一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，包括球帽（1）、球桿（3）和鎖固卡環(huán)（2），鎖固卡環(huán)（3）內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其特征是：在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開一切口角α作為球帽（1）收口處（6）的共軛面；切口角α為60°，L的厚度最小0.4mm。本實(shí)用新型新的鎖固卡環(huán)使切口角α部位強(qiáng)度低于卡環(huán)圓周的其它部位，應(yīng)力暫時(shí)集中于切口處，從而確?？ōh(huán)斷裂時(shí)的準(zhǔn)確位置，當(dāng)一球形工裝作用于鎖固卡環(huán)球形面時(shí)，使卡環(huán)從切口角α處自然裂開，應(yīng)力自然消失，而自然裂開處的兩斷面為共軛面，使得球帽在收口時(shí)，卡環(huán)斷裂形成的兩斷面能完全吻合。
【專利說明】一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域的兩物體中一連接體相對于另一連接體在空間靈活自由轉(zhuǎn)動的球關(guān)節(jié)，特別是一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]球關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于機(jī)械空間傳動中。兩物體用球關(guān)節(jié)連接，通過球關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)鎖緊并保持穩(wěn)固后，使得一連接體相對于另一連接體在空間靈活地以一定空間角度自由轉(zhuǎn)動。主要應(yīng)用于機(jī)床機(jī)械手，機(jī)器人運(yùn)動關(guān)節(jié)，汽車液壓門拉桿、球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)式柱塞的徑向柱塞泵等領(lǐng)域。應(yīng)用中，由于產(chǎn)品球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)處的返復(fù)運(yùn)動次數(shù)較多，球頭關(guān)節(jié)部位易松動，磨損較快，嚴(yán)重時(shí)脫出，給產(chǎn)品帶來較大危害。在應(yīng)用于某些高轉(zhuǎn)速的環(huán)境下，由于球頭關(guān)節(jié)長時(shí)間高轉(zhuǎn)速工作帶來的關(guān)節(jié)高頻率擺動，球頭關(guān)節(jié)部位易松動，嚴(yán)重時(shí)脫出，給產(chǎn)品帶來較大危害，最終結(jié)果是導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性較差，壽命短。例如，球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于徑向柱塞泵球頭柱塞上，由于轉(zhuǎn)速高，柱塞泵中柱塞徑向往復(fù)運(yùn)動次數(shù)多，與斜盤接觸的球關(guān)節(jié)柱塞空間擺動頻率較高，原來老式鎖固環(huán)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的柱塞泵在經(jīng)過4H磨合期，在某一角度上存在輕微卡滯，分解檢查球面，球面存在發(fā)絲狀磨痕。其原因主要為原來的球頭關(guān)節(jié)鎖緊結(jié)構(gòu)不可靠所致。原球頭關(guān)節(jié)鎖緊結(jié)構(gòu)在制造過程中就具有了較大難度，加工制造時(shí)就容易出現(xiàn)卡滯，不靈活，為了保證靈活性，采用拉動關(guān)節(jié)，使其間隙增大，從而保證靈活。經(jīng)分析，應(yīng)用中常出現(xiàn)關(guān)節(jié)的卡滯，運(yùn)動不靈活，磨損較快、、容脫出、壽命短等一系列問題，主要原因系球關(guān)節(jié)鎖緊環(huán)結(jié)構(gòu)不合理所致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服原球關(guān)節(jié)鎖緊環(huán)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種新的球關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)，該鎖固卡環(huán)解決了普通球關(guān)節(jié)鎖固結(jié)構(gòu)中常出現(xiàn)制造難度大，關(guān)節(jié)易卡滯、運(yùn)動不靈活，磨損較快、易脫出、壽命短等問題，可推廣應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)中帶球關(guān)節(jié)的連接鎖固。
