Шаровой шарнир и способ его получения

(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам изготовления шаровых шарниров, работающих в условияхперекоса или в самоустанавливающихсяподшипниках. Цель изобретения - повышение качества иэделия, расширениетехнологических воэможностей, повышение надежности эксплуатации. Шаровой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 5 Ц 1668760 А 1 шарнир содержит обойму 1 с внутренней сферической поверхностью и цилиндрической наружною, выполненной в видемногослойной оболочки незамкнутого контура, и охватывающую шаровую головку (ШГ) 2, выполненную с осевым отверстием для установки пальца, Обойма состоит из заготовки в виде полосы с двумя участками различной ширины путем навивки в рулон, отгибки кромок витка большей ширины в радиальном направлении с охватом витков обоймы меньшей ширины и последующей калибровкой обоймы по наружному диаметру ШГ 2, Устанавливают обойму ШГ 2 и осуществляют пластическое деформирование обоймы на наружной поверхности ШГ 2 с одновременным отгибом кромок витка к торцам обоймы с последующей термической обработкой для получения равномерного зазора ежду ШГ и обоймой. 2 с. и. ф-лы, 6Изобретение относится к машиностро-,ению, а именно к способам изготовления шаровых шарниров и их конструкции, работаящих в условиях перекоса или в самоустанавливающихся подшипниках.Цель изобретения - повышение качества изделия, расширение технологических возможностей, повышение надежности эксплуатации.На фиг, 1 изображен шаровой шарнир, установленный е корпус; на фиг. 2 - обойма после проведения операций навивки, калибровки по наружному диаметру шаровой оголовки и отгиба кромок витка, участка заготовки большей ширины внутри обоймы; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - шаровой шарнир после операции пластического деформирования, сечение; на фиг. 5 - то же, после термообработки; на фиг, 6 - то же после операции отгиба кромок витка, участка заготовки большей ширины снаружи обоймы и операции пластической деформации.Шаровой шарнир содержит обойму 1, охватывающую шаровую головку 2, установленные в корпусе 3, Обойма выполнена с внутренней сферической поверхностью и цилиндрической наружной в виде многослойной оболочки незамкнутого контура, Шаровая головка выполнена с осевым отверстием 4 для установки присоединитель- ного пальца (не показан).,Способ получения шарового шарнира состоит в следующем.Обойму 1 выполняют из заготовки в виде полосы с двумя участками различной ширины путем навивки в рулон, Для этого производят закрепление краевой части заготовки на оправке и закручивают ее 5 10 15 20 25 30 35 участка полосы с меньшей шириной подгибают кроми полосы на участке с большей шириной в радиальном направлении, После чего калибруют обойму по наружному ивнутреннему диаметрам; Калибровку осуществляют, например, обжатием е матрице с коническим заходом при воздействии оправки на торец обоймы с ограничением внутреннего диаметра рабочей частью оправки. Калибровкой достигается формообразование многослойного кольца засчет выполнения перегиба поперечного сечения полосы в зоне стыка концов обоймы, а также обеспечивается достижение точности наружного внутреннего диаметра обоймы (фиг. 2 и 3).При проведении операции возможнаподчеканка торца обоймы, на который воздействует оправка, Затем в обойму1 устанавливают шаровой вкладыш 2 и раз 45 50 вокруг оправки. Для охвата по торцам 40 мещают указанный узел е полости матрицы. С целью исключения разворота вкладыша относительно обоймы осуществляют его фиксацию, например, с размещением оправки в отверстии вкладыша 2, Осуществляют подвод рабочего инструмента - пуансона и путем пластического деформирования обоймы производят ее осадку. Для качественного заполнения матрицы металлом и образования внутренней сферической поверхности обоймы 1 используют, например, устройства штамповки вращающимся инструментом либо прессы для сферодеижной штамповки. Штамповка обкатыванием позволяет достигнуть плотного облегания шарового вкладыша 2 металлом. При этом исключается деформирование вкладыша, что объясняется воздействием локальной нагрузки и отсутствием всестороннего (обьемного) сжатия металла обоймы (фиг.4 и 6), Соединение подвергают термической обработке с целью образования зазора в соединении и повышения твердости деталей путем их упрочнения закалкой. Для этого соединения подвергают нагреву выше температуры образования аустенита и охлаждают, В результате термической обработки проявляется эффект автодеформации обоймы, заключающийся в ее раздаче (фиг. 5). Этому способствует малая конструктивная жесткость, определяемая наличием незамкнутого контура обоймы, а также выбор марки стали, что подтверждается экспериментальными данными,Установка соединения в корпусную деталь 3 осуществляется путем запрессовки обоймы 1 в отверстие корпусной детали с применением известных способов сборки и закрепления деталей; В посадочном отверстии корпусной детали 3 соединение устанавливается плотно и удерживается за счет сил (фиг. 1) упругой деформации обоймы 1,Пример конкретного выполнения способа.