Что такое шаровые шарниры?

В мире автомобилей шаровые шарниры относятся к подшипникам, соединяющим поворотные кулаки и рычаги управления. Они имеют сферическую форму. Они также присутствуют во всех автомобилях. По сравнению с анатомией человека шаровые шарниры представляют собой тазобедренный сустав, потому что оба имеют шарнирно-гнездное расположение.

Углубляясь в конструкцию шаровых шарниров, они состоят из гнезда подшипника и шпильки, которые соединены внутри корпуса. Все, что составляет шаровой шарнир, содержит сталь. Обсудив вкратце каждую часть шарового шарнира, шпилька имеет резьбу и конус. Он соединяется с поворотным кулаком через коническое отверстие. Между тем, корпус гарантирует, что грязь не попадет в стык. Обычно он имеет форму резинового чехла, позволяющего смазке выполнять свою работу для плавного движения.

Шаровые шарниры, обеспечивающие полный контроль движения, имеют внутреннюю пружину, чтобы избежать проблем со звеном. Возможный результат проблем с подключением — вибрация.

Наука позади

Давайте узнаем больше о научной теории, лежащей в основе шаровых шарниров, по одной идее за раз, чтобы полностью понять основы их функций и сильных сторон:

  • Плоскости и вращение

    Шаровая опора свободно допускает вращение в двух плоскостях одновременно. Когда он работает с другим шаровым шарниром с рычагами управления, движение будет в трех плоскостях. Результатом является способность автомобиля обеспечивать пассажирам комфортную поездку благодаря подвеске и позволять управлять автомобилем с рулевого колеса.

  • 3-осевая артикуляция

    Наличие шаровых шарниров в верхней и нижней части позволяет выполнять шарнирное сочленение по трем осям. Для облегчения понимания это просто означает снятие ограничений по осям рычага управления, не заставляя их все время быть параллельными. Как только оси поперечного рычага могут свободно перемещаться асимметрично, углы развала и кастера можно легко регулировать.

    Что такое шаровые шарниры?
  • Угол носка

    Самый простой способ объяснить угол схождения — это симметрия, которую создают колеса, когда они следуют за продольной осью автомобиля. Теперь шаровые опоры не контролируют угол схождения напрямую. Однако для рулевой тяги требуется как минимум четыре шарнира или шаровых шарнира для успешной установки схождения.

    Что такое шаровые шарниры?
  • Подвеска шарового шарнира

    Этот тип подвески очень регулируется, поэтому производители могут упростить управление автомобилем и сделать его более устойчивым на дороге. Это также увеличивает срок службы шин за счет более плавного движения. Между самой подвеской и шаровыми шарнирами существует хорошая гармония.

Цель

Колеса и подвеска должны работать вместе без каких-либо проблем для более безопасной езды. Что делает это возможным? Шаровые опоры гарантируют, что гибкое движение колес будет взаимодействовать с подвеской. Неудивительно, что они используются в передней подвеске всех современных автомобилей. У некоторых элитных автомобилей даже сзади есть шаровые опоры. В старых автомобилях использовались шкворень, шкворень и цапфа, но в наши дни система шаровых шарниров всегда будет лучше.

Еще одно предназначение шаровых шарниров в автомобилях — служить в качестве концов рулевых тяг или узлов внутреннего гнезда. Для других применений шаровые шарниры могут использоваться для механических кукол и других устройств, для движения которых требуется вращение.

Смазка

Шаровые шарниры нуждаются в смазке, чтобы легко поворачиваться. К счастью, большинство из них герметично закрыты для непрерывной и неограниченной смазки.

  • Пресс-масленка

    В прошлом шаровые шарниры содержали пресс-масленки в качестве уплотнения. Обратной стороной является то, что вам потребуется проводить техническое обслуживание чаще, чем это требуется сегодня, чтобы смазать суставы.

    Однако у пресс-масленки были свои дни славы. Смазка была такой густой, что через несколько месяцев или лет она могла сломать пломбу. Кроме того, добавление смазки вручную помогло очистить шаровые опоры.

  • Герметичные шаровые шарниры

    В конечном итоге пресс-масленка была вытеснена настоящими уплотнениями шаровых шарниров, потому что интервал обслуживания новых моделей автомобилей обычно составляет не менее 12 000 миль. Большинство автовладельцев, как правило, полагаются на длительный интервал обслуживания, так как они полностью забудут смазать шарниры, если масленка все еще используется. Отсутствие смазки приводит к неисправности шаровых шарниров, что может привести к одной ужасной аварии.

    Кроме того, с появлением пожизненной смазки шаровых опор, металлокерамических подшипников и усиленных манжетных уплотнений смазка лучше удерживается. Раньше металлокерамические подшипники изготавливались из пластика или полимера с уплотнением от производителя.

Неисправность

Для новых моделей автомобилей шаровые опоры могут выйти из строя на 80 000 миль. Вы узнаете, когда шаровой шарнир начнет выходить из строя, когда услышите звук взрыва, исходящий изнутри.

  • Странные звуки

    По мере того, как проблема заходит дальше, тревожные звуки, такие как щелчки, хлопки и щелчки, когда вы поворачиваете машину, начнут привлекать ваше внимание. Визг также может возникать, когда вы поворачиваете машину, нажимаете на тормоз или ударяете по неровностям дороги. Одна из причин этих звуков — сухие шаровые опоры. Сухость способствует трению, что затрудняет управление движением автомобиля.

  • Эффекты

    Полная неисправность шаровых опор приводит к полной потере управления. Шина окажется под неестественным углом, сильно останавливая машину. Неисправное соединение может повлиять на другие системы из-за попадания мусора в некоторые детали автомобиля.

Сферический шарнир качения

Теперь, когда мы изучили основы шаровых шарниров, давайте поднимем тему на более высокий уровень и рассмотрим специальный тип шарниров качения.

  • Цель

    SRJ — это улучшенный шаровой шарнир с превосходной точностью. Он включает в себя сферическое внутреннее и внешнее кольцо с шарикоподшипниками в качестве разделителя. Подшипники находятся внутри сферического фиксатора. Они перемещаются по внешней и внутренней поверхностям. Вся конструкция направлена ​​на то, чтобы шарнир мог свободно двигаться без сильного трения. Из-за этого SRJ также используются в робототехнике.

    Что касается корпуса, то он позволяет SRJ выдерживать более интенсивные нагрузки в таком небольшом пространстве. Однако шаровой шарнир можно повернуть назад, чтобы выдерживать более высокую нагрузку, но при меньшем перемещении.

  • Альтернативы

    Карданный шарнир может заменить SRJ. У него всего два сустава. Но SRJ всегда будет лучше из-за избегания кинематической сингулярности. Сферические подшипники скольжения также могут быть альтернативой SRJ, но они имеют более высокое трение, несмотря на обещание дальнейшего предварительного натяга шарниров.

Резюме

Шаровые опоры могут быть крошечными по сравнению с размером автомобиля, но они очень важны для движения колес. Это говорит о том, что какой бы крошечной ни была деталь автомобиля, она всегда будет необходима в системе. Хорошее доказательство — неисправность одного шарового шарнира. Могут быть и другие шаровые опоры, но поврежденный из-за раздражающих звуков и вибраций может стать началом ужасной езды на автомобиле.

С другой стороны, вы также можете проверить наш взгляд на компрессор переменного тока и узнать, как он работает.