[0004]本實(shí)用新型的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，包括球帽、球桿和鎖固卡環(huán)，鎖固卡環(huán)內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其特征是在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開一切口角α作為球帽收口處的共軛面。
[0006]一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，其中:切口角α為60。，切口角形成后，切口后L的厚度要求最小0.4 mm。
[0007]使用時(shí)，鎖固卡環(huán)內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其配合間隙公差僅千分之幾，為保證球關(guān)節(jié)在收口后，相配合的球形面間隙的均勻性，在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開合適角度的切口，此切口稱為鎖固卡環(huán)的切口角α，切口角α的主要功用是使切口角α部位強(qiáng)度低于卡環(huán)圓周的其它部位，應(yīng)力暫時(shí)集中于切口處，從而確?？ōh(huán)斷裂時(shí)的準(zhǔn)確位置。球帽1、鎖固卡環(huán)2、球桿3三者組合時(shí)，需用一球形工裝作用于鎖固卡環(huán)SDl球形面內(nèi)，使卡環(huán)從切口角α處自然裂開，應(yīng)力自然消失，而自然裂開處的兩斷面為共軛面，正是由于此共軛面的形成，使得球帽I在收口時(shí)，卡環(huán)斷裂形成的兩斷面能完全吻合，鎖固卡環(huán)自身的內(nèi)球面不會變形，也不會產(chǎn)生相對球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環(huán)SDl球形面將能完好保持?jǐn)嗔亚暗男螤?，保證了鎖固卡環(huán)SDl球形面與球頭的精密配合關(guān)系。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型新的球關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)特有的切口角，讓鎖固卡環(huán)容易從切口處自然裂開，且裂開后形成的兩斷面為共軛面，共軛面的形成，保證了球頭關(guān)節(jié)收口鎖緊過程中卡環(huán)自身內(nèi)球面的精度，同時(shí)確保了卡環(huán)球形面與球頭的精密配合關(guān)系，使兩者配合間隙保持均勻；收口過程中鎖固卡環(huán)與球頭將不會產(chǎn)生相對的微小滑動位移量，使得球關(guān)節(jié)不僅容易加工制造，且消除由于原球關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的易卡滯、關(guān)節(jié)運(yùn)動不靈活、磨損較快、關(guān)節(jié)容脫出等問題；避免了直接開口結(jié)構(gòu)收口后形成局部線接觸而導(dǎo)致其配合間隙不均勻現(xiàn)象，從而提高了球頭關(guān)節(jié)的可靠性和使用壽命，保證其應(yīng)用中的安全可靠性，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型鎖固卡環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0011]圖3為圖2的左視圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例示意圖，
[0013]圖5為本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)中的原鎖固卡環(huán)示意圖。
[0014]圖中標(biāo)記:
[0015]1、球帽；2、鎖固卡環(huán)；3、球桿；4、滑靴；5、球頭柱塞；6、收口處。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0017]參見圖5，原結(jié)構(gòu)的鎖固卡環(huán)以Λ s缺口斷開，斷面無法形成兩共軛面，從而無法保持收口后卡環(huán)本身內(nèi)球面的精度要求，且收口過程中鎖固卡環(huán)與球頭產(chǎn)生相對微量滑動，導(dǎo)致局部線接觸而不能很好的保持鎖固卡環(huán)與球頭面的微量間隙要求，收口后出現(xiàn)間隙配合部位間隙不均勻，間隙精度不能保證，導(dǎo)致關(guān)節(jié)易卡滯、運(yùn)動不靈活、磨損較快、容易脫出等問題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能。
[0018]參見圖1-3，一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，包括球帽1、球桿3和鎖固卡環(huán)2，鎖固卡環(huán)3內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其特征是在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開一切口角α作為球帽I收口處6的共軛面。
