阅读说明：本技术 大摆角、大长径比的向心关节轴承及其密封圈注塑成型方法 (Radial spherical plain bearing with large swing angle and large length-diameter ratio and sealing ring injection molding method thereof ) 是由 朱伟 徐金峰 陈亚林 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大摆角、大长径比的向心关节轴承及其密封圈注塑成型方法。该向心关节轴承包括外圈、内圈、密封圈及油脂；内圈的外壁在中部设置外球面,外圈的内壁在与外球面对应的位置处设置匹配的内球面；外圈的内壁在内球面的两侧对称地设置有内凹的半封闭容纳腔,该半封闭容纳腔的外侧壁紧靠着外圈的端面设置；内圈的外壁在紧靠着内球面的两侧对称地设置有内凹的嵌槽；所述密封圈整体呈S形设置,包括S形橡胶基体、骨架以及弹簧；S形橡胶基体的骨架端恰能嵌装在半封闭容纳腔内,而弹簧端则能够紧箍住嵌槽的槽底；油脂填充在外圈、内圈外侧并经S形橡胶基体密封住的区域。因此,本发明相对于常规轴承来说,具有较大的长径比及较大的摆角。(The invention discloses a radial spherical plain bearing with a large swing angle and a large length-diameter ratio and a sealing ring injection molding method thereof. The radial spherical plain bearing comprises an outer ring, an inner ring, a sealing ring and grease; the outer wall of the inner ring is provided with an outer spherical surface in the middle, and the inner wall of the outer ring is provided with a matched inner spherical surface at a position corresponding to the outer spherical surface; the inner wall of the outer ring is symmetrically provided with concave semi-closed accommodating cavities at two sides of the inner spherical surface, and the outer side walls of the semi-closed accommodating cavities are arranged close to the end surface of the outer ring; the outer wall of the inner ring is symmetrically provided with concave caulking grooves at two sides close to the inner spherical surface; the whole sealing ring is arranged in an S shape and comprises an S-shaped rubber base body, a framework and a spring; the framework end of the S-shaped rubber matrix can be just embedded in the semi-closed accommodating cavity, and the spring end can tightly clamp the groove bottom of the caulking groove; grease is filled in the areas which are outside the outer ring and the inner ring and sealed by the S-shaped rubber matrix. Therefore, compared with the conventional bearing, the bearing has a larger length-diameter ratio and a larger swing angle.)

大摆角、大长径比的向心关节轴承及其密封圈注塑成型方法

技术领域

本发明涉及一种向心关节轴承，尤其是一种大摆角、大长径比的向心关节轴承，适用于工程车辆、休闲车辆的减震机构。

背景技术

常规轴承一般长径比较小，轴承的摆动角度也较小，在大转向、大摆幅的设备（主要是工程车辆、休闲车辆的减震机构）中无法一次性满足要求，需要在大量辅助件的协助下才能勉强满足要求，过多的辅助件增加了组装的难度，同时降低了设备的精度，并且不利于设备后期保养及维护。

同时，大多数的常规轴承中，密封元件唇口较薄、较软，在装配、使用过程中极易变形，破损，对于密封性能没有长期有效的保障。

还需要特别提及的是，由于长径比较小，则密封空间有限，润滑油脂注入量有限，需要在使用过程中持续注油润滑，一方面工序繁琐；另一方面，则在设计时，必然需要设计注油通道，并配备注油需要的各种辅助设备，增加运营成本。

另外，工程车辆、休闲车辆的减震机构，一般工作环境较差，对减震轴承的要求较高，同时，防尘、防腐方面也有较高要求。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种大摆角、大长径比的向心关节轴承，其相对于常规轴承来说，具有较大的长径比以及较大的摆角。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种大摆角、大长径比的向心关节轴承，包括外圈、内圈、密封圈以及油脂；内圈的外壁在中部设置外球面，外圈的内壁在与外球面对应的位置处设置匹配的内球面；外圈的内壁在内球面的两侧对称地设置有内凹的半封闭容纳腔，该半封闭容纳腔的外侧壁紧靠着外圈的端面设置；内圈的外壁在紧靠着内球面的两侧对称地设置有内凹的嵌槽；所述密封圈整体呈S形设置，包括S形橡胶基体、骨架以及弹簧；S形橡胶基体的一端设置为骨架端，嵌装有骨架；另一端则为弹簧端，嵌装有弹簧；S形橡胶基体的骨架端恰能嵌装在半封闭容纳腔内，而弹簧端则能够紧箍住嵌槽的槽底；油脂填充在外圈、内圈外侧并经S形橡胶基体密封住的区域。

