工業用ボールジョイント：機械的リンケージの種類と選択

1. メカニカルボールソケットジョイントとは何ですか?

メカニカル ボール ソケット ジョイントは、スタッド上の球形ボール、ボールを支持するソケット、および 2 つの部品を保持する構造を備えています。球面界面での相対運動により、スタッドとソケットはジョイントの許容移動範囲内で角度関係を変更できます。

ボールジョイントコンポーネントとその仕組み

ボールスタッドは機構の片側に接続されます。ソケット本体がもう一方に接続されます。力は接触面を通過しますが、保持構造により意図された動作条件内での分離が防止されます。ブーツまたはゲートルはインターフェースを汚染から保護します。それは構造保持器ではありません。

ボールスタッド＆ソケットジョイントと球面ロッドエンドの比較

球面ロッドエンドには通常、ピンまたはボルト用の貫通穴を備えたベアリングアイがあります。ここで説明する接続には、ボール スタッドがソケットに固定されています。どちらも角運動に対応しますが、使用する取り付けインターフェースと荷重経路が異なります。変更するには、ねじ径を比較するだけでなく、機構を確認する必要があります。

スタッドとソケットのアセンブリの場合、DINボールソケットとボールスタッドのマッチングガイド嵌合コンポーネントの選択についてさらに詳しく説明します。

2. 保存期間とサービス アクセスによってタイプを選択します

工業用ボールジョイントには、普遍的な 2 種類の分類はありません。リンケージの購入者にとって、保持構造は自動車のサスペンションから借用したラベルよりも有益な出発点です。

構造の説明は、リンクされた東州製品ページからのものです。これらの家族は、最弱から最強までのランク付けではありません。

4 つの製品写真はすべて東州の対応する公式製品ページからのものです。

私たちの推奨事項: 接続を切断する必要があるかどうかを決定する

東州の製造側としては、糸を合わせる前にサービスの取り決めを決めることをお勧めします。メンテナンスのためにソケットをボールスタッドから分離する必要がある場合、恒久的な ES アセンブリはロッドに適合するという理由だけでその要件を満たしません。

クイック取り外しオプションの場合は、ハウジングの周囲に設置されたスペースを図面に含めてください。ベンチ上では簡単に外せるジョイントでも、ブラケットの後ろではアクセスできない場合があります。適合性の証明として一致するネジを扱うよりも、完全な取り付けを比較することを推奨します。

DIN スタイルのアセンブリの場合は、完全なタイプを指定します。当社のカタログでは、追加の安全クリップによって A/B/C と AS/BS/CS を区別し、C/CS スタッドのスパナ面を識別しています。購入説明からこれらの機能を省略しないでください。 DINメディアリストアングルジョイントハウジングおよびサークリップの規格としての DIN 71805;標準識別子には、対応するサイズと構成が必要です。

3. カタログ値を比較する前にロードパスを読み取ります。

アクチュエータの公称力や機構の別の部分の負荷だけでなく、ボール ジョイントの力を特定します。スタッドとソケットに対するその方向、反転したかどうか、開始、停止、または衝撃によってより高いピークが生成されたかどうかを記録します。

そのレビューにはサポートブラケットと取り付けネジも含めてください。関節力とサポートの間のオフセットによりモーメントが発生します。ボール ジョイントのサイズを大きくしても、ブラケットの過負荷や不適切な取り付け配置が自動的に解決されるわけではありません。

リンクの形状により必要な力が変化する可能性があります

理想的な平面リンクの場合、摩擦と慣性、つまり距離で作用する力を無視します。rピボットからトルクが発生しますTによるとT = rF sinθ。ここで、θ はピボットからの半径と力の方向との間の角度です。これは次のとおりですOpenStax で説明されるトルク関係.

計算例として、半径50mmで20N・mが必要な機構を想定します。 θ = 90°の場合、必要な力は 400 N です。θ = 30°の場合、必要な力は 800 N です。必要なトルクは変化しません。あまり好ましくない形状では力が 2 倍になります。

この計算では、製品の選択や、衝撃、疲労、摩擦、加速度は考慮されません。その目的は、荷重レビューが移動範囲をカバーする必要がある理由を示すことです。直線または死点配置に近づく機構では、有効モーメント アームが減少するため、特に注意が必要です。

同じねじ山、公開されている異なる引っ張り値とせん断値

当社の QI250 と QD250 は以下のねじ指定を共有しますが、カタログ値は異なります。 ES250 と FS250 もこれらのスレッド指定を使用します。そのため、4 つのモデルはスレッドのみの比較の限界を確認するのに役立ちます。

出典: リンクされた東州モデル表。単位と列の意味は公開されたまま保持されます。値は、各ファミリー内のすべてのサイズではなく、名前付き行に適用されます。

私たちが推奨するのは、完全なモデル、そのテストベース、およびその設置を比較することです。 QD250 の公表プル値が QI250 よりも高いからといって、耐用年数が長くなるわけではありません。同様に、FS250 のプル値は、その保持設計が必要なクイックリリース機能の代替となるものではありません。

4. 全行程にわたって動きとクリアランスを確認します。

ジョイントの角運動とリンケージの伝達角度は異なるものを表します。角度の動きは、ソケットに対するスタッドに関係します。伝達角度は、レバーまたはクランクに対する力の方向に関係します。一方のチェックに合格しても、もう一方のチェックは確立されません。

開始位置と終了位置を確認し、それらの間のパスを確認します。中間位置では、ハウジング、スタッドショルダー、またはブーツを、どちらの端位置よりも隣接するハードウェアに近づけることができます。複数の平面での動作の場合は、実際の 3 次元アセンブリを使用します。