[0019]一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，其中:切口角α為60。，切口角形成后，切口后L的厚度要求最小0.4 mm。
[0020]使用時(shí)，鎖固卡環(huán)內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其配合間隙公差僅千分之幾，為保證球關(guān)節(jié)在收口后，相配合的球形面間隙的均勻性，在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開合適角度的切口，此切口稱為鎖固卡環(huán)的切口角α，切口角α的主要功用是使切口角α部位強(qiáng)度低于卡環(huán)圓周的其它部位，應(yīng)力暫時(shí)集中于切口處，從而確保卡環(huán)斷裂時(shí)的準(zhǔn)確位置。球帽1、鎖固卡環(huán)2、球桿3三者組合時(shí)，需用一球形工裝作用于鎖固卡環(huán)SDl球形面內(nèi)，使卡環(huán)從切口角α處自然裂開，應(yīng)力自然消失，而自然裂開處的兩斷面為共軛面，正是由于此共軛面的形成，使得球帽I在收口時(shí)，卡環(huán)斷裂形成的兩斷面能完全吻合，鎖固卡環(huán)自身的內(nèi)球面不會變形，也不會產(chǎn)生相對球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環(huán)SDl球形面將能完好保持?jǐn)嗔亚暗男螤睿ＷC了鎖固卡環(huán)SDl球形面與球頭的精密配合關(guān)系。
[0021]參見圖4，本實(shí)用新型應(yīng)用于柱塞泵鎖固，滑靴4相當(dāng)于球帽1，球頭柱塞5相當(dāng)于球桿3。
[0022]徑向柱塞泵具有效率高、耐壓高，傳輸功率大、轉(zhuǎn)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃油增壓系統(tǒng)中，在高轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速達(dá)5000 rpm左右)運(yùn)行的徑向柱塞泵中，由于轉(zhuǎn)速高，柱塞泵中柱塞徑向往復(fù)運(yùn)動次數(shù)多，與斜盤接觸的球關(guān)節(jié)柱塞空間擺動頻率較高，圖5原結(jié)構(gòu)的柱塞泵在經(jīng)過4H磨合期，部分球頭柱塞在某一角度上存在輕微卡滯，分解檢查柱塞球面，球面存在發(fā)絲狀磨痕。實(shí)踐中，由于柱塞泵長時(shí)間高轉(zhuǎn)速工作帶來的柱塞高頻率擺動，柱塞球頭部位易松動，嚴(yán)重時(shí)脫出，給產(chǎn)品帶來較大危害，最終結(jié)果是導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性較差，壽命短。
[0023]如圖2中，SDl是與柱塞球頭相配合的球形面，本例中選擇的配合間隙公差僅
0.007mm，D3為此型卡環(huán)的外徑，α切口角為60°，切口角形成后，L的厚度要求最小0.4mm。如圖4，滑靴4、鎖固卡環(huán)2、球頭柱塞5三者連接時(shí)，需采用一端為球頭形工裝作用于鎖固卡環(huán)SDl球形面內(nèi)，使卡環(huán)從切口角處自然裂開，使得滑靴4在收口時(shí)，鎖固卡環(huán)將不能產(chǎn)生相對柱塞球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環(huán)SDl球形面將能完好保持?jǐn)嗔亚暗男螤?，保證了鎖固卡環(huán)SDl球形面與柱塞球頭的精密配合關(guān)系。經(jīng)實(shí)踐，開切口角收口的球頭柱塞的柱塞泵在經(jīng)過4H磨合期，分解檢查柱塞球面，球面基本保持光亮無痕，消除了原球關(guān)節(jié)鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的易卡滯、關(guān)節(jié)運(yùn)動不靈活、磨損較快、關(guān)節(jié)容脫出等問題，提高了此型泵的可靠性。
[0024]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，任何未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，包括球帽(I)、球桿(3)和鎖固卡環(huán)(2)，鎖固卡環(huán)(3)內(nèi)球面是與球頭相配合的球形面，其特征是:在鎖固卡環(huán)的外徑圓周徑向上開一切口角α作為球帽(I)收口處(6)的共軛面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有新鎖固卡環(huán)結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，其特征是:切口角α為60° ,切口后L的厚度最小0.4 mm。
【文檔編號】F16C11/10GK203770376SQ201420165998
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】楊天兵, 常劍鋒, 王洪偉, 柴文偉, 吳軍 申請人:貴州紅林機(jī)械有限公司