[發明專利]線接觸式球鉸運動副

有效

• 申請號: 200910025972.5
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101504075A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 馬駿;陳加其;韓玉彬;沈玉寶;儲祥林;陳振國
• 申請（專利權）人: 江蘇恒威機械制造有限公司
• 主分類號: F16J1/22
• 分類號: F16J1/22;F15B15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機械運動副，特別是一種適合在重載荷下運動的球鉸結構。

背景技術

動力機械中直行活塞與擺動連桿的連接結構均為球鉸結構。現有技術的球鉸結構是連桿球頭與活塞內球窩面接觸，兩者之間接觸面越大，接觸比壓越小，則表明該球鉸結構配合質量越好。此種傳統的球鉸結構廣泛應用在常規動力機械中，完全滿足動力傳遞要求。隨著制造業的發展，大型化、重載化的設備需配備相應功率的動力裝置，將現有技術的球鉸結構應用到大功率液壓傳動裝置中，因連桿與活塞相連接的球鉸結構承受重載荷，在接觸面之間不易建立潤滑油膜，運動摩擦產生的熱量不易散去，此工況下該球鉸結構便很快失效，失效表現形式主要是球鉸結構相互咬死。

發明內容

本發明主要針對現有技術在重載荷條件下不易建立潤滑油膜的不足，提出一種結構簡單、制造容易，重載荷時有足夠的潤滑油膜，使轉動靈活、發熱量少、使用壽命長的線接觸式球鉸運動副。

本發明通過下述技術方案實現技術目標。

線接觸式球鉸運動副，它包括連桿、活塞和油缸體。所述連桿頂端設有半徑為Rg的球冠，該球冠與活塞內球窩接觸配合，活塞頂面中部設有貫通內球窩的平衡油孔。其改進之處在于：所述活塞的內球窩為異形孔，處在上端的上錐孔與連桿頂端球冠相切，處在中段的球形孔半徑為Rw，底端為下錐孔，下錐孔上端與球形孔在連桿的球冠中心相平處相切。所述連桿的球冠與活塞上錐孔配合時，連桿的球冠半徑Rg中心與球形孔半徑Rw中心相距為H＝0.5～1.2mm。

上述結構中，活塞內球窩的上錐孔與連桿頂端球冠相切點，至球心的連線形成錐體頂錐角，相對活塞中軸線夾角θ＝20～30°。活塞的內球窩中段球形孔半徑Rw大于球冠半徑Rg，Rw＝1.05～1.3Rg。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、連桿的球冠與活塞的上錐孔配合是直線與曲面之間的接觸，該線接觸處具有楔角，從平衡油孔進入的潤滑油在此易形成楔形油膜，楔形油膜直接改善球鉸結構的潤滑條件，有效避免重載時球鉸結構運動因缺油發生燒結事故；

2、活塞內球窩敞口結構比全包容結構散熱快，在楔形油膜條件下，球鉸結構運動發熱量少；

3、活塞的上錐孔比現有技術的球形內孔易加工成形，無需研磨工序。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是現有技術結構示意圖。

具體實施方式

下面根據附圖所示并結合實施例，對本發明作進一步說明。

附圖1所示的線接觸式球鉸運動副，它包括連桿1、活塞2和油缸體3。所述連桿1頂端設有半徑為Rg的球冠，該球冠與活塞2內球窩接觸配合，活塞2頂的中部設有貫通內球窩的平衡油孔2.4。所述活塞2的內球窩為異形孔，處在上端的上錐孔2.1與連桿1頂端球冠相切，切線點相對活塞2中軸線的夾角θ＝20～30°。處在中段的球形孔2.2半徑為Rw，Rw＝1.05～1.3Rg。底端為下錐孔2.3，下錐孔2.3上端與球形孔2.2在連桿1的球冠中心相平處相切。所述連桿1的球冠與活塞2上錐孔2.1配合時，兩者的中心距為H＝0.5～1.2mm。本實施例是單排流量為12.6L/r徑向柱塞液壓馬達的活塞2與連桿1的線接觸式球鉸運動副。

其中的連桿1頂端球冠半徑Rg＝35mm，活塞2內球窩中的球形孔2.2半徑Rw＝37mm，Rw＝1.06Rr。連桿1的球冠與活塞2上錐孔2.1配合時，連桿1的球冠半徑Rg中心與球形孔2.2半徑Rw中心相距H＝0.8mm。連桿1頂端球冠與活塞2的上錐孔2.1相切，切線點相對活塞2中軸線的夾角θ＝20°。在上述結構及定值參數下，連桿1的球冠與活塞2的上錐孔2.1配合是直線與曲面之間的接觸，該線接觸處具有楔角，從平衡油孔2.4進入的潤滑油在此易形成楔形油膜，楔形油膜直接改善球鉸結構的潤滑條件，有效避免重載時球鉸結構運動因缺油發生燒結事故。另外，本發明活塞2內球窩采用敞口結構，比圖2所示的現有技術全包容結構散熱快，不會產生過熱現象。球鉸結構有良好的潤滑條件，在重載條件下轉動靈活、發熱量少、使用壽命長。