一種具有新鎖固卡環結構的球關節制造技術

本實用新型專利技術公開了一種具有新鎖固卡環結構的球關節，包括球帽（1）、球桿（3）和鎖固卡環（2），鎖固卡環（3）內球面是與球頭相配合的球形面，其特征是：在鎖固卡環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。本實用新型專利技術新的鎖固卡環使切口角α部位強度低于卡環圓周的其它部位，應力暫時集中于切口處，從而確保卡環斷裂時的準確位置，當一球形工裝作用于鎖固卡環球形面時，使卡環從切口角α處自然裂開，應力自然消失，而自然裂開處的兩斷面為共軛面，使得球帽在收口時，卡環斷裂形成的兩斷面能完全吻合。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種具有新鎖固卡環結構的球關節
本技術涉及機械領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動的球關節，特別是一種具有新鎖固卡環結構的球關節。
技術介紹
球關節及關節鎖固卡環結構廣泛應用于機械空間傳動中。兩物體用球關節連接，通過球關節鎖固卡環鎖緊并保持穩固后，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動。主要應用于機床機械手，機器人運動關節，汽車液壓門拉桿、球關節結構式柱塞的徑向柱塞泵等領域。應用中，由于產品球關節結構處的返復運動次數較多，球頭關節部位易松動，磨損較快，嚴重時脫出，給產品帶來較大危害。在應用于某些高轉速的環境下，由于球頭關節長時間高轉速工作帶來的關節高頻率擺動，球頭關節部位易松動，嚴重時脫出，給產品帶來較大危害，最終結果是導致產品可靠性較差，壽命短。例如，球關節結構應用于徑向柱塞泵球頭柱塞上，由于轉速高，柱塞泵中柱塞徑向往復運動次數多，與斜盤接觸的球關節柱塞空間擺動頻率較高，原來老式鎖固環關節結構的柱塞泵在經過4H磨合期，在某一角度上存在輕微卡滯，分解檢查球面，球面存在發絲狀磨痕。其原因主要為原來的球頭關節鎖緊結構不可靠所致。原球頭關節鎖緊結構在制造過程中就具有了較大難度，加工制造時就容易出現卡滯，不靈活，為了保證靈活性，采用拉動關節，使其間隙增大，從而保證靈活。經分析，應用中常出現關節的卡滯，運動不靈活，磨損較快、、容脫出、壽命短等一系列問題，主要原因系球關節鎖緊環結構不合理所致。
技術實現思路
為了克服原球關節鎖緊環結構現有技術的不足，本技術提供了一種新的球關節鎖固卡環，該鎖固卡環解決了普通球關節鎖固結構中常出現制造難度大，關節易卡滯、運動不靈活，磨損較快、易脫出、壽命短等問題，可推廣應用于機械結構中帶球關節的連接鎖固。本技術的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的:一種具有新鎖固卡環結構的球關節，包括球帽、球桿和鎖固卡環，鎖固卡環內球面是與球頭相配合的球形面，其特征是在鎖固卡環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。一種具有新鎖固卡環結構的球關節，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。使用時，鎖固卡環內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，為保證球關節在收口后，相配合的球形面間隙的均勻性，在鎖固卡環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的切口角α，切口角α的主要功用是使切口角α部位強度低于卡環圓周的其它部位，應力暫時集中于切口處，從而確保卡環斷裂時的準確位置。球帽1、鎖固卡環2、球桿3三者組合時，需用一球形工裝作用于鎖固卡環SDl球形面內，使卡環從切口角α處自然裂開，應力自然消失，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，卡環斷裂形成的兩斷面能完全吻合，鎖固卡環自身的內球面不會變形，也不會產生相對球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環SDl球形面將能完好保持斷裂前的形狀，保證了鎖固卡環SDl球形面與球頭的精密配合關系。本技術與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本技術新的球關節鎖固卡環結構特有的切口角，讓鎖固卡環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，保證了球頭關節收口鎖緊過程中卡環自身內球面的精度，同時確保了卡環球形面與球頭的精密配合關系，使兩者配合間隙保持均勻；收口過程中鎖固卡環與球頭將不會產生相對的微小滑動位移量，使得球關節不僅容易加工制造，且消除由于原球關節鎖固卡環結構產生的易卡滯、關節運動不靈活、磨損較快、關節容脫出等問題；避免了直接開口結構收口后形成局部線接觸而導致其配合間隙不均勻現象，從而提高了球頭關節的可靠性和使用壽命，保證其應用中的安全可靠性，擴大其應用領域的廣泛性。