专利名称：线接触式球铰运动副的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械运动副，特别是一种适合在重载荷下运动的球 铰结构。
背景技术：
动力机械中直行活塞与摆动连杆的连接结构均为球铰结构。现有技 术的球铰结构是连杆球头与活塞内球窝面接触，两者之间接触面越大， 接触比压越小，则表明该球铰结构配合质量越好。此种传统的球铰结构 广泛应用在常规动力机械中，完全满足动力传递要求。随着制造业的发 展，大型化、重载化的设备需配备相应功率的动力装置，将现有技术的 球铰结构应用到大功率液压传动装置中，因连杆与活塞相连接的球铰结 构承受重载荷，在接触面之间不易建立润滑油膜，运动摩擦产生的热量 不易散去，此工况下该球铰结构便很快失效，失效表现形式主要是球铰 结构相互咬死。
发明内容
本发明主要针对现有技术在重载荷条件下不易建立润滑油膜的不 足，提出一种结构简单、制造容易，重载荷时有足够的润滑油膜，使转 动灵活、发热量少、使用寿命长的线接触式球铰运动副。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
线接触式球铰运动副，它包括连杆、活塞和油缸体。所述连杆顶端
设有半径为Rg的球冠，该球冠与活塞内球窝接触配合，活塞顶面中部设 有贯通内球窝的平衡油孔。其改进之处在于所述活塞的内球窝为异形 孔，处在上端的上锥孔与连杆顶端球冠相切，处在中段的球形孔半径为 Rw,底端为下锥孔，下锥孔上端与球形孔在连杆的球冠中心相平处相切。
3所述连杆的球冠与活塞上锥孔配合时，两者的中心距为H=0. 5 ~ 1. 2mm。 上述结构中，活塞内球窝的上锥孔与连杆顶端球冠相贯圆与球心形
成的锥体的顶锥角，相对活塞中轴线夹角6=20~ 30°。活塞的内球窝中
段球形孔半径Rw大于球冠半径Rg, Rw-l. 05 ~ 1. 3Rg。 本发明与现有技术相比，具有以下积极效果
1、 连杆的球冠与活塞的上锥孔配合是直线与曲面之间的接触，该 线接触处具有楔角，从平衡油孔进入的润滑油在此易形成楔形油膜，楔 形油膜直接改善球铰结构的润滑条件，有效避免重载时球铰结构运动因 缺油发生烧结事故；
2、 活塞内球窝敞口结构比全包容结构散热快，在楔形油膜条件下，
球铰结构运动发热量少；
3、 活塞的上锥孔比现有技术的球形内孔易加工成形，无需研磨工序。
图l是本发明结构示意图。
图2是现有技术结构示意图。
具体实施例方式
下面根据附图所示并结合实施例，对本发明作进一步说明。 附图1所示的线接触式球铰运动副，它包括连杆l、活塞2和油缸 体3。所述连杆1顶端设有半径为Rg的球冠，该球冠与活塞2内球窝接 触配合，活塞2顶的中部设有贯通内球窝的平衡油孔2.4。所述活塞2 的内球窝为异形孔，处在上端的上锥孔2. 1与连杆1顶端球冠相切，切 线点相对活塞2中轴线的夹角6=20~30°。处在中段的球形孔2.2半径 为Rw， Rw=1.05~l. 3Rg。底端为下锥孔2. 3,下锥孔2. 3上端与球形孔 2.2在连杆1的球冠中心相平处相切。所述连杆1的球冠与活塞2上锥 孔2. l配合时，两者的中心距为H=0. 5~1.2mm。本实施例是单排流量为 12.6L/r径向柱塞液压马达的活塞2与连杆1的线接触式球铰运动副。 其中的连杆1顶端球冠半径Rg=35mm,活塞2内球窝中的球形孔2. 2半径Rw-37imi, Rw=l. 06Rr。连杆1的球冠与活塞2上锥孔2. 1配合时，两 者的中心距H-O. 8mm。连杆1顶端球冠与活塞2的上锥孔2. 1相切，切 线点相对活塞2中轴线的夹角6=20°。在上述结构及定值参数下，连杆 1的球冠与活塞2的上锥孔2.1配合是直线与曲面之间的接触，该线接 触处具有楔角，从平衡油孔2.4进入的润滑油在此易形成楔形油膜，楔 形油膜直接改善球铰结构的润滑条件，有效避免重载时球铰结构运动因 缺油发生烧结事故。另外，本发明活塞2内球窝釆用敞口结构，比图2 所示的现有技术全包容结构散热快，不会产生过热现象。球铰结构有良 好的润滑条件，在重载条件下转动灵活、发热量少、使用寿命长。
权利要求
1、一种线接触式球铰运动副，它包括连杆(1)、活塞(2)和油缸体(3)；所述连杆(1)顶端设有半径为Rg的球冠，该球冠与活塞(2)内球窝接触配合，活塞(2)顶面中部设有贯通内球窝的平衡油孔(2.4)；其特征在于所述活塞(2)的内球窝为异形孔，处在上端的上锥孔(2.1)与连杆(1)顶端球冠相切，处在中段的球形孔(2.2)半径为Rw，底端为下锥孔(2.3)，下锥孔(2.3)上端与球形孔(2.2)在连杆(1)的球冠中心相平处相切；所述连杆(1)的球冠与活塞(2)上锥孔(2.1)配合时，两者的中心距为H＝0.5～1.2mm。
2、 根据权利要求1所述的线接触式球铰运动副，其特征在于所 述活塞(2)内球窝的上锥孔(2.1)，与连杆(1)顶端球冠相贯圆与球 心形成的锥体顶锥角，相对活塞(2)中轴线的夹角6=20~ 30°。
3、 根据权利要求1所述的线接触式球铰运动副，其特征在于所 述活塞(2)的内球窝中段球形孔(2.2)半径Rw大于球冠半径Rg, Rw=l. 05 ~ 1. 3Rg。
全文摘要
本发明公开了一种线接触球铰运动副，它包括连杆、活塞和油缸体。所述连杆顶端球冠与活塞内球窝接触配合，活塞顶面中部设有贯通内球窝的平衡油孔。本发明中活塞的内球窝为异形孔，上端的上锥孔与连杆顶部球冠相切，中段是球形孔，底端为下锥孔，下锥孔上端与球形孔在连杆的球冠中心相平处相切。连杆的球冠与活塞上锥孔配合时，两者的中心相距为H＝0.5～1.2mm，两者的配合是直线与曲面之间的接触，该线接触处具有楔角，从平衡油孔进入的润滑油在此易形成楔形油膜，楔形油膜直接改善球铰结构的润滑条件，有效避免重载时球铰结构运动因缺油发生烧结事故。本发明在重载时保持润滑，转动灵活、发热量少、使用寿命长，特别适合作大功率液压马达中的球铰结构。
文档编号F16J1/22GK101504075SQ20091002597
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者储祥林, 沈玉宝, 陈加其, 陈振国, 韩玉彬, 骏 马 申请人:江苏恒威机械制造有限公司