矿用自卸车主销关节轴承及其安装方法
1.一种矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，包括：球面主销、上衬套、下衬套、轴承
外壳、卡销、托板；球面主销在上部设置有球形头部，上衬套在内腔设置有半球形内壁，半球
形内壁在顶部中心处设置有上衬套通孔，半球形内壁设置有上衬套环形油槽、纵向油槽、上
衬套半环形油槽，上衬套半环形油槽位于半球形内壁的底部，环形油槽与纵向油槽相交并
连通，纵向油槽连通上衬套通孔；下衬套包括两个下衬套分体，下衬套内壁设置有弧形环
面，弧形环面设置有下衬套环形油槽、下衬套半环形油槽，下衬套半环形油槽位于弧形环面
的顶部，下衬套分体的外壁面设置有第一定位槽，第一定位槽连通下衬套分体的下端面；轴
承外壳的外壁上部设置有外壳销孔，内部设置有座孔、座孔油道，座孔的开口位于轴承外壳
的底部，座孔油道的一个开口位于轴承外壳的外壁上，另一个开口位于座孔顶部中心处，座
孔设置有第二定位槽，第二定位槽连通轴承外壳的下端面；上衬套、下衬套安装在座孔内，
上衬套位于下衬套上部，座孔油道与上衬套通孔位置相对，卡销安装在第一定位槽、第二定
位槽内；球形头部安装在半球形内壁、弧形环面围成的空间内，托板包括两个托板分体，两
个托板分于球形头部下部两侧，托板分体通过托板连接螺栓连接在轴承外壳的下端
2.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，弧形环面和半球形内壁
3.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，球面主销包括：球形头
部、法兰基部、曲面连接柱、基部连接螺栓，球面主销的上部为球面形，底部连接在曲面连接
柱的顶部，曲面连接柱的底部连接在法兰基部的顶部中心处，法兰基部设置有多个法兰基
4.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，上衬套半环形油槽与上
衬套环形油槽互相平行，下衬套环形油槽、下衬套半环形油槽互相平行，上衬套半环形油槽
5.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，托板的形状为圆环形，
包括两个形状相同的半圆环形的托板分体，托板分体设置有多个托板通孔，轴承外壳的底
部端面设置有多个外壳螺纹孔，托板连接螺栓穿过托板通孔连接在外壳螺纹孔上。
6.如权利要求5所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，托板、轴承外壳的下端
面之间设置有调整垫片，托板连接螺栓穿过垫片通孔、托板通孔连接在外壳螺纹孔上，将托
7.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，上衬套其的外周面为台
阶圆柱形，外周面下部的第一外周面的直径大于外周面上部的第二外周面的直径；下衬套
的外周面为圆柱形，下衬套的外周面第一外周面的直径相同；座孔为具有顶部的台阶圆柱
形，包括：第一内周面、第二内周面，第一内周面位于第二内周面下部，第一内周面的直径大
于第二内周面的直径；第二外周面与第二内周面的位置相对，第一外周面、下衬套的外壁面
与第一内周面的位置相对；下衬套的外壁面的与座孔的第一内周面为间隙配合，上衬套的
8.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，半球形内壁的球心、衬
套通孔的中心、环形油槽的圆心位于同一个轴线上；上衬套底部的上衬套底面、下衬套分体
9.如权利要求1所述的矿用自卸车主销关节轴承，其特征是，半球形内壁设置有多个
上衬套环形油槽和两个纵向油槽，多个上衬套环形油槽互相平行，两个纵向油槽互相垂直，
10.如权利要求1～9任一项所述的矿用自卸车主销关节轴承的安装的步骤，其特征在于，
将上衬套装入轴承外壳的座孔中，球面主销的球形头部装入上衬套的半球形内壁，下
衬套的两个下衬套分体从球形头部两侧座孔中，卡销安装在第一定位槽、第二定位槽内；两
个垫片分体、两个托板分体分别从球形头部两侧安装到轴承外壳的底部，托板连接螺栓穿
