複合的整體叉合式球碗的接頭總成的製作方法
2023-05-13 19:13:06 1
專利名稱：複合的整體叉合式球碗的接頭總成的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於重型汽車平衡懸架系統中反作用杆的接頭總成。經過不斷的理論探索和實踐，全面的分析了目前所採用不同結構和不同材料的接頭總成在使用中的問題，並進行了一定的成本分析，綜合上述情況，而創造性的發明出能夠更滿意地滿足使用要求的本實用新型-------複合的整體叉合式球碗的接頭總成。
背景技術：
汽車的平衡懸架系統中反作用杆的接頭總成，在汽車的運動狀態下對其進行受力分析，它除承受縱向作用力之外，還要承受兩種扭矩一是沿反作用杆接頭總成銷軸的徑向扭矩，其扭矩的扭矩角的大小與汽車一側面中、後橋上的車輪通過路面的不平度有關；二是沿反作用杆總成軸線的縱向扭矩，其扭矩角的大小與汽車中、後橋中同一橋上左、右車輪通過不平路面時的左、右高度差有關。反作用杆的接頭總成以其結構可分為整體式接頭總成、半整體式接頭總成和球碗式接頭總成。不管是上述哪種結構的接頭總成在汽車的運動中，都要承受縱向作用力，但是，整體式接頭總成(即接頭總成中的銷軸與彈性體硫化成一整體)，除承受縱向力外，還要同時承受上述兩種扭矩，這是造成它過早損壞的主要因素，同時由於目前國內的工藝水平和原材料問題，特別是重型汽車中的重型自卸車的使用工況，使得整體式接頭總成在國產的重型車中還無法得到應用。半整體式接頭總成(即接頭總成中的銷軸為直銷，且與接頭總成中的內襯套為間隙配合，並可在內襯套中做徑向自由擺動)，除承受縱向力外，還同時承受上述中的一種扭矩，即承受沿反作用杆總成軸線的縱向扭矩，對於重型汽車中的重型自卸車而言，此扭矩對半整體式接頭總成的損壞也是相當嚴重的，這種接頭總成的使用壽命為1萬公裡左右，然而，目前國內的使用要求應不低於6萬公裡，遠遠滿足不了使用要求。球碗式接頭總成(即接頭總成中的銷軸為球形銷軸，與球碗為間隙配合)的結構相當於一球鉸鏈，因此，僅承受縱向力，上述的兩種扭矩完全被消除。目前只有對分式球碗結構(即採用左、右對稱的碗狀球碗結構)，此結構受力狀態不好，當球碗受力後，承壓面不穩定，致使工作面的接觸面積減少，進而，比壓增加，造成磨損不均勻、磨損加快，因此，易損壞、壽命低。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種複合的整體叉合式球碗的接頭總成，由於採用了複合的整體叉合式球碗總成，這樣，即保證了性能要求又成倍的提高了接頭總成的使用壽命，滿足了用戶更高的使用要求，同時也降低了製造成本特別是大大地降低了使用成本。
為此，本實用新型提出一種在重型汽車的平衡懸架系統中，用於其反作用杆總成中複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其中包括複合的整體叉合式球碗總成、球形銷軸、塵封、塵封蓋、孔用彈性擋圈，所述複合的整體叉合式球碗總成是由球碗體和支承環組成，支承環設置在球碗體的軸向外側面，其特徵在於左、右複合的整體叉合式球碗總成中左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述左、右球碗體的相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密叉合而成為一裝配整體，從而，左球碗體的內表面與右球碗體的內表面一起形成一平截內球面；在球碗體的徑向方向上，所述的球碗體是由多層構成。
本實用新型的進一步方案在於，所述的球碗體包括內層和外層，並且，所述的內、外層可以分別由不同的非金屬材料構成。
本實用新型的進一步方案在於，所述的球碗體的徑向外表面為部分圓柱面。
本實用新型的進一步方案在於，所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用矩形齒結構。
本實用新型的進一步方案在於，所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用梯形齒結構。
本實用新型的進一步方案還在於，所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用三角形齒結構。
