вкладыш шарового шарнира

Формула изобретения

1. Вкладыш шарового шарнира, выполненный из термопластичного материала со сферической наружной и сферической внутренней поверхностями и усеченным с торца, с фиксирующими выступами на наружной сферической поверхности вкладыша для его фиксации в корпусе шарового шарнира, отличающийся тем, что вкладыш выполнен составным по линии своего экваториального диаметра и образован из сплошной полусферической части и сплошного усеченного полусферического кольца, при этом сферические внутренние поверхности сплошной полусферической части вкладыша и сплошного полусферического кольца вкладыша выполнены гладкими, высота сплошного усеченного полусферического кольца выбрана в пределах 0,19 - 0,34 от внутреннего диаметра вкладыша, при этом составные части вкладыша шарового шарнира выполнены из термопластичного антифрикционного, износостойкого композиционного материала на основе алифатического полиамида или полипропилена, содержащего от 4,5 до 32 мас.% полиэтилена, а в качестве упрочнителя 10,1 - 14,95 мас.% крученого низкомодульного углеродного волокна на основе гидратцеллюлозы или некрученого высокомодульного углеродного волокна на основе полиакрилнитрила.

2. Вкладыш шарового шарнира по п.1, отличающийся тем, что на наружной сферической поверхности сплошной полусферической части вкладыша выполнено от 4 до 8 фиксирующих выступов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к вкладышам шарового шарнира передней подвески транспортных средств.

Известен вкладыш шарового шарнира, выполненный из термопластичного материала со сферической наружной и сферической внутренней поверхностями и усеченным с торца, с фиксирующими выступами на наружной сферической поверхности вкладыша для его фиксации в корпусе шарового шарнира (см. патент РФ 2016277, МПК F 16 C 11/06, 1992 г.).

Однако известной конструкции вкладыша шарового шарнира присущи следующие недостатки:

1. низкая износостойкость, обусловленная присутствием в зоне трения по прорезям вкладыша материала заливки шарового шарнира-фенопласта, который обладает высоким коэффициентом трения по материалу сферической головки пальца и работает как образив на рабочей поверхности сферической головки, что в свою очередь снижает ресурс эксплуатации шарового шарнира;

2. недостаточные прочность и упругие характеристики материала вкладыша.

Технической задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков и создание вкладыша шарового шарнира с высокими антифрикционными и прочностными характеристиками при одновременном повышении ресурса его эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что во вкладыше шарового шарнира, выполненном из термопластичного материала со сферической наружной и сферической внутренней поверхностями и усеченным с торца, с фиксирующими выступами на наружной сферической поверхности вкладыша для его фиксации в корпусе шарового шарнира, отличительной особенностью является то, что вкладыш выполнен составным по линии своего экваториального диаметра и образован из сплошной полусферической части и сплошного усеченного полусферического кольца, при этом сферические внутренние поверхности сплошной полусферической части вкладыша и сплошного усеченного полусферического кольца вкладыша выполнены гладкими, высота сплошного усеченного полусферического кольца выбрана в пределах 0,19-0,34 от внутреннего диаметра вкладыша, а составные части вкладыша шарового шарнира выполнены из термопластичного антифрикционного, износостойкого композиционного материала на основе алифатического полиамида или пропилена, содержащего от 4,5 до 32 мас.% полиэтилена, а в качестве упрочнителя 10,1-14,95 мас.% крученого низкомодульного углеродного волокна на основе гидратцеллюлозы или некрученого высокомодульного углеродного волокна на основе полиакрилнитрила. При этом на наружной сферической поверхности сплошной полусферической части вкладыша выполнено от 4 до 8 фиксирующих выступов.

Экспериментальные стендовые испытания предложенной конструкции вкладыша в составе шарового шарнира передней подвески легкового автомобиля показали, что с использованием всех конструктивных элементов вкладыша в сочетании с использованием для его изготовления термопластичного антифрикционного, износостойкого композиционного материала создана конструкция вкладыша шарового шарнира с коэффициентом трения по материалу сферической головки, равным 0,10-0,15, и с высокими прочностными и упругими характеристиками. При этом достигнуто увеличение ресурса вкладыша в 1,4-1,6 раза.

В таблице 1 приведены физико-механические свойства термопластичного материала предложенного вкладыша шарового шарнира, которые свидетельствуют о высоких штатных характеристиках этого материала. Обладая высокими антифрикционными свойствами в сочетании с материалом сферической головки пальца, термопластичный материал вкладыша не требует дополнительного использования смазки, так как продукты его износа не требуют своего удаления из зоны трения в специально предусмотренные меридиональные пазы и центральные канавки.

Все это позволило отказаться от усложнения конструкции вкладыша, выполнив его внутренние сферические поверхности гладкими, то есть без канавок.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан составной вкладыш шарового шарнира, установленный на пальце со сферической головкой (корпус шарового шарнира и заливка фенопластом не показаны).

Вкладыш шарового шарнира состоит из сплошной полусферической части 1 с фиксирующими выступами 2 и сплошного усеченного полусферического кольца 3. Фиксирующие выступы 2 расположены на высоте H от экваториального диаметра вкладыша. Высота h сплошного усеченного полусферического кольца выбирается в зависимости от типа и размеров шарового шарнира в пределах 0,19-0,34 от внутреннего диаметра вкладыша.

Вкладыш монтируется в шаровом шарнире следующим образом. На сферическую головку пальца устанавливают сверху сплошную полусферическую часть вкладыша и снизу продевают сплошное усеченное полусферическое кольцо, составляя обе части вкладыша по линии его экваториального диаметра. Вставляют палец с вкладышем в чашеобразные части корпуса шарового шарнира и неразъемно их соединяют, а в пространство между вкладышем и корпусом шарового шарнира вводят термоотверждаемый наполнитель-фенопласт.