过托板通孔、垫片通孔连接在外壳螺纹孔上，将托板、调整垫片与轴承外壳的底部连接固
将轴承外壳移动到转向节的上部，基部连接螺栓穿过法兰基部通孔连接在转向节顶
部；前悬缸销轴穿过外壳销孔、前悬缸底部的悬缸销孔，将轴承外壳的上部与前悬缸下部铰
将润滑油脂从座孔油道、上衬套通孔注入上衬套的半球形内壁，润滑油脂经过纵向油
槽进入上衬套环形油槽，在压力作用下润滑油脂布满球形头部与半球形内壁之间的间隙；
润滑油脂在压力作用下向下溢出进入上衬套半环形油槽、下衬套半环形油槽，继续进入下
环境恶劣。双横臂独立悬架由于其具有较好的连接刚度和可靠性，分隔了两侧轮毂跳动的
相互影响，提升了矿用自卸车的舒适性，有很大的优势，是适用于矿用自卸车使用工况
转向；转向节与上横臂的前端通过主销转动连接，上横臂前部围绕主销轴周向转动，上横臂
的后端通过上横臂销轴安装在车架上，上横臂后端围绕上横臂销轴纵向转动；前悬缸通过
前悬缸销轴连接在转向节上部，转向节与上横臂连接位置的同时承受前悬缸的作用力和轮
胎的侧向力，这就对上横臂、前悬缸与转向节的连接型式和结构提出了严苛的要求，此处连
夹角都会变化，前悬缸与转向节之间的夹角也会变化；转向节需要承载和传导各个方向的
受力，受到主销轴、上横臂销轴、前悬缸销轴的位置限制，上横臂、前悬缸与转向节在连接位
度调整上衬套、下衬套、轴承外壳的在连接处的角度，避免前悬缸、上横臂、转向节三者在共
矿用自卸车主销关节轴承，包括：球面主销、上衬套、下衬套、轴承外壳、卡销、托
板；球面主销在上部设置有球形头部，上衬套在内腔设置有半球形内壁，半球形内壁在顶部
中心处设置有上衬套通孔，半球形内壁设置有上衬套环形油槽、纵向油槽、上衬套半环形油
槽，上衬套半环形油槽位于半球形内壁的底部，环形油槽与纵向油槽相交并连通，纵向油槽
连通上衬套通孔；下衬套包括两个下衬套分体，下衬套内壁设置有弧形环面，弧形环面设置
有下衬套环形油槽、下衬套半环形油槽，下衬套半环形油槽位于弧形环面的顶部，下衬套分
体的外壁面设置有第一定位槽，第一定位槽连通下衬套分体的下端面；轴承外壳的外壁上
部设置有外壳销孔，内部设置有座孔、座孔油道，座孔的开口位于轴承外壳的底部，座孔油
道的一个开口位于轴承外壳的外壁上，另一个开口位于座孔顶部中心处，座孔设置有第二
定位槽，第二定位槽连通轴承外壳的下端面；上衬套、下衬套安装在座孔内，上衬套位于下
衬套上部，座孔油道与上衬套通孔位置相对，卡销安装在第一定位槽、第二定位槽内；球形
头部安装在半球形内壁、弧形环面围成的空间内，托板包括两个托板分体，两个托板分
进一步，球面主销包括：球形头部、法兰基部、曲面连接柱、基部连接螺栓，球面主
销的上部为球面形，底部连接在曲面连接柱的顶部，曲面连接柱的底部连接在法兰基部的
顶部中心处，法兰基部设置有多个法兰基部通孔，基部连接螺栓安装在法兰基部通孔处。
进一步，上衬套半环形油槽与上衬套环形油槽互相平行，下衬套环形油槽、下衬套
进一步，托板的形状为圆环形，包括两个形状相同的半圆环形的托板分体，托板分
体设置有多个托板通孔，轴承外壳的底部端面设置有多个外壳螺纹孔，托板连接螺栓穿过
进一步，托板、轴承外壳的下端面之间设置有调整垫片，托板连接螺栓穿过垫片通
外周面上部的第二外周面的直径；下衬套的外周面为圆柱形，下衬套的外周面第一外周面
的直径相同；座孔为具有顶部的台阶圆柱形，包括：第一内周面、第二内周面，第一内周面位
于第二内周面下部，第一内周面的直径大于第二内周面的直径；第二外周面与第二内周面
的位置相对，第一外周面、下衬套的外壁面与第一内周面的位置相对；下衬套的外壁面的与
座孔的第一内周面为间隙配合，上衬套的第一外周面与座孔的第一内周面为过盈配合。
上；上衬套底部的上衬套底面、下衬套分体的下衬套顶面所在的平面通过半球形内壁的球
形油槽互相平行，两个纵向油槽互相垂直，上衬套通孔位于两个纵向油槽的相交位置。
壁，下衬套的两个下衬套分体从球形头部两侧座孔中，卡销安装在第一定位槽、第二定位槽
内；两个垫片分体、两个托板分体分别从球形头部两侧安装到轴承外壳的底部，托板连接螺
栓穿过托板通孔、垫片通孔连接在外壳螺纹孔上，将托板、调整垫片与轴承外壳的底部连接
顶部；前悬缸销轴穿过外壳销孔、前悬缸底部的悬缸销孔，将轴承外壳的上部与前悬缸下部