在此基礎上，本實用新型還提出一種在重型汽車的平衡懸架系統中，用於其反作用杆總成中複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其中包括複合的整體叉合式球碗總成、球形銷軸、塵封、塵封蓋、孔用彈性擋圈，所述複合的整體叉合式球碗總成是由球碗體和支承環組成，支承環設置在球碗體的軸向外側面，其特徵在於左、右複合的整體叉合式球碗總成中左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述左、右球碗體的相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密叉合而成為一裝配整體，從而，左球碗體的內表面與右球碗體的內表面一起形成一平截內球面，在設定的間隙配合下，此平截內球面將球形銷軸的球面包圍；在球碗總成支承環的外側用孔用彈性擋圈進行軸向固定，再在球形銷軸兩側軸頸上，孔用彈性擋圈的外側裝有塵封，並用塵封蓋進行軸向固定；在球碗體的徑向方向上，所述的球碗體是由多層構成。
本實用新型的進一步方案還在於，球碗體的內層可以採用高耐磨的、並具有自潤作用的非金屬材料；外層採用彈性體非金屬材料。
本實用新型的進一步方案還在於，支承環可以與球碗體軸向外側面硫化或粘接成一體；也可以採用浮動支承。
本實用新型的進一步方案還在於，所述的複合的整體叉合式球碗總成的徑向外表面與反作用杆桿頭的內孔表面為過盈或過渡配合。
由於本實用新型採用球形銷軸，並與球碗總成的內表面為間隙配合，構成了一球鉸鏈的結構，使其只承受縱向力，因此，使用壽命問題就完全變成一個摩擦付的磨損問題，然而，這種磨損問題在機械領域裡比較容易得以解決；同時，在左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述齒狀凸出物相互緊密叉合而成為一裝配整體，從而，左、右球碗體的內表面一起形成一平截內球面，由於這種獨創結構具有受力狀態好，承壓面穩定，使得球碗總成的內表面磨損均勻；此外，在球碗體的徑向方向上，所述球碗體是由多層構成的一複合結構，並且，各層可以分別採用不同的金屬或非金屬材料；特別地，球碗體是由內、外兩層構成的一複合結構，並且，內、外兩層分別採用各具典型特性的非金屬材料，即內層採用高耐磨的、並具有自潤作用的非金屬材料，外層則採用彈性體非金屬材料，這樣，既提高了使用壽命又可以滿足產品對接頭總成徑向剛度特性的要求。進而，由於球碗體內層採用高耐磨、高強度的非金屬材料，與球形銷軸的球面為間隙配合，並在充滿含有二硫化鉬的潤滑脂的環境中工作，所以，磨耗極低。並且，在球形銷軸兩端的軸頸上裝有精密塵封，使得接頭總成的三防(即防塵、防水、防泥沙)效果極佳，為球碗總成和球形銷軸的摩擦付提供一個非常良好的使用環境和潤滑空間，為壽命的提高創造了堅實的基礎。在重型汽車平衡懸架系統的反作用杆總成中，裝用了本實用新型的複合整體叉合式球碗的接頭總成的條件下，其使用壽命可達到15萬公裡。
本實用新型的結構創新，採用的零件品種少，裝配方便，提高了勞動生產效率，同時潤滑脂是裝配時一次性加入，使用時無需維護和保養。壽命長，相對低的製造成本，更主要的還是大大地降低了使用成本。對國產的重型汽車，如一汽、二汽、重汽以及其他幾個重型汽車廠商所生產的重型汽車，都可以做到反作用杆總成互換，因此，實施非常方便。
以下結合附圖詳細介紹本實用新型的實施例。
附
圖1本實用新型複合的整體叉合式球碗的接頭總成裝配圖。
附圖2本實用新型複合的整體叉合式矩形齒球碗總成的主視圖。
附圖3本實用新型複合的整體叉合式矩形齒球碗總成的俯視圖。
附圖4本實用新型複合的整體叉合式梯形齒球碗總成的主視圖。
附圖5本實用新型複合的整體叉合式梯形齒球碗總成的俯視圖。
附圖6本實用新型複合的整體叉合式三角形齒球碗總成的主視圖。
附圖7本實用新型複合的整體叉合式三角形齒球碗總成的俯視圖。
其中1-球形銷軸，2-塵封蓋，3-複合的整體叉合式球碗總成的球碗體的外層(即外彈性體)，4-複合的整體叉合式球碗總成的球碗體的內層(即內球碗)，5-塵封，6-反作用杆桿頭，7-支承環，8-複合的整體叉合式球碗總成的球碗體，9-孔用彈性擋圈。
H、H1、H2、H3為球碗總成的軸向尺寸；S1為球碗總成的球面直徑；2、3、4、5為球碗總成的徑向尺寸。
具體實施方式
參照
圖1-圖7，根據本實用新型的實施例，來具體說明重型汽車平衡懸架系統反作用杆總成中複合的整體叉合式球碗的接頭總成。
如圖2-圖7所示，給出了複合的整體叉合式球碗總成的三種結構，這三種結構主要體現在球碗體8的不同結構圖2採用矩形齒結構，圖4採用梯形齒結構，圖6採用三角形齒結構。其中，複合的整體叉合式球碗總成是由球碗體8和支承環7組成(參見圖2、圖4、圖6)，二者的接觸表面最好硫化或粘接為一體，也可以採用浮動支承。
