Для чего нужен кардан: Как устроен карданный вал и для чего он нужен? – Кардан-Ремонт Москва

Для чего нужен карданный вал

Многих людей, особенно тех, кто не разбирается в механике, интересует, для чего предназначен карданный вал в транспортном средстве. Ответ довольно прост. С его помощью крутящий момент передается главным механизмам и узлам. Эта сила возникает при переключении КПП, и устремляется к ведущему мосту.

Вал редуктора часто помещается под определенным углом и постепенно изменяет положение. При производстве этих деталей используются стальные, цилиндрической формы трубы. Чаще они бывают бесшовными, но допускается и сварной тип.

Каждый карданный вал имеет несколько функциональных особенностей:

1. Вал.
2. Элементы для соединения и уплотнения.
3. Шарниры, чаще крестообразные.
4. Скользящая вилка и немного другого принципа действия аналогичный механизм на концах вала.

Карданная передача

Применение карданных валов в транспортном средстве позволяет совместно с шарнирами создать карданную передачу.

В зависимости от их конструкции различаются разные виды механизмов:

1. По количеству валов.
2. По количеству шарниров.
3. В зависимости от угловых скоростей.

Если во время сборки карданного вала происходит замена подвижных шарниров современными изделиями, которые сокращенно называются ШРУС. С их помощью удается достичь наилучших показателей карданной передачи. Эти изделия нередко используются в недорогих автомобилях.

Неисправности механизма

Так как мы поняли, что такое карданный вал в машине, следует рассмотреть и его основные поломки.

Каждый из механизмов имеет собственные ограничения. Обычно они касаются угла, который возникает во время передачи крутящего момента. В нормальных условиях он не должен превышать показателя в 200. Если же этот параметр начинает увеличиваться, то появляется существенная нагрузка, которая оказывает негативное влияние на крестовину.

Если во время использования автомобиля возникает нехарактерная вибрация во время смены передачи, то, скорее всего, водителю следует заехать в ближайшую СТО, для выполнения процедуры балансировки. В противном случае повышается риск износа отдельных деталей транспортного средства.

Исправный механизм карданного вала считается неотъемлемой частью безопасного передвижения в автомобиле. Потому рекомендуется как можно чаще посещать мастерские для диагностики и выявления неисправностей. В противном случае существует вероятность аварий.

Page not found | Сервис Автоиндустрия Блог про запчасти

Полезные советы 1 066 просмотров

Рулевой палец на КамАЗ или другой автомобиль ставится в составе наконечников, которые устанавливаются на

Полезные советы 254 просмотров

Система охлаждения двигателя, как и другие детали автомобиля, со временем изнашивается. Обычно, проблемы начинаются

Полезные советы 1 043 просмотров

В процессе эксплуатации легкового и грузового автомобиля приходится включать, выключать и переключать ближний или

Полезные советы 52 просмотров

Рулевое управление является главным узлом в автомобилях, поэтому каждому водителю необходимо знать, когда нужна

Полезные советы 1 622 просмотров

В тормозном механизме (ТМ) автомобильного колеса установлены тормозные колодки – металлические пластины, на которых

Полезные советы 989 просмотров

Интеркулер – конструктивная деталь радиатора, устанавливаемая в передней части автомобиля. Пропускает через себя воздушные

Page not found | Сервис Автоиндустрия Блог про запчасти

Полезные советы 1 730 просмотров

Палец реактивный РМШ КамАЗ является составным элементом реактивной штанги, предназначенной для создания тяги между

Полезные советы 968 просмотров

Со временем каждый автовладелец задумывается о том, какие тормозные колодки выбрать.

Они используются во

Полезные советы 79 просмотров

Если объяснить, что такое турбокомпрессор в нескольких словах, то это устройство, принудительно подающее жатый

Полезные советы 658 просмотров

Чувствуются какие-то неполадки в районе дна автомобиля? Слышны необычные звуки? Если вы наблюдаете подобные

Полезные советы 2 155 просмотров

Работа двигателя современного автомобиля зависит от качества используемых датчиков. Производители выпускают машины оснащенные приборами,

Полезные советы 1 622 просмотров

В тормозном механизме (ТМ) автомобильного колеса установлены тормозные колодки – металлические пластины, на которых

Для чего нужен кардан

Какой двигатель лучше бензиновый или дизельный: плюсы и минусы

В чем разница между дизельным и бензиновым двигателями? Как происходит процесс сгорания топлива? Достоинства и недостатки по безопасности, стоимости, ремонту, долговечности и популярности.

Можно ли мешать тосол с антифризом: возможные последствия

В статье расскажем, что такое антифриз и тосол, для чего они нужны? Стоит ли их смешивать между собой? Советы, как правильно слить жидкость и добавить новую.