进一步地，S形橡胶基体的一端沿着长度方向继续伸展长度L后，外折形成骨架端。

进一步地，内圈表面采用电镀的表面处理方式，外圈表面采用磷化处理表面处理工艺。

进一步地，嵌槽的外侧壁倾斜设置。

本发明的另一个技术目的是提供一种密封圈注塑成型方法，基于注塑模成型，注塑模包括上模组件、下模组件，上模组件通过导柱连接在下模组件的上方，且上模组件包括上盖板、型腔上模，型腔上模的上表面与上盖板固定连接成一体；下模组件包括型腔下模和底座，型腔下模的下表面与底座固定连接成一体；型腔上模的下表面与型腔下模的上表面之间能够形成一个以上的型腔；在型腔内与S形橡胶基体的骨架端对应的位置处置放骨架，在与S形橡胶基体的弹簧端对应的位置处置放弹簧；通过往型腔中注入橡胶，即可成型一端嵌有骨架、另一端嵌有弹簧的S形密封圈。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

1、本发明内圈的外壁在紧靠着内球面的两侧对称地设置有内凹的嵌槽，使得内圈的两边多了“耳朵”结构，增大了长径比，外圈可以相对内圈摆动更大范围，更加满足减震器摆动范围大的需求，同时也给密封圈提供了更大的空间，可以储存更多的油脂，保证了产品在工作寿命内可以做到永久润滑。

2、本发明将所述密封圈设置成S型结构，并一端设置成嵌装有骨架的骨架端、另一端设置成嵌装有弹簧的弹簧端，原因在于，S型结构，保证了内外圈相对摆动时密封圈具有良好的延展性，在大摆角情况下保证密封圈两侧固定，具有密封持久的特性；而通过骨架端嵌装在半封闭容纳腔内、弹簧端紧箍住嵌槽的槽底，保证了密封圈在工作过程中的密封性能，有效防止了密封圈在工作过程中出现的脱落风险。

综上所述，本发明所述轴承较大的长径比放宽了密封元件的设计，摆脱了传统的密封件受结构、空间的影响，特种轴承增加的密封元件的厚度及硬度，并在唇口处增加的弹簧锁扣装置，使唇口具有了更大的变形韧性，在轴承使用寿命期间，不会因为密封件的疲劳、磨损而降低了密封性能，从而达到永久密封效果；在此密封优势下，我们还将密封空间最大化，以此来注入更多的润滑油脂，省去了传统轴承在使用过程中持续注油润滑的繁琐工序，不仅省去了注油通道设计，而且也减少了因注油而产生的辅助设备，降低设备的成本；我们还对此类特种轴承内圈表面进行化学处理，其中多采用镀镍、镀锌等表面处理方式，加强了轴承表面的防腐蚀性能，避免了因储存、运输等时间长而导致的轴承腐蚀，同时当轴承工作环境处于强酸、强碱等恶劣工况下时，我们有了更好的选择求。

