Кульовий шарнір

Реферат: Кульовий шарнір містить напрямний елемент у вигляді кулі із надтвердого матеріалу та охоплюючі елементи у вигляді нижньої рамки для кріплення вихідного вала та верхньої рамки з виступами U-подібної форми, які охоплюють напрямну кулю, що з'єднані з привідним та вихідним валами і взаємодіють з поверхнею кулі через сферичні тіла кочення. Тіла кочення встановлені у спеціальних меридіональних замкнутих пазах, кількістю щонайменше від одного до трьох, з можливістю циркуляції. UA 117361 U (12) UA 117361 U UA 117361 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, в т.ч. транспортного, до конструкцій кульових шарнірів і способів їх виготовлення та може бути використана в підвісках транспортних засобів , в механізмах паралельної кінематики. Відома кульова опора, яка має поворотні вкладиші, всередині яких розташовані кульки з пружиною (див. Авторське свідоцтво СРСР № 551454, опубл. 25.03.1977 р., Андронов М.М., Дмитрієв А.С., МПК F16С 11/06). Між кульовим тілом і поворотними вкладишами розміщені кількома рядами кульки, укладені в бігові доріжки, які утворені частково на опуклій сферичній поверхні виступів кульового тіла. Загальним недоліком цієї опори є складність виготовлення та недостатня жорсткість конструкції. Для спрощення конструкції необхідно спростити геометричні форми робочих поверхонь зовнішніх та внутрішніх елементів та виконаних на них бігових доріжок, а також зменшити кількість цих бігових доріжок Відомий сферичний шарнір по патенту РФ № 2114333 (Смирнов Б.С. Фомін Н.И., опубл. 27.06.1998 p., МПК МПК F16С 11/06), який містить корпус, палець з кульовою головкою, встановлений в корпусі, еластичний вкладиш сферичної форми з концентричними канавками, які сполучаються між собою за допомогою канавок на його зовнішній поверхні. В області нижньої півсфери вкладиша виконані прорізи, що утворюють пелюстки. На внутрішній поверхні еластичного вкладиша виконані меридіональні пази, суміщені з цими прорізами. Між пелюстками в прорізах між ними розміщений еластичний пористий матеріал. У корпусі з боку, протилежного пальцю, встановлений фіксуючий елемент у вигляді різьбовій пробки. На внутрішній бічній поверхні корпуса виконана кільцева проточка для створення додаткового підтискання вкладиша до кульової головки. Загальним недоліком цієї опори є низька надійність через низької щільності посадки кульової головки в процесі експлуатації при впливі знакозмінних навантажень, що тягне швидкий знос кульової опори, потрапляння в порожнину шарніра агресивного середовища, а це призводить до корозії і швидкого зносу кульової опори. Найбільш близькою за технічною суттю до заявленої корисної опори (найближчий аналог) є шарова опора, яка має як робочий елемент кульову поверхню і розташовані навколо неї в сферичній поверхні нерухомої основи ролики (див. Walzgelagertes Kugelgelenk, патент DE № 19719619, F16С 11/06, опубл. 12.11.1998 p., Helmut Bode, заявник Schaeffler Waelzlager Ohg). Загальним недоліком цієї конструкції є те, що ролики розташовані по всій поверхні, що призводить до нераціональне розташування сил. А також недоліками цього сферичного шарніра є гарантована щільність посадки головки в шарнірі в процесі експлуатації, передчасний знос шарніра, низька якість смащуваності кульової головки, так як концентричні канавки в місцях сполучення ребер з фіксуючим елементом не об'єднані один з одним і при дії динамічних навантажень в концентричних канавках, заповнених пластичної мастилом, створюються розриваючі зусилля, спрямовані на руйнування матеріалу вкладиша, що веде до швидкого зносу сполучаються поверхонь. