Ключевым и наиболее сложным элементом любых систем подвески является шаровый шарнир. В процессе повседневной эксплуатации шаровые шарниры испытывают значительные нагрузки. В зависимости от места их установки и самой конструкции подвески они могут нести на себе весьма значительную долю массы автомобиля, а также подвергаются систематическим ударам при езде по неровностям, ямам и т. п.
На первый взгляд конструкция шарового шарнира проста. В корпусе с шарообразной же полостью размещается цапфа— шарообразная головка с « пальцем ». Однако, чтобы такая конструкция работала в условиях постоянного движения, необходим ряд дополнительных элементов: стопорных и опорных колец, пружинных элементов, донных заглушек или крышек. И конечно— вкладышей с низкими фрикционными свойствами. Если в прежние времена в шарнирах использовались пары трения « металл – металл », то сегодня применяются так называемые низкофрикционные шарниры.
Шаровая головка в современной шаровой опоре, рулевом наконечнике или другом шаровом шарнире подвески Lemförder окружена вкладышем, изготовленным из специальных материалов. Обычно это высокопрочный полимер с низким коэффициентом трения, устойчивый к термическим нагрузкам. Конструкция и материал вкладыша зачастую определяется местом шарнира в подвеске и типом( классом) транспортного средства. В ряде шарниров, в частности шаровых опор, в зависимости от способа их установки( верхняя или нижняя), в одних случаях усилие прилагается на вдавливание, в других— на вырывание цапфы из корпуса.
Если нагрузка такова, что ее может выдержать только цельная конструкция, то в случае нагрузки на выдавливание цапфы корпус шарнира обычно цельный с противоположной пальцу стороны и завальцован со стороны пальца. В таких шарнирах вкладыш может охватывать всю поверхность шаровой головки, кроме отверстия для перемещения пальца. В тех же случаях, когда нагрузка идет на вырывание, обычно корпус шарнира состоит из двух частей— корпус закрывается донной гайкой или впрессованной крышкой. В таких шарнирах может использоваться кольцевой вкладыш, а иногда два вкладыша: верхний кольцевой— жестко закрепленный, и нижний— чашеобразный, иногда подпружиненный упругим элементом.
Отличительная особенность шарниров Lemförder, которая делает их узнаваемыми даже без взгляда на клеймо, состоит в том, что значительная доля шаровых опор и большая часть всех других шарниров имеют самую сложную конструкцию. В ней и снизу есть впрессованная крышка или донная гайка, и со стороны пальца шарнир имеет стопорный элемент.
Естественно, это не касается случаев, когда автопроизводителем был продиктован иной вариант. Однако в тех случаях, когда такая конструкция в принципе применима, в Lemförder отдают предпочтение именно ей. Указанная схема дает наибольшую свободу в конструировании внутренних элементов и поэтому позволяет достичь наилучших функциональных характеристик в сочетании с максимальной ходимостью.
Вообще, при конструировании шарового шарнира инженерам Lemförder, как это часто бывает в технике, приходится решать ряд взаимно противоречивых задач. А также применять технологии, благодаря которым шарнир может иметь большой эксплуатационный ресурс при условии необслуживаемости— без дополнительной смазки, подтягивания для устранения люфтов и т. п.
Увеличение зазоров вследствие износа поверхностей трения является одним из основных процессов естественного износа шарниров. В результате происходит так называемое разбалтывание, когда палец, кроме вращательного движения, начинает перемещаться поступательно. При сильном износе шаровой опоры возникают люфты, и тогда чрезмерные ударные нагрузки могут привести к вырыванию пальца из корпуса. Поэтому необходимо рассчитать оптимальную плотность посадки шаровой головки.
С одной стороны, сопряженность шаровой головки и вкла-
AFTERMARKET. IN. UA 02.2018 9