减缓球头磨损的工程机械用支脚结构的制作方法

本实用新型涉及一种支脚结构，尤其涉及一种减缓球头磨损的支脚结构，属于工程机械技术领域。

背景技术：

目前，球铰支撑结构在工程机械及其他工业设备中使用广泛。现有的支脚结构包括作为球铰结构中凸端的球头，作为球铰结构中凹端的支脚盘，并与球头配合，承受载荷的结构件，还包括固定端盖，其以过球头球心的面为基准，对称于支脚盘布置，与支脚盘固定连接，与球头直接接触的结构件，功能是使支脚盘不与球头相脱离。

如图1和图2所示，现有的支脚结构中，固定端盖与球头间靠不同半径大小来增加间隙，球头与固定端盖间为线接触，摩擦力较大容易损伤球头表面。球头与支脚盘之间必须始终保持光滑，才能保证二者间保持较小的摩擦力，使球头不受过大的侧向载荷。当球头表面划伤后会增大球头与支脚盘间的摩擦力，进而增加球头的侧向载荷，而过大的侧向载荷会导致支撑结构倾覆乃至断裂。

故而，保护球头的表面不受损坏是球铰结构设计中的重点，也是目前亟待研究的方向。

技术实现要素：

针对上述现存的技术问题，本实用新型提供一种减缓球头磨损的工程机械用支脚结构，使支脚盘在球头处于非工作状态下时，与球头成面接触而不脱离球头。

为实现上述目的，本实用新型提供一种减缓球头磨损的工程机械用支脚结构，包括球头、固定端盖和支脚盘；所述球头与支脚盘凹槽以等半径的光滑球面配合；所述固定端盖内孔上段为半径与球头半径相等的球面，内孔下段为半径大于球头半径的圆柱面；并且，固定端盖的球面球心和圆柱面的轴，支脚盘凹槽的球心，以及球头球心均位于同一直线上，固定端盖的球面球心高于支脚盘凹槽的球心。

进一步，当球头离开支脚盘凹槽时，能与固定端盖内孔球面形成面接触。

进一步，所述的固定端盖与支脚盘通过止口定位配合，并通过螺钉、垫圈连接固定。

当球头接触支脚盘凹槽球面时，能在允许范围内自由转动，此时球头与固定端盖的圆柱面保持充足间隙；当球头离开支脚盘时，能与固定端盖的球面形成面接触，进而减少球头表面的磨损。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：固定端盖与球头间成面接触，减小接触压强，保护球头表面不损坏，保护球头不受过大的侧向载荷。

附图说明

图1为现有的工程机械支脚结构示意图；

图2为图1支脚结构中球头与固定端盖间为线接触时的示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为图3支脚结构中球头与固定端盖间为面接触时的示意图；

图中：1、球头，2、螺钉，3、垫圈，4、固定端盖，5、支脚盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图3和图4所示，本实用新型包括球头1、固定端盖4和支脚盘5。

其中，固定端盖4与支脚盘5通过止口定位配合，并通过螺钉2、垫圈3连接固定。

球头1与支脚盘5凹槽以等半径的光滑球面配合，球面半径记为SR。

固定端盖4内孔上段为半径与球头1半径相等的球面，且固定端盖4的球面球心和支脚盘5凹槽的球心，以及球头1球心均位于同一直线上，固定端盖4的球面球心高于支脚盘5凹槽的球心。如图3所示，本实用新型装配后，固定端盖4的球面球心与支脚盘5凹槽的球面球心相距L。

固定端盖4内孔下段为半径大于球头1半径的圆柱面，并且固定端盖4圆柱面的轴与球头1球心位于同一直线上。如图3所示，本实用新型装配后，固定端盖4内孔的球面下端增加半径为R+t圆柱面，t为球头1球面与圆柱面间固定的间隙。

使用时，由于球头1表面与支脚盘5凹槽处均为光滑表面，当球头1接触支脚盘5时，球头1能够与支脚盘5保持较小的摩擦力配合工作，在允许范围内自由转动，此时球头1与固定端盖4内半径为R+t的圆柱面保持充足间隙t，保证固定端盖4不干涉球头1与支脚盘5二者的工作，如图3所示。当球头1离开支脚盘5底面时，能够与固定端盖4内孔上段的球面理论上在形成面接触，实际上是曲率接近的线接触，如图4所示，从而减小接触压强，继而减少球头1表面的磨损。