【附圖說明】圖1為本技術的結構示意圖；圖2為本技術鎖固卡環的結構示意圖，圖3為圖2的左視圖；圖4為本技術另一實施例示意圖，圖5為本技術現有技術中的原鎖固卡環示意圖。圖中標記:1、球帽；2、鎖固卡環；3、球桿；4、滑靴；5、球頭柱塞；6、收口處。【具體實施方式】以下結合附圖及較佳實施例，對依據本技術提出的一種具有新鎖固卡環結構的球關節【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。參見圖5，原結構的鎖固卡環以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本身內球面的精度要求，且收口過程中鎖固卡環與球頭產生相對微量滑動，導致局部線接觸而不能很好的保持鎖固卡環與球頭面的微量間隙要求，收口后出現間隙配合部位間隙不均勻，間隙精度不能保證，導致關節易卡滯、運動不靈活、磨損較快、容易脫出等問題，嚴重影響產品的性能。參見圖1-3，一種具有新鎖固卡環結構的球關節，包括球帽1、球桿3和鎖固卡環2，鎖固卡環3內球面是與球頭相配合的球形面，其特征是在鎖固卡環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。一種具有新鎖固卡環結構的球關節，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。使用時，鎖固卡環內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，為保證球關節在收口后，相配合的球形面間隙的均勻性，在鎖固卡環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的切口角α，切口角α的主要功用是使切口角α部位強度低于卡環圓周的其它部位，應力暫時集中于切口處，從而確保卡環斷裂時的準確位置。球帽1、鎖固卡環2、球桿3三者組合時，需用一球形工裝作用于鎖固卡環SDl球形面內，使卡環從切口角α處自然裂開，應力自然消失，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，卡環斷裂形成的兩斷面能完全吻合，鎖固卡環自身的內球面不會變形，也不會產生相對球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環SDl球形面將能完好保持斷裂前的形狀，保證了鎖固卡環SDl球形面與球頭的精密配合關系。參見圖4，本技術應用于柱塞泵鎖固，滑靴4相當于球帽1，球頭柱塞5相當于球桿3。徑向柱塞泵具有效率高、耐壓高，傳輸功率大、轉速范圍寬等優點而被廣泛應用于燃氣輪機燃油增壓系統中，在高轉速(額定轉速達5000 rpm左右)運行的徑向柱塞泵中，由于轉速高，柱塞泵中柱塞徑向往復運動次數多，與斜盤接觸的球關節柱塞空間擺動頻率較高，圖5原結構的柱塞泵在經過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，球面存在發絲狀磨痕。實踐中，由于柱塞泵長時間高轉速工作帶來的柱塞高頻率擺動，柱塞球頭部位易松動，嚴重時脫出，給產品帶來較大危害，最終結果是導致產品可靠性較差，壽命短。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2、球頭柱塞5三者連接時，需采用一端為球頭形工裝作用于鎖固卡環SDl球形面內，使卡環從切口角處自然裂開，使得滑靴4在收口時，鎖固卡環將不能產生相對柱塞球頭的微量滑動，收口完成后，鎖固卡環SDl球形面將能完好保持斷裂前的形狀，保證了鎖固卡環SDl球形面與柱塞球頭的精密配合關系。經實踐，開切口角本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有新鎖固卡環結構的球關節，包括球帽（1）、球桿（3）和鎖固卡環（2），鎖固卡環（3）內球面是與球頭相配合的球形面，其特征是：在鎖固卡環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。

【技術特征摘要】
1.一種具有新鎖固卡環結構的球關節，包括球帽(I)、球桿(3)和鎖固卡環(2)，鎖固卡環(3)內球面是與球頭相配合的球形面，其特征是:在鎖固卡環的外徑圓周徑向上開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊天兵，常劍鋒，王洪偉，柴文偉，吳軍，
申請(專利權)人：貴州紅林機械有限公司，
類型：新型
國別省市：貴州;52