附图说明

图1是本发明所述轴承的结构示意图；

图2是本发明所述密封圈的结构示意图；

图3是本发明所述注塑模的俯视图；

图4是本发明所述注塑模的A-A剖视图；

图5是本发明所述注塑模的B-B剖视图；

图中：1、外圈；1-1、外圈的外壁；1-2、内球面；1-3、外圈的内壁在靠近两端面的位置处内凹形成的用于容纳密封圈骨架的半封闭容纳腔；1-4、半封闭容纳腔的外侧壁；2-内圈；2-1、嵌槽；2-2、外球面；2-3-1、嵌槽的外侧壁；2-3-2、内圈的外壁；2-4、内圈的端面；2-5、内圈的内径；3、密封圈；3-1、橡胶基体；3-2、弹簧；3-3、骨架；4、油脂；5-1、上盖板；5-2、型腔上模；5-3、型腔下模；5-4、底座；5-5、螺钉；5-6、导柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1、图2所示，本发明所述的大摆角、大长径比的向心关节轴承，包括外圈、内圈、密封圈以及油脂；其中：

所述内圈，在外壁的中部处设置外球面，且内圈的外壁在紧靠着内球面的两侧对称地设置有内凹的嵌槽；嵌槽的外侧壁与内圈的端面之间存在一段距离，由此可知，本发明所述的内圈的两边多了“耳朵”结构，增大了长径比，外圈可以相对内圈摆动更大范围，更加满足减震器摆动范围大的需求，同时也给密封圈提供了更大的空间，可以储存更多的油脂，保证了产品在工作寿命内可以做到永久润滑。

所述外圈，内壁在与外球面对应的位置处设置匹配的内球面；外圈的内壁在内球面的两侧对称地设置有内凹的半封闭容纳腔，该半封闭容纳腔的外侧壁紧靠着外圈的端面设置。

所述密封圈，整体呈S形设置，包括S形橡胶基体、骨架以及弹簧；S形橡胶基体的一端设置为骨架端，嵌装有骨架；另一端则为弹簧端，嵌装有弹簧。

S形橡胶基体的骨架端恰能嵌装在半封闭容纳腔内，骨架与半封闭容纳腔的腔底过盈配合，而弹簧端则能够紧箍住嵌槽的槽底，并与嵌槽的槽底过盈配合；油脂填充在外圈、内圈外侧并经S形橡胶基体密封住的区域。这种结构保证了密封圈在工作过程中的密封性能，有效防止了密封圈在工作过程中出现的脱落风险。密封圈基体采用橡胶材质，结构为S型结构，保证了内外圈相对摆动时密封圈具有良好的延展性，在大摆角情况下保证密封圈两侧固定，具有永久密封的特性。

进一步地，S形橡胶基体的一端沿着长度方向继续伸展长度L后，外折形成骨架端。以使得S形橡胶基体的骨架端卡接在半封闭容纳腔内而不会脱出。

进一步地，内圈表面采用电镀的表面处理方式，外圈表面采用磷化处理表面处理工艺。可以使轴承表面具有优秀的防腐性能，可以适应减震系统的工况环境。

进一步地，嵌槽的外侧壁倾斜设置。

本发明的另一个技术目的是提供一种密封圈注塑成型方法，基于注塑模成型，注塑模包括上模组件、下模组件，上模组件通过4个导柱连接在下模组件的上方，导柱连接是为了保证型腔上模和型腔下模之间的相互位置。且上模组件包括上盖板、型腔上模，型腔上模的上表面与上盖板固定连接成一体；本发明中，上盖板和型腔上模用4个螺钉连接。下模组件包括型腔下模和底座，型腔下模的下表面与底座固定连接成一体；本发明中，型腔下模和底座也是用4个螺钉连接固定。型腔上模的下表面与型腔下模的上表面之间能够形成一个以上的型腔；在型腔内与S形橡胶基体的骨架端对应的位置处置放骨架，在与S形橡胶基体的弹簧端对应的位置处置放弹簧；通过往型腔中注入橡胶，即可成型一端嵌有骨架、另一端嵌有弹簧的S形密封圈。

本发明中，在型腔上模和型腔下模间设计有40个型腔，即一次注塑可以生产40个密封圈，具有简捷、高效的特点，既安装和拆卸方便，加工过程中又稳定可靠，同时生产效率也较高。由于具有较高的加工效率和加工稳定性。可以极大的降低密封圈的加工成本和人工成本，从而降低整个密封圈的成本，使该发明专利具有一定的价格优势。