Палец шарового шарнира

Предлагаемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается пальца шарового шарнира передней подвески автомобиля.

Все известные пальцы шаровых шарниров характеризуются сочетанием резьбовой, конической и цилиндрической частей. В нижней части расположена головка шарового пальца, выполненная в форме шара. Между головкой и цилиндрической частью пальца шарового шарнира выполнена галтель. Самый меньший диаметр галтели, называемый «критическим» является самым слабым местом пальца с точки зрения прочностных показателей.

Задачей создания предлагаемого технического решения является увеличение рабочего ресурса пальца шарового шарнира.

Поставленная задача решается тем, что переходы к критическому участку галтели со стороны нижней цилиндрической части стержня и верхней части шара шарового пальца выполнены с равными радиусами кривизны, а внешняя сторона галтели имеет форму полусферы.

Положительный эффект от использования данного технического решения заключается в увеличении рабочего ресурса пальца шарового шарнира, а следовательно и всего шарового шарнира.

Предлагаемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается пальца шаровых шарниров передней подвески транспортных средств.

В настоящее время все пальцы шаровых шарниров характеризуются наличием стержня округлой формы, в котором сочетаются резьбовая, коническая и цилиндрическая части. Нижняя сторона цилиндрической части пальца через галтель соединена с головкой шарового пальца выполненной в форме шара. Так, ЗАО НПО "БелМаг" поставляет на рынок запчастей пальцы шаровых шарниров, у которых несколько увеличен диаметр шаровой головки (1).

Известно так же техническое решение, где палец шарового шарнира также выполнен в форме стержня, характеризующегося сочетанием резьбовой, конической и цилиндрической частей. В его нижней цилиндрической части, через галтель, размещена головка, выполненная в форме шара. Отличительной чертой данного пальца является то, что сверху шаровой палец покрыт цинковым антифрикционным покрытием (2).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, взятым нами в качестве прототипа, является решение, где палец шарового шарнира выполнен в форме стержня округлой формы, характеризующегося сочетанием резьбовой, конической и цилиндрической частями. В нижней части размещена головка, выполненная в форме шара и присоединенная к цилиндрической части пальца через галтель. Галтель пальца нагалтовывают для местного уплотнения, а шаровую головку шлифуют. Палец изготавливают методом холодной высадки, для устранения концентраторов напряжений. Во избежание разрыва структуры металла резьбу делают накатной, а не нарезной. Данный палец шарового шарнира изготавливают из стали типа 12ХГНМ (3).

К недостаткам известных технических решений можно отнести то, что, несмотря на проведенные операции по уплотнению структуры металла галтели, данная часть пальца имеет критический участок при испытаниях его на разрыв, что сокращает его рабочий ресурс в целом.

Таким образом, задачей создания предлагаемого технического решения является устранение указанного недостатка с одновременным увеличением рабочего ресурса пальца шарового шарнира.

Поставленная задача решается тем, что палец шарового шарнира, выполненный в форме стержня округлой формы, характеризующегося сочетанием резьбовой, конической и цилиндрической частей, где нижняя часть стержня снабжена головкой, выполненной в форме шара, присоединенного через галтель к цилиндрической части стержня, отличается тем, что переходы к критическому участку галтели со стороны нижней цилиндрической части стержня и верхней части шара шарового пальца выполнены с равными радиусами кривизны, что обеспечивает более равномерное распределение усилий знакопеременных нагрузок на металл критического участка галтели.

Проведенный сопоставительный анализ с прототипом позволил выявить новые конструктивные особенности предлагаемого изделия, такие как - плавный переход к критическому участку галтели с двух сторон с одинаковыми радиусами кривизны значительно увеличивают прочностные показатели на излом за счет, опять же, более равномерного распределения усилий знакопеременных нагрузок на критический участок галтели, что увеличивает рабочий ресурс пальца шарового шарнира и соответствует такому критерию полезной модели как "новизна".

На фиг.1 изображен внешний вид пальца шарового шарнира;

на фиг.2 вертиальный разрез;

на фиг.3 галтель.

Палец шарового шарнира выполнен из стали в форме стержня 1 (фиг.1), содержащего резьбовую часть 2 (фиг.1, 2) плавно переходящую в коническую часть 3, нижняя часть которой переходит в цилиндрическую часть 4. Между нижней цилиндрической частью стержня и верхней частью шара 5 пальца шарового шарнира выполнена галтель 6 (фиг.1), переходы к критическому участку 7 (фиг.1, 2, 3) которой выполнены с равными радиусами кривизны R1 (фиг.3).

Указанные конструктивные особенности значительно увеличивают прочностные свойства галтели, или как говорят, увеличивают усталостную прочность критического участка 7 галтели 6.

Проведенные испытания на испытательном стенде в ООО «Авто-комплект», г. Воронеж дали положительные результаты, что соответствует такому критерию полезной модели, как «промышленно применимо».

Работа предлагаемого технического решения осуществляется при движении транспортного средства, в его шаровой опоре передней подвески. При работе конструктивные элементы шаровой опоры подвергаются значительным нагрузкам и поэтому прочностные свойства пальца шарового шарнира имеют первоочередное значение.

Предлагаемая конструкция может быть воспроизведена в неограниченном количестве.

Положительный эффект от использования данного технического решения заключается в увеличении рабочего ресурса пальца шарового шарнира.

Источники информации

1. Журнал "За рулем", №2, 2002 г., с.18.

2. Журнал "За рулем", №2, 2002 г., с.18, поз.3 (прототип).

Палец шарового шарнира, выполненный в форме стержня округлой формы, характеризующегося сочетанием резьбовой, конической и цилиндрической частей, где нижняя часть стержня снабжена головкой, выполненной в форме шара, присоединенного через галтель к цилиндрической части стержня, отличающийся тем, что переходы к критическому участку галтели со стороны нижней цилиндрической части стержня и верхней части шара выполнены с равными радиусами кривизны.