Mikä on pallonivel?

Pallonivel on nivelliitin, joka antaa suhteellisen liikkumisvapauden yhdistetylle esineelle. Nämä nivelet koostuvat tyypillisesti kahdesta osasta, pallosta ja kotelosta, mutta jotkut pallonivelet käyttävät liitoskappaletta, joka yhdistää nämä kaksi osaa yhteen. Pallonivel on mahdollista löytää miljoonista eri järjestelmistä. Lähes jokaisessa valmistetussa autossa on useita palloniveleitä ohjaus- ja jousitusjärjestelmissä – ne ovat yleisiä myös muissa ohjattavissa laitteissa, kuten teollisuuskoneissa ja lasten leluissa. Anatomiset pallo- ja hylsyliitokset, kuten ihmisen olkapää, ovat myös pallonivelen tyyli.

Pallonivelen perusrakenne on hyvin yksinkertainen. Kuula on laakeri, joka on liitetty nastaan, joka on usein kierretty, jotta se voidaan ruuvata suurempaan koneeseen tai kytkimeen. Pallo sopii löysästi koteloon, mutta sisäinen huuli estää koteloa vapauttamasta palloa. Tämän seurauksena pallo voi rullata kotelon sisällä ja muodostaa suuren määrän liikettä suhteessa liitoksen kahteen puoliskoon.

Peruskuulaliitoksessa on kaksi yleistä muutosta. Tämä ensimmäinen on liitoskappale pallon ja kotelon välillä. Tämä on yleensä jousi, mutta muut liitäntätyypit ovat mahdollisia. Tämä liitoskappale vähentää kotelossa liikkuvan pallon aiheuttamaa tärinää. Toisaalta yhteys ajoittain rajoittaa nivelen täydellistä liikkuvuutta.

Toinen yleinen muutos peruskuulamalliin on täysi tiiviste. Normaalit kuulanivelet ovat auki ja vaativat ajoittain voitelua, jotta ne toimivat kunnolla. Ilman voitelua teräskuula alkaa usein ruostua ja hajota. Tiivistetyissä kuulanivelissä on nesteenpitävä tiiviste kotelon aukon ympärillä ja voitelu liitoksen sisällä. Nämä liitokset vaativat paljon vähemmän huoltoa, mutta tiivisteen rikkomukset edellyttävät tyypillisesti koko yksikön vaihtamista.

Kuulaliitokset mahdollistavat monisuuntaisen liikkeen kahden yhdistetyn esineen välillä. Äärimmäisessä tapauksessa pallonivelellä on lähes 180 asteen suuntainen liike ja 360 asteen kiertoliike. Vaikka hyvin harvat pallonivelet ovat näin löysät, se on mahdollinen asennus. Tyypillinen pallonivel leijuu noin 100 asteen liikkeessä, vain hieman suurempi kuin kohtisuora.

Nämä liitokset on tyypillisesti suunniteltu paikkoihin, joissa on nopea, usein odottamaton, monisuuntainen liike. Yksi yleisimmistä paikoista löytää pallonivel nivelen ulkopuolelta on auto. Nämä nivelet tarjoavat ohjausjärjestelmän pyörimismahdollisuuksia ja mahdollistavat järjestelmän korkeuden säätämisen. Lisäksi ne ovat yleisiä jousituksissa, joissa ne on kytketty jousitusjärjestelmään pyörään.