向油槽进入上衬套环形油槽，在压力作用下润滑油脂布满球形头部与半球形内壁之间的间
隙；润滑油脂在压力作用下向下溢出进入上衬套半环形油槽、下衬套半环形油槽，继续进入
本发明中，主销关节轴承的球面主销在上衬套、下衬套、轴承外壳的约束下，能够
任意角度调整上衬套、下衬套、轴承外壳的在连接处的角度，不会在转向节顶部形成刚性连
接产生的扭力，避免前悬缸、上横臂、转向节三者在不同工况下在共同连接位置形成相互间
衬套、下衬套之间充满油脂，能保证球面主销与上衬套、下衬套之间的充分润滑，使得磨损
主销关节轴承结型式简单，维护方便，可承受较大承载能力，以适应矿用车的运行
主销关节轴承3设置在转向节1、上横臂2、前悬缸4的连接点。上横臂2承受来自前
悬缸4的作用力，并通过主销关节轴承3将作用力传递到转向节1，而且，上横臂2借助主销关
以下说明中，将沿着中心轴线X的方向称作轴向，将绕中心轴线X转动的任一点的
切线方向称作圆周方向或周向，将与中心轴线X相交并垂直于中心轴线X的方向称作径向。
主销关节轴承3包括：球面主销31、上衬套32、下衬套33、轴承外壳34、卡销35、托板
球面主销31包括：球形头部311、法兰基部312、曲面连接柱313、基部连接螺栓314；
球面主销31的上部为球面形，底部连接在曲面连接柱313的顶部，曲面连接柱313的底部连
接在法兰基部312的顶部中心处，法兰基部312设置有多个法兰基部通孔315，基部连接螺栓
314安装在法兰基部通孔315处，基部连接螺栓314连接在转向节1上。球面主销31利用基部
如图4所示，是本发明中上衬套32的结构示意图；如图5所示，是本发明中上衬套32
上衬套32设置在轴承外壳34内，其的外周面为台阶圆柱形，第一外周面322位于第
二外周面323下部，第一外周面322的直径大于第二外周面323的直径；台阶圆柱形的外周面
上衬套32在内腔设置有半球形内壁321，半球形内壁321给球形头部311上半部限
位。上衬套32在顶部中心处设置有上衬套通孔324，上衬套通孔324连通半球形内壁321；半
球形内壁321设置有多个上衬套环形油槽325和纵向油槽326，以及一个上衬套半环形油槽
327。上衬套半环形油槽327与上衬套环形油槽325互相平行，上衬套半环形油槽327位于半
球形内壁321的底部。环形油槽325与纵向油槽326相交并连通，纵向油槽326连通上衬套通
本优选实施例中，半球形内壁321设置有三个上衬套环形油槽325和两个纵向油槽
326，分别为第一环形油槽、第二环形油槽、第三环形油槽，第一环形油槽、第二环形油槽、第
三环形油槽、上衬套半环形油槽327所在的平面互相平行。两个纵向油槽326分别为第一纵
半球形内壁321的球心O、衬套通孔324的中心、环形油槽325的圆心位于同一个轴
第一环形油槽过球心O的平面与第二环形油槽过球心O的平面之间的夹角为S1，第
二环形油槽过球心O的平面与第三环形油槽过球心O的平面之间的夹角为S2，第三环形油槽
如图6所示，是本发明中下衬套33的结构示意图；如图7所示，是本发明中下衬套33
下衬套33包括两个结构相同的下衬套分体331，两个下衬套分体331组合后形成外
形为环形的下衬套33，下衬套33的外壁面为圆柱形，内壁设置有弧形环面332，弧形环面332
为球形面下部的一部分，弧形环面332设置有下衬套环形油槽333、下衬套半环形油槽334，
下衬套半环形油槽334位于弧形环面332的顶部。下衬套分体331的外壁面设置有第一定位
槽336，第一定位槽336连通下衬套分体331的下端面。弧形环面332和半球形内壁321的直径
个下衬套分体331组装方式，便于安装在球面主销31的球形头部311下部。
上衬套32、下衬套33安装在轴承外壳34内后，上衬套32的上衬套底面328压在下衬
套33的下衬套顶面335上，上衬套半环形油槽327、下衬套半环形油槽334闭合，形成闭合油
轴承外壳34的外壁上部设置有外壳销孔，外壳销孔用于与前悬缸4铰接，外壁侧部
用于与上横臂2刚性连接，底部端面设置有多个外壳螺纹孔；轴承外壳34的内部设置有座孔
341、座孔油道342，座孔341的开口位于轴承外壳34的底部，座孔油道342的一个开口位于外