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення конструкції, щоб забезпечити жорсткість конструкції, а також підвищити зносостійкість. Поставлена задача вирішується тим, що кульова опора містить напрямний елемент у вигляді кулі із надтвердого матеріалу та охоплюючі елементи у вигляді нижньої рамки 2 для кріплення вихідного вала та верхньої рамки 3 з виступами U-подібної форми, які охоплюють напрямну кулю, що з'єднані з привідним та вихідним валами і взаємодіють з поверхнею кулі через сферичні тіла кочення, а тіла кочення встановлені у спеціальних меридіональних замкнутих пазах, кількістю щонайменше один, з можливістю циркуляції за рахунок чого збільшується зносостійкість кульової опори. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено зовнішній вигляд кульового шарніра в аксономерії, на фіг. 2 - вид на кульовий шарнір збоку, на фіг. 3-11 варіанти конструктивного виконання кульового шарніра, на фіг. 3, 4, 5 - поперечний переріз А-А кульового шарніра з двома, трьома та чотирма меридіональними пазами, на фіг. 6, 7, 8 - переріз Б-Б по фіг. 3, на фіг. 9, 10, 11 - переріз В-В по фіг. 3. Кульовий шарнір містить напрямну кулю 1 з надтвердого матеріалу, охоплюючі елементи у вигляді нижньої рамки 2 для кріплення вихідного вала (на кресл. не показаний) та верхньої рамки 3 з виступами U-подібної форми, які охоплюють напрямну кулю. В кожному виступі верхній рамці виконані меридіональні замкнуті пази, щонайменше один, в яких розміщені тіла кочення в вигляді кульок 4. Кульки 4 розміщуються між напрямною кулею та виступами верхньої рамки та фіксуються від випадіння в меридіональних пазах гвинтом 4 та гайкою 5. Вся конструкція кульового шарніра закрита гофрованим захисним кожухом для захисту від попадання забруднення і тим самим збільшує термін роботи кульового шарніра. 1 UA 117361 U 5 10 Кульовий шарнір збирають так. Спочатку споряджають тілами кочення меридіональні замкнуті пази з однієї сторони виступами U подібної форми верхньої рамки 3, які охоплюють напрямну кулю, а потім з іншої сторони виступів U-подібної форми через отвори для гвинта 4 розміщують в пазах інші тіла кочення та фіксують гайкою 5. Таке виконання забезпечує збільшення зносостійкості і терміну служби шарніра. Таким чином, корисна модель дозволяє збільшити зносостійкість і термін служби сферичного шарніра при його експлуатації. Джерела інформації 1. Авторське свідоцтво № 551454 СРСР, МПК F16С 11/06. Кульова опора/ Андронов М.М., Дмитрієв А.С., Опубл. 25.03.1977 р., БИ № 1. 2. Патент № 2114333 РФ, МПК F16С 11/06. Сферический шарнир / Смирнов Б.С., Фомін Н.И., опубл. 27.06.1998 р., Би № 7. 3. Walzgelagertes Kugelgelenk патент ФРН DE № 19719619, МПК F16С 11/06, опубл. 12.11.1998 р., Helmut Bode, заявник Schaeffler Waelzlager Ohg). 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Кульовий шарнір, що містить напрямний елемент у вигляді кулі із надтвердого матеріалу та охоплюючі елементи у вигляді нижньої рамки для кріплення вихідного вала та верхньої рамки 3 з виступами U-подібної форми, які охоплюють напрямну кулю, що з'єднані з привідним та вихідним валами і взаємодіють з поверхнею кулі через сферичні тіла кочення, який відрізняється тим, що тіла кочення встановлені у спеціальних меридіональних замкнутих пазах, кількістю щонайменше від одного до трьох, з можливістю циркуляції. 2. Кульовий шарнір за п. 1, який відрізняється тим, що тіла кочення встановлені у спеціальних концентричних пазах кількістю щонайменше від одного до трьох, з можливістю циркуляції. 2 UA 117361 U 3 UA 117361 U 4 UA 117361 U 5 UA 117361 U 6 UA 117361 U 7 UA 117361 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8