從上述圖中可見本實用新型中複合的整體叉合式球碗總成的構造在所述左、右球碗體8的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，左、右球碗總成中左、右球碗體8的相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密地叉合在一起，從而，左球碗體的內表面與右球碗體的內表面一起形成一完整的平截內球面；所述球碗體8的徑向外表面為部分圓柱面；並在左、右球碗總成的球碗體8的軸向外側面上設置有支承環7。
通過多次反覆的臺架試驗和道路使用試驗，本發明人對球碗體8的結構進行了改進在球碗體8的徑向方向上，所述的球碗體8是由多層構成的一複合結構，並且，各層可以分別採用不同的金屬或非金屬材料；特別地，如圖2、圖4、圖6所示，球碗體8包括內層球碗4和外層彈性體3，所述的內層球碗4和外層彈性體3通過複合工藝而成為一整體，進而，構成了球碗體8的雙層複合結構；並且，為了提高使用壽命，內層採用高耐磨並具有自潤作用的非金屬材料；為了滿足產品對接頭總成徑向剛度特性的要求，外層則採用了彈性體非金屬材料。
參見
圖1，所述複合的整體叉合式球碗的接頭總成是由球形銷軸1、複合的整體叉合式球碗總成的球碗體8、支承環7、塵封5、塵封蓋2、孔用彈性擋圈9組成。在接頭總成裝配時，先將球碗總成中球碗體8的內球面上塗抹含有二硫化鉬的鋰基潤滑脂，從球形銷軸1的兩端分別套在球形銷軸的球面上，並且，讓左、右球碗體相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密的叉合在一起，形成了球形銷軸1與球碗總成的分總成，將此分總成壓入到反作用杆桿頭6的內孔中，在球碗總成中支承環7的外側面用孔用彈性擋圈9進行軸向固定。這樣，球碗總成和反作用杆桿頭6就牢固的結合在一起，並可繞球形銷軸1在三維空間裡自由的扭動，也可以說形成了一球鉸鏈，因此，上述的二種扭矩就完全被消除了。進一步，在球形銷軸1兩端的軸頸上，孔用彈性擋圈9的外側裝有塵封5，用塵封蓋2通過螺栓或鉚接進行軸向固定，為球碗總成和球形銷軸1的球面配合的摩擦付提供一個良好的潤滑環境；潤滑脂在裝配時一次性加入，使用中無需維護和保養，為壽命提高提供了有利條件。
球碗總成和球形銷軸1組成的分總成的徑向外圓柱表面與反作用杆桿頭6的內孔表面為過盈配合或過渡配合，故裝配時，需要用壓機壓入。
反作用杆總成由兩個反作用杆桿頭6，一個具有一定尺寸要求的無縫鋼管的桿身(圖中未示)，兩個裝於桿頭6中的接頭總成組成。鋼管桿身與桿頭通過焊接或熱壓配合而製成一體。
反作用杆總成在重型汽車的平衡懸架系統中，以四連杆機構的形式作為導向元件使用。因此，反作用杆總成一端桿頭6中的銷軸1通過兩個螺栓固定於汽車車體的支架上，而另一端桿頭6中的銷軸1也通過兩個螺栓固定於汽車的車橋上(中橋或後橋)。汽車在行使中通過縱向凹凸不平路面時，車輪就會產生上、下運動，此時，桿頭6與裝於其中的球碗總成一起繞銷軸1的軸線扭轉而形成轉動扭矩；當汽車通過橫向不平路面時，即同一車橋上的左、右車輪通過高低不平路面，使得車橋相對於汽車縱向對稱中心垂直面產生轉動，對於一端固定在車橋上的反作用杆總成來說，產生了沿反作用杆總成縱向軸線的縱向扭轉，產生扭矩。由上述我們知道，由於球碗總成中球碗體8的內層球碗4與球形銷軸1的球面為間隙配合，構成了一球鉸鏈，則上述產生的兩種扭矩則可完全消除；進而，球碗總成和球形銷軸1之間的相對運動就轉變為一個摩擦付的磨損運動，在機械工程中，這種磨損問題很容易通過材料的選擇、比壓的控制以及潤滑方式的改變而得以解決。
由於本實用新型創造性的開發出複合的整體叉合式球碗的接頭總成，僅承受縱向力，完全消除了造成接頭總成過早損壞的兩種扭，所以，此實用新型的接頭總成成倍的提高了使用壽命，大幅度的降低了使用成本；並且，還具備良好的徑向剛度特性，深受用戶歡迎。
本領域的技術人員還可知道，本實用新型的結構方案適用於各種平衡懸架的汽車，而且實施非常方便。