• 動作中、スタッドのネックとショルダーがソケットの開口部に合っているかどうかを確認してください。
• ロックナット、取り付けブラケット、留め具、および保護ゲートルを封筒に入れます。
• リリース ハウジングを操作したり、保持ハードウェアにアクセスしたりするためのスペースを確保します。
• 公称 CAD クリアランスだけを受け入れるのではなく、公差とアセンブリのばらつきを確認してください。

操作中のクリアランスとメンテナンス中のアクセスの 2 つの図面レビューを分離することをお勧めします。クイックリリースジョイントは自由に動くことができますが、別の機械部品を取り外さないと取り外すことはできません。

サポートされている蓋またはカバーの場合、ガススプリングエンドフィッティングおよび取り付けブラケットガイドこのチェックを 2 つの取り付けポイントと周囲の構造に拡張します。

5. 1 つのスレッドだけでなく、両方のインターフェースを一致させる

ソケット接続とスタッド接続を分けて記載します。片側の直径が一致していても、もう一方のピッチ、ねじの勝手、かみ合い、取り付け形状については何も関係ありません。

完全なスレッド指定を読む

カタログの例では、1/4-28 は、1 インチあたり 28 個のねじ山を持つ公称直径 4 分の 1 インチを示します。 2B および 2A の指定は、それぞれ内部スレッド クラスと外部スレッド クラスを識別します。 ASMEのB1.1-2024 の内容クラス 2A 雄ねじテーブルとクラス 2B 雌ねじテーブルを区別します。吹き出しを「1/4 インチねじ」に短くするのではなく、完全な吹き出しを図面に取り込みます。

別の要件としてスレッドハンドを確認してください。 Dongzhou は、いくつかのファミリ向けに左手ソケットねじの代替案をリストしています。これは、すべての在庫構成に左ねじがあるという意味ではありません。調整可能なリンケージには、ロック機構と、最終的に取り付けられた長さでの適切な係合も必要です。

アセンブリが適合するかどうかを決定する寸法

ボールのサイズと各取り付け面に対するボールの中心位置を比較してください。次に、スタッドの利用可能なねじの長さ、ショルダーの位置、ブラケットの厚さ、ナットの配置を確認します。スタッドをブラケットにねじ込んでも、ボールの中心が間違った位置に配置される可能性があります。

カタログ寸法に使用されるラベルはシリーズによって異なります。単に類似した文字を持つ列だけでなく、対応する描画機能を比較します。別途購入した場合DIN 71805 ソケットそしてDIN 71803 スタッド、嵌合ボール/ソケットのサイズと両方の外部インターフェースを確立します。

たとえば、私たちのDIN 71802 テーブルd1 = 8 とその最初のサイズ行に M5 d2 ネジのペア。 M5単体でのご注文ではなく、対応する図面寸法と組立形式をご指定ください。

6. コンポーネントごとに材料と保護を指定する

ボールジョイントは組立品となりますので、個別に部品をご指定下さい。設計でソケット、スタッド、スプリング、および個別の保持金具に特定の材料が必要な場合、「ステンレス ボール ジョイント」では範囲が広すぎます。

当社の QI および QD ページの標準材料説明には、Q235A ソケット材料、グレード 45 鋼スタッド、グレード 20 鋼シェル、および 304 ステンレス スプリングがリストされています。また、不動態化処理を施したソケットおよびスタッド用の 303、304、または 316 ステンレスの代替品もリストされています。これらの代替案は、アセンブリのすべての部品が 316 ステンレスであることを保証するものではありません。を参照してください。QI素材一覧そしてQD材質一覧.

屋外仕様または洗浄仕様の場合は、暴露と腐食の影響について説明します。懸念事項が外観、ねじ山の焼き付き、保持操作、または球面界面での動きであるかどうかを含めます。これにより、内容と終了のディスカッションに明確な受け入れ目標が与えられます。

保護ブーツは完全な環境仕様ではありません

ES および FS の説明では、汚れの汚染を防ぐネオプレン ゲートルを特定しています。この機能は、アセンブリ全体の侵入保護定格、化学的適合性、または動作温度制限を確立するものではありません。これらのプロパティには独自の仕様が必要です。

同様に、ジョイントに潤滑剤が充填されているというカタログの記載は、機械の生涯にわたる潤滑間隔を確立するものではありません。移動パターンと環境を定義し、選択した構造のメンテナンス要件に同意します。

コーティング仕様で塩水噴霧試験が使用されている場合は、「塩水噴霧準拠」のみを求めるのではなく、暴露期間と合否基準を定義します。 ASTMのB117 の重要性と範囲に関する注記単独の塩水噴霧の結果は自然環境における性能を確実に予測するものではなく、この慣行では製品の曝露期間を規定するものではないことを説明する。試験時間は、約束された屋外勤務年数に換算されるべきではありません。

7. アセンブリを確認し、役立つ RFQ を送信します。

モデルを受け入れる前に、提供されたアセンブリが指定された保持構造と一致していること、およびその嵌合インターフェイスが図面と一致していることを確認してください。取り付け後、必要な経路を通る動きを確認し、適切な組み立て手順を使用して保持ハードウェアが正しく取り付けられていることを確認します。

ジョイントの接続を外すのは、機械が定義された安全なメンテナンス状態になり、リンケージの負荷が取り除かれた後でのみ行ってください。クイック リリース メカニズムは、ロードされた接続を分離する許可ではありません。

私たちは提供します図面またはサンプルに基づいてカスタマイズされたリンケージ部品。可能な場合は、寸法を記入した図面と一緒にサンプルを送信することをお勧めします。サンプルは物理的な構造を示し、図面は必要なインターフェイスと合格基準を定義します。私たちの図面とサンプルの RFQ ガイドその違いについて詳しく説明します。