Почему двигатель ест масло: основные причины

В статье расскажем, почему двигатель ест масло. Рассмотрим симптомы и причины для бензинового и дизельного мотора автомобиля.

Что такое антифриз и для чего он нужен

В статье расскажем что такое антифриз, какой процесс он выполняет в машине. Объясним последствия смешивания, срок службы и признаки, которые указывают на то, что пора менять жидкость.

Что означает объем двигателя автомобиля

Что такое объем двигателя? Как делятся автомобили по классам с учетом литража? Стоит ли увеличивать объем или покупать машину с большим показателям? Ответим на все вопросы в нашей статье.

Причины белого дыма из выхлопной трубы

Что такое выхлоп? Может ли из-за холодной погоды пойти белый дым из выхлопной трубы? Рассмотрим варианты поломок в дизельном и бензиновом двигателе.

Как часто необходимо менять антифриз в машине

В статье расскажем, чем полезна своевременная замена антифриза, какие бывают классы (G11, G12, G13), а также основные отличия охдаждающей жидкости от тосола.

Как правильно снять аккумулятор с автомобиля

Рассказываем, как правильно снять аккумулятор, какую клемму взять первой. Объясним меры предосторожности.

Обзор самых надежных внедорожников

В статье рассказываем о самых надежных внедорожниках для России. Топ самых неприхотливых кроссоверов.

Машина глохнет на ходу – основные причины

Расскажем о наиболее частых причинах, из-за чего может глохнуть машина на ходу. Объясним, в чем может быть проблема, как ее быстро решить.

Карда́нная переда́ча (разговорное — «кардан») — механизм, передающий крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить способность вращающихся элементов. Подобные функции может выполнять также зубчатая муфта.

Содержание

Общее описание [ править | править код ]

Название передача получила от имени Джероламо Кардано, который описал её в XVI в. (но не изобретал).

Карданная передача имеет существенный недостаток — несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой — нет), увеличивающуюся при увеличении угла между валами. Это исключает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей (где главная проблема — в передаче крутящего момента на поворотные колеса). Отчасти этот недостаток может быть скомпенсирован использованием на одном валу парных шарниров, у которых вилки промежуточного вала находятся в одной плоскости. Однако там, где требуется синхронность, как правило, используется не карданная передача, а шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — более совершенная, однако и более сложная конструкция того же назначения.

Карданные валы должны быть очень точно отбалансированы и иметь тщательную развесовку, поскольку они вращаются на высоких скоростях и реализуют крутящий момент на колесах. Если в работе приводного вала наблюдаются какие-либо проблемы, то это влияет на управляемость автомобиля. Обычно они вызывают появление таких симптомов, которые однозначно указывают водителю на необходимость устранения неисправности приводного вала. Одним из первых симптомов выхода приводного вала из строя являются вибрации в нижней части автомобиля. При износе карданного шарнира или втулок может наблюдаться сильная вибрация приводного вала. Другим признаком неисправности приводного вала является наличие посторонних шумов. При износе или разрушении втулок, опорного подшипника или карданных шарниров вращение приводного вала может быть затруднено или нарушено. При этом могут наблюдаться посторонние шумы (лязг, грохот или скрежет) в нижней части автомобиля. При появлении подобных шумов необходимо как можно скорее произвести диагностику и ремонт карданного вала. [1]

Карданный переходник [ править | править код ]

Насадка для торцовых гаечных ключей, особенность которой в том, что оси условной крестовины её карданного шарнира перекрещиваются, но не пересекаются. Это техническое решение применено для простоты и надёжности, а присущее ему увеличение несинхронности угловых перемещений соединяемых инструментов здесь не имеет особой негативной роли, ввиду крайне низких скоростей вращения и особенностей моторики движений рук человека. Карданный переходник подобной конструкции не является двойной крестовиной.

Карданный вал [ править | править код ]

Элемент трансмиссии транспортных средств. По крайней мере один конец карданного вала связан через карданную передачу с другим элементом трансмиссии, а сам вал состоит из двух полувалов, соединённых друг с другом через зубчатую муфту, допускающую осевую подвижность одного вала относительно другого. Каноническое предназначение карданных валов — осуществлять передачу мощности от коробки передач до главной передачи задней оси на переднемоторных заднеприводных автомобилях. Фактически они могут применяться везде, где требуется передача мощности между двумя элементами трансмиссии, у которых либо не соосны оси вращающихся соединяемых деталей, либо возможна их некоторая взаимная подвижность в пространстве. Для аналогичных целей могут применяться валы и без карданных шарниров и муфт (например, со ШРУСами). Валы с карданными передачами могут применяться в приводах колёс и в травмобезопасных или регулируемых рулевых колонках, но такие валы в речевом обиходе обычно карданными не называются. Зачастую в карданных шарнирах трансмиссионных карданных валов используется не одиночная, а двойная крестовина.

