關節軸承的製作方法

2023-09-19 22:50:30 2

專利名稱：關節軸承的製作方法
技術領域：
本實用新型屬一種用於機械部件活動連接的關節軸承。
現有機械部件活動連接部分常採用的球頭軸承是裝配式結構，零件數量多，結構複雜，由於是機加工後裝配，質量難以控制，不是犯卡，就是空隙太大，工作中處於潤滑性很差的摩擦狀態，極易磨損，可靠性差，在機械操縱系統中常需採用多個球頭軸承，由於其精度不高，多個環節的積累誤差大，導致操縱不到位，選檔換檔困難，操縱阻力大，不靈活，而且擺動角度和操縱範圍小。這種結構的軸承使用壽命短，屬於汽車零部件的易損件。
本實用新型旨在提供一種結構簡單，精度高，易於操作，使用壽命長的球頭式關節軸承。
實現上述目的的技術方案是(參見圖1實施例)，本關節軸承包括鋼質基體(1)，由鋼質球頭(2)和與其相對固定的螺杆(4)組成的球頭總成(5)，其特徵在於，所述的鋼質基體內鑲嵌有與基體相對固定的鋅基合金鑲套(3)，球頭總成的球頭部分滑動配合地鑲嵌在鑲套內，球桿位於鑲套外，在鑲套口與球桿根部的環形球面交接處設有密封圈(6)。
本軸承是利用現有的壓鑄模具浮動式嵌件定位技術及型芯填充技術製作而成的，即將熔化的高強度鋅基合金與塗有脫模劑的球頭-起注入鋼質基體內，凝固的鋅基合金形成鑲套並與鋼質基體牢固地結合在一起，再經熱處理後使球頭與鑲套剝離，形成滑動摩擦配合面，向鑲套內注入潤滑脂，在球頭總成與鑲套外口交接處設置密封圈即成。
本實用新型的基體與包裹在其內的鑲套是兩層結構，這樣就可採用不同的材質製作，其與球頭直接接觸的鑲套採用耐磨性能好的高強度鋅基合金，包裹鑲套的基體又是強度高的鋼質材料，這樣既能保證整體部件的強度，又能保證軸承的耐磨性，大大提高了其使用壽命，如將其用在汽車操縱杆上時，本關節軸承壽命可達到與汽車壽命基本相當的程度，同時其精度好，積累誤差小，所以操縱可靠，靈活省力。此外本軸承還具有組成部件少，整體性好，潤滑性能好的優點，又由於這種結構可通過其鋼質基體部分與其它部件聯接，擴大了軸承的可聯接部件範圍，從而可拓寬其使用範圍。


圖1本實用新型球頭式關節軸承實施例結構示意圖1-鋼質基體2-球頭3-鋅基合金鑲套4-螺杆5-球頭總成6-密封圈圖2、圖1的A向視圖圖3、本實用新型用於汽車操縱杆上的示意圖7-操縱杆8-關節軸承實施例說明(參見圖1和圖2)本例鋼質基體1兩端為長杆狀，其中間部位橫向穿過杆體鑲嵌有與基體相對固定的高強度鋅基合金鑲套3，鋼質球頭總成5的球頭與螺杆用焊接的方式相對固定，其球頭部分滑動配合地鑲嵌在鑲套內，鑲套口露出螺杆4根部的環形球面，這一部位設有密封圈6，將球頭與鑲套的滑動配合面密封。
當鑲套與基體接觸的壁面縱向母線為非直線形，橫向載面為非標準圓形時，鑲套就能在縱向和圓周向被更好地鎖定，與鋼質基體結合得更牢固，所以本例的鑲套與鋼質基體接觸的壁面母線設計為中部向內凸出一角度，橫載面為橢圓形。
本關節軸承的加工方法借鑑了八十年代末日本日產公司研製的變速拉杆球節總成無間隙配合新技術的工藝過程，具體步驟是1、將鍛鋼件(或鋼坯機加工件或鑄鋼件)加工成帶孔的鋼質基體，該孔內為粗糙的毛面(這樣可與鑲套結合得更牢固)，孔的內壁下部向內有一凸起部分，孔的橫載面為橢圓形(參見圖2)。
2、用常規機加工方法加工出由光滑的球頭和與其相對固定的螺杆組成的球頭總成；3、進行複合式壓力鑄造在上述鋼結構件的基礎上，利用壓鑄模具浮動式嵌件定位技術及型芯填充技術將熔化的高強度鋅基合金與塗有脫模劑矽油的球頭部分一起鑄入鋼質基體的孔內，使鋅基合金與鋼質基體牢固地結合為一體形成球頭的鑲套；4、按常規的鋅基合金熱處理工藝對上述半成品進行時效處理；5、對球頭總成的螺杆施加軸向力，使球頭與鑲套剝離並保證其轉動靈活，任何方向無犯卡現象；6、向鑲套內注入潤滑脂，並在鑲套口與螺杆根部露出的環形球面部位設置密封圈。
圖3是將本關節軸承應用於汽車變速操縱縱向杆總成的結構示意圖，將縱向操縱杆兩端分別與兩個關節軸承的基體杆一端焊接連為一體，即代替了原有的球頭軸承，該操縱系統採用本實用新型關節軸承後極大地改善了整體操作性能，省力、靈活、準確，軸承的使用壽命由原來的易損件變為與汽車壽命基本相當的程度。改變本關節軸承鋼質基體的形狀，還可將其應用於飛機、輪船等各種機械設備的操縱、轉向及旋轉系統。
權利要求1.關節軸承，包括鋼質基體(1)，由鋼質球頭(2)和與其相對固定的螺杆(4)組成的球頭總成(5)，其特徵在於，所述的鋼質基體內鑲嵌有與基體相對固定的鋅基合金鑲套(3)，球頭總成的球頭部分滑動配合地鑲嵌在鑲套內，球桿位於鑲套外，在鑲套口與球桿根部的環形球面交接處設有密封圈(6)。
2.根據權利要求1所述的關節軸承，其特徵在於，所述的鋅基合金鑲套與鋼質基體接觸的壁面縱向母線為非直線形，橫向載面為非標準圓形。
專利摘要關節軸承,現有機械活動連接部分採用的球頭式軸承結構複雜,精度差,易磨損,壽命短,本實用新型在鋼質基體內鑲嵌有與基體相對固定的高強度鋅基合金鑲套,球頭總成部分的球頭滑動配合地鑲嵌在鑲套內,這種結構的軸承整體性好,組成部件少,強度高,潤滑性好,精度高,使用壽命長,用於汽車等操縱、轉向系統時操作靈活、準確、可靠,其使用壽命可達到與汽車使用壽命相當的程度。
文檔編號F16C11/06GK2330826SQ98214140
公開日1999年7月28日 申請日期1998年5月15日 優先權日1998年5月15日
發明者孫宗斌, 陳生瑞, 武慶焱, 張貴剛 申請人:山西省萬向球節廠