Изготавливалось шарнирное сферическое соединение с шаровым вкладышем диаметром 65 мм, обоймой из двух витков с расположением участка полосы с большей шириной внутри обоймы. Заготовка обоймы - полоса толщиной 3,5 мм, сталь марки 40 Х, Определяют длину участка полосы с большей шириной1: - 3,14 (Дщ+ По 1 хт)=3,14(65+1 х 3,5=215 мм;Длина участка полосы с меньшей шириной1 1=3,14 (Дш+ П 02 х 1) 3,14 (65+2 х 3,5)=226 мм.Общая длина заготовки;.д= +0=215+226=441 мм,Меньшая ширина полосы определена экспериментальным путем и составляла=28 мм, определяют большую ширину по- вием на края отверстия. Шаровой вкладышв узле проворачивался легко.Н-И+1(2 П 1+1)=28+3,5 (2 х 1+1)=38,5 мм; Использование предлагаемого способаНавивку полосы осуществляли путем получения шарового шарнира и его констзакрепления краевой части полосы с боль руктивное выполнение обеспечивают пошей шириной на оправке и последующего сравнению с известными способами следузакручивания ее вокруг оправки на токар- ющие преимущества:ном станке. Оправка на рабочем участке навивка полосового проката при изгоснабжена выточкой, соответствующей на- товлении обоймы является более техноловиваемому профилю полосы; подгибку 10 гичной и производительной операцией,кромок осуществляли путем, воздействия поскольку по сравнению с гибкой кольцаприжимного ролика на полосу. Размеры содержит меньше технологических переобоймы, полученной после навивки: ходов;наружный диаметр, максимальный обеспечивается получение качествен 15 ных иэделий с необходимой твердостью денаружный диаметр, минимальный талей соединения, а также их точноеДан.вп= 5 м,вн.вп=65 мм;, позиционирование эа счет образованияравномерного зазора в соединении приОсуществлялась калибровка обоймы в повороте витков обоймы относительноконусной матрице с использованием оправ друг друга в результате автодеформациики. обоймы,Диаметр калибрующего пояска матри- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1. Шаровой шарнир, содерждащийцы 79 мм;диаметроправки 65 мм. шаровую головку, обойму незамкнутогоЗатем производилась установка шарово контура с внутренней сферической поверхго вкладыша в обойму. Шаровой вкладыш ностью,охватывающей шаровуюголовку, овыполнен изсталимарки 40 Х,ствердостью т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповерхности НЯС 40 единиц. повышения надежности в эксплуатацииобойма выполнена в виде многослойнойУказанные детали устанавливались в 30 оболочки с Е-образным профилем перемыматрицу с рабочим диаметром 79,5 мм, Мат- чек между слоями, размещенными одна зарица выполнена приводной с возможно- другой и между краями слоев, а один изстью вращения и размещена в приставке, поверхностных слоев выполнен с кромкамисмонтированной на гидравлическом прессе отогнутыми в радиальном направлении с охмод. ДБ. При подводе ползуна пресса 35 ватом остальных слоев обоймы,с вращающимся (холостым) пуансоном про. Способ получения шарового шарниизводилась холодная торцовая раскатка ра, включающий выполнение обоймы необоймы при достижении определенного замкнутого контура из заготовки, установкуусилия пресса (ориентировочно, 80 тн.). В в нее шаровой головки, пластическое де- .результате достигнуто качественное запол формирование обоймы по наружной повенение металлом матрицы и плотное облега- хности шаровой головки с последующейние шарового вкладыша металлом, Высота термической обработкой, о т л и ч а ю щ и йобоймы после осадки 28 мм,с я тем, что, с целью повышения качестваПолученное соединение подвергали на- иэделия и расширения технологических воэгреву в электрической печи до 860 С с вы можностей, обойму выполняют из заготовкидержкой в течение 1 ч и закалке в масляной в виде полосы с двумя участками различнойванне. В результате термообработки про- ширины путем навивки в рулон, отгибки кроизошла раздача обоймы до диаметра 81 мм мок витка большей ширины в радиальноми между деталями соединения образовалсянаправлении с охватом витков обоймызазор. Производился отпуск соединения, 50 меньшейшириныипоследующейкалибровпосле нагревания в печи, до достижения кой обоймы по наружному диаметру шаротвердости НЯС-40 единиц. Затем изде- вой головки, затем устанавливают в обоймулиезапрессоваливотверстиекорпуснойде- шаровую головку и осуществляют окончатали диаметра 80 мм и завальцевали на тельныйотгибкромоквиткавпроцессеплапрессе кольцевыми пуансонами воздейст стической деформации обоймы.1668760 Составитель А. РодионовРедактор А,Шандор Техред М,Моргентал Карре ндрик Заказ 2644 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 45