Шаровой шарнир — это стиль шарнирного соединения, который дает относительную свободу движения соединенному объекту. Эти шарниры обычно состоят из двух частей: шара и корпуса, но в некоторых шаровых шарнирах используется соединительная деталь, соединяющая две части вместе. Шаровой шарнир можно найти в миллионах различных систем. Почти каждый произведенный автомобиль имеет несколько шаровых шарниров в системах рулевого управления и подвески — они также распространены в других управляемых устройствах, таких как промышленные машины и детские игрушки. Анатомический шаровидный сустав, как и в человеческом плече, также является стиль шарового шарнира.
Базовая конструкция шарового шарнира очень проста. Шарик представляет собой подшипник, соединенный со шпилькой, которая часто имеет резьбу, чтобы ее можно было ввинтить в более крупную машину или муфту. Шар неплотно входит в корпус, но внутренняя кромка не позволяет корпусу высвободить шар. В результате шарик может катиться внутри корпуса, создавая большое движение относительно двух половин шарнира.
В базовом шаровом шарнире обычно встречаются две основные модификации. Это первый соединительный элемент между шаром и корпусом. Обычно это пружина, но возможны и другие типы соединения. Этот соединительный элемент уменьшает вибрацию, вызванную движением шара в корпусе. С другой стороны, соединение иногда ограничивает полную подвижность сустава.
Другим распространенным изменением базовой модели шарового шарнира является полное уплотнение. Обычные шаровые шарниры открыты и требуют периодической смазки для продолжения правильной работы. Без смазки стальной шарик часто начинает ржаветь и ломаться. Герметичные шаровые шарниры имеют непроницаемое для жидкости уплотнение вокруг отверстия корпуса и смазку внутри шарнира. Эти соединения требуют гораздо меньшего обслуживания, но разрывы уплотнения обычно требуют замены всего узла.
Шаровые шарниры обеспечивают разнонаправленное движение между двумя соединенными объектами. В крайнем случае шаровой шарнир имеет почти 180-градусное направленное движение и 360-градусное вращательное движение. Хотя очень немногие шаровые шарниры настолько ослаблены, это возможная установка. Типичный шаровой шарнир совершает движение под углом около 100 градусов, что чуть больше, чем перпендикулярно.
Эти суставы обычно предназначены для мест с быстрым, часто неожиданным, разнонаправленным движением. Одним из наиболее распространенных мест, где можно найти шаровой шарнир за пределами анатомического шарового шарнира, является автомобиль. Эти шарниры обеспечивают возможность вращения системы рулевого управления, позволяя регулировать высоту системы. Кроме того, они распространены в подвесках, где они соединяют систему подвески с колесом.