座孔341为具有顶部的台阶圆柱形，包括：第一内周面、第二内周面，第一内周面位
于第二内周面下部，第一内周面的直径大于第二内周面的直径；座孔341的内壁设置有第二
上衬套32、下衬套33安装到座孔341后，第二外周面323与第二内周面的位置相对，
第一外周面322、下衬套33的外壁面与第一内周面的位置相对；下衬套33的外壁面的与座孔
341的第一内周面为间隙配合，上衬套32的第一外周面322与座孔341的第一内周面为过盈
卡销35安装在第一定位槽336、第二定位槽343内，将下衬套33位置定位，限制下衬
托板36的形状为圆环形，包括两个形状相同的半圆环形的托板分体361，托板分体
361设置有多个托板通孔362，托板通孔362处安装有托板连接螺栓363。
托板36采用两个托板分体361组装方式，便于安装在球面主销31的球形头部311下
调整垫片37的形状为圆环形，位于托板36下部，其结构包括两个形状相同的半圆
托板连接螺栓363穿过垫片通孔372、托板通孔362连接在外壳螺纹孔上，将托板
36、调整垫片37连接在轴承外壳34的底部，并且将上衬套32、下衬套33固定在座孔341内，将
球面主销31的球形头部311限位在半球形内壁321、弧形环面332围成的空间内。
通过调整装入的调整垫片37的厚度，能调整托板36对上衬套32、下衬套33的夹
紧力，调整半球形内壁321、弧形环面332对球形头部311的夹紧程度，也就是调整主销关节
油脂泵将润滑油脂从座孔油道342打入，接着油脂进入上衬套32顶部的上衬套通
主销关节轴承3的游隙较小，同时在前悬缸4斜向下载荷的作用下，球形头部311的
上部与半球形内壁321接触，纵向油槽326和上衬套环形油槽325能使润滑油脂顺利进入到
球形头部311与半球形内壁321之间的间隙；由于纵向油槽326终止在距上衬套底面328距离
为T2的位置，进而使润滑油脂不会沿纵向油槽326接流出，在油脂泵的压力作用下，润滑油
当润滑油脂在油脂泵的压力作用下不断打入，进而从球形头部311与半球形内壁
321之间的间隙向下溢出，溢出的油脂会进入上衬套半环形油槽327、下衬套半环形油槽334
形成闭合油槽，油脂接着向下溢出，进入下衬套环形油槽333，直至最终溢出。
上衬套32和下衬套33上的油槽，能充分将润滑脂保持在半球形内壁321、弧形环面
332、球形头部311直径的间隙，在主销关节轴承3受到前悬缸4冲击、转向节1弹跳与转动过
程中，从始至终保持间隙具有完整的油膜，从根本上降低了磨损的发生，有效延长了主销关节轴
前悬缸4、上横臂2、转向节1无论从任何角度转动和扭转，主销关节轴承3都会协调
三者在连接位置的连接角度，不会在转向节1顶部形成刚性连接产生的扭力，即通过主销关
节轴承3消除了前悬缸4、上横臂2、转向节1三者在在连接位置的相互扭力，保证连接位置的
1、将上衬套32装入轴承外壳34的座孔341中，球面主销31的球形头部311装入上衬
套32的半球形内壁321，下衬套33的两个下衬套分体331从球形头部311两侧座孔341中，卡
销35安装在第一定位槽343、第二定位槽336内；两个垫片分体371、两个托板分体361分别从
球形头部311两侧安装到轴承外壳34的底部，托板连接螺栓363穿过托板通孔362、垫片通孔
372连接在外壳螺纹孔上，将托板36、调整垫片37与轴承外壳34的底部连接固定；
2、将轴承外壳34移动到转向节1的上部，基部连接螺栓314穿过法兰基部通孔315
连接在转向节1顶部；前悬缸销轴穿过外壳销孔、前悬缸4底部的悬缸销孔，将轴承外壳的上
3、将润滑油脂从座孔油道342、上衬套通孔324注入上衬套32的半球形内壁321，润
滑油脂经过纵向油槽326进入与其相交的上衬套环形油槽325，在压力作用下润滑油脂布满
球形头部311与半球形内壁321之间的间隙；润滑油脂在压力作用下向下溢出进入上衬套半
环形油槽327、下衬套半环形油槽334，继续进入下衬套环形油槽333，布满弧形环面332与球
形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前
述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或
