленная применимость предлагаемой конструкции. Работа предлагаемого технического решения осуществляется при движении транспортного средства, в его подвеске. При работе элементы шаровой опоры, такие как корпус,вкладыш и шаровый палец подвергаются большим нагрузкам и, следовательно, быстро изнашиваются. Внесенные конструктивные изменения позволяют продлить срок службы предлагаемой конструкции. Положительный эффект при этом выражается в устранении проворота вкладыша вокруг вертикальной и горизонтальной осей шарнира в процессе сборки и работы шаровой опоры, увеличении нагрузочной способности самого вкладыша,увеличении усилия вырыва шарового пальца из корпуса шаровой опоры. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.