權利要求1.一種在重型汽車的平衡懸架系統中，用於其反作用杆總成中複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其中包括複合的整體叉合式球碗總成、球形銷軸、塵封、塵封蓋、孔用彈性擋圈，所述複合的整體叉合式球碗總成是由球碗體和支承環組成，支承環設置在球碗體的軸向外側面，其特徵在於左、右複合的整體叉合式球碗總成中左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述左、右球碗體的相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密叉合而成為一裝配整體，從而，左球碗體的內表面與右球碗體的內表面一起形成一平截內球面；在球碗體的徑向方向上，所述的球碗體是由多層構成。
2.根據權利要求1所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述的球碗體包括內層和外層，並且，所述的內、外層可以分別由不同的非金屬材料構成。
3.根據權利要求2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述球碗體的徑向外表面為部分圓柱面。
4.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用矩形齒結構。
5.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用梯形齒結構。
6.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述的複合的整體叉合式球碗總成中的球碗體的齒狀凸出物採用三角形齒結構。
7.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述球碗體的內層可以採用高耐磨的、並具有自潤作用的非金屬材料；外層採用彈性體非金屬材料。
8.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於支承環可以與球碗體軸向外側面硫化或粘接成一體；也可以採用浮動支承。
9.根據權利要求1或2所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於；所述的複合的整體叉合式球碗總成的徑向外表面與反作用杆桿頭的內孔表面為過盈或過渡配合。
10.一種在重型汽車的平衡懸架系統中，用於其反作用杆總成中複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其中包括複合的整體叉合式球碗總成、球形銷軸、塵封、塵封蓋、孔用彈性擋圈，所述複合的整體叉合式球碗總成是由球碗體和支承環組成，支承環設置在球碗體的軸向外側面，其特徵在於左、右複合的整體叉合式球碗總成中左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述左、右球碗體的相對內側面上的齒狀凸出物相互緊密叉合而成為一裝配整體，從而，左球碗體的內表面與右球碗體的內表面一起形成一平截內球面，在設定的間隙配合下，此平截內球面將球形銷軸的球面包圍；在球碗總成支承環的外側用孔用彈性擋圈進行軸向固定，再在球形銷軸兩側軸頸上，孔用彈性擋圈的外側裝有塵封，並用塵封蓋進行軸向固定；在球碗體的徑向方向上，所述的球碗體是由多層構成。
11.根據權利要求10所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述球碗體的內層可以採用高耐磨的、並具有自潤作用的非金屬材料；外層採用彈性體非金屬材料。
12.根據權利要求10所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於支承環可以與球碗體軸向外側面硫化或粘接成一體；也可以採用浮動支承。
13.根據權利要求10所述的複合的整體叉合式球碗的接頭總成，其特徵在於所述的複合的整體叉合式球碗總成的徑向外表面與反作用杆桿頭的內孔表面為過盈或過渡配合。
專利摘要本實用新型是用於重型汽車平衡懸架系統中反作用杆總成的接頭總成，其中，左、右球碗體的相對內側面上形成有齒狀凸出物，在接頭總成的裝配狀態下，所述的齒狀凸出物互相緊密的叉合在一起，從而，在左、右球碗體的內表面形成一平截內球面；在球碗體的徑向方向上，球碗體是由多層構成；特別地，球碗體採用內、外雙層的複合結構。由於採用了複合的整體叉合式球碗總成，扭矩被完全消除，因此，成倍的提高了接頭總成的壽命，使用成本也大大地降低。
文檔編號F16C11/06GK2763612SQ20042011228
公開日2006年3月8日 申請日期2004年11月8日 優先權日2004年11月8日
發明者王祖禹 申請人:王祖禹, 楊垚