Карданный вал. Ни один автомобиль с задним или полным приводом не может обойтись без этой детали, о которой пойдёт речь в этой статье.

Его ключевая роль — передача энергии вращения от двигателя к колёсам, поэтому от его надёжности во многом зависят ходовые параметры авто.

Какие же разновидности карданов встречаются и каков принцип их работы? О всём этом сейчас и поговорим.

Карданный вал

Если быть точнее, то сегодня мы рассматриваем механизм, который предназначен для передачи вращения от КПП к редуктору передней или задней оси автомобиля. Такая себе промежуточная, но крайне ответственная деталь трансмиссии.

Какой бывает карданный вал? На самом деле, классификация довольно разнообразна. К примеру, выделить какие-то группы можно в зависимости от его назначения, типа, наличия устройства компенсации.

Классификация по назначению

• основной – непосредственно отвечающий за раскручивание колёс в автомобиле;
• вспомогательный – такие карданные валы приводят в движение различные опциональные механизмы, например лебёдки, насосы.

Типы карданов

• открытый кардан – является самостоятельным и отдельным механизмом в машине;
• закрытый кардан – спрятан от посторонних глаз или интегрирован в какой-либо другой элемент авто.

Разновидности

• универсальные карданы – имеющие возможность компенсировать большие осевые перемещения;
• простые карданы – без каких-либо подобных ухищрений.

Из чего состоит карданный вал?

Хотя, на первый взгляд, карданный вал кажется простым элементом, труба да и труба, но в действительности его устройство немного сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом ближе. Состоит герой нашей сегодняшней статьи из таких элементов:

• подвесной подшипник;
• вилка скользящая;
• крепления;
• сам карданный вал;
• крестовина;
• уплотнители.

Привести все существующие типы карданных валов к какому-нибудь одному знаменателю очень трудно. Дело в том, что эти устройства используются в огромном количестве разнообразной техники и, как следствие могут иметь различное исполнение.

К примеру, карданный вал может быть составлен из нескольких секций, а может быть и односекционный (такое обычно встречается у спорткаров). Во втором случае конструкция элементарна – это просто стальная труба, оба конца которой венчают крестовины карданного вала и наконечники.

Если секций больше одной, то и крестовин также становится больше – они нужны для сопряжения вращающихся под разными углами валов.

Ещё одна важная деталь конструкции — подвесной подшипник карданного вала. Он является опорой для всей конструкции и удерживает её на месте, не мешая вращаться. Подшипник закреплён к кузову машины, и в зависимости от количества секций кардана этих деталей может быть несколько.

В целом же кардан является достаточно надёжным узлом автомобиля. Его создавали с учётом высоких нагрузок и он, как правило, отлично справляется со своей задачей. К недостаткам этого узла относят достаточно большой вес и габариты, помимо этого в заднеприводных и полноприводных авто из-за своего расположения под днищем он «съедает» часть полезного пространства салона.

Вот так, коллеги-автолюбители, мы кратко прошлись по основным вопросам, связанным с карданным валом автомобиля.

До новых встреч, и не забывайте заглядывать блог, чтобы не пропустить свежие и интересные публикации.

Универсальные и широкоугольные карданные валы

Карданная передача , используется для передачи крутящего момента от одного вала к другому. Карданный вал, может состоять из одного шарнира, двух и трех шарниров, в зависимости от конструкции и длины кардана.

Кардан с одним шарниром применяется в тех случаях, когда вал отбора мощности (ВОМ) и вал приема мощности (ВПМ) расположены в одной плоскости и находятся на фиксированном расстоянии друг от друга. Когда расстояние между валами выше допустимой длины или валы находятся в разных плоскостях, применяется кардан с двумя шарнирами. Карданный вал с тремя шарнирами используют в тех случаях, если валы расположены на более длинных расстояниях друг от друга и применение двух шарнирного кардана, невозможно из-за возникающих больших рабочих углов.

Карданная передача, состоящая из двух шарниров, соединённая между собой телескопической трубой, получала более востребованное применение на тракторах и сельскохозяйственных машинах (прицепной техники). Сельхоз кардан — рассчитан передавать возникающие силы, от вала главного агрегата (ВОМ) к валу исполнительного агрегата (ВПМ), пространственно удаленных друг от друга, расположенных в разных плоскостях, на регулируемом расстоянии.

Изучив кинематику каждого шарнира, входящего в состав карданной передачи , можно сделать вывод, что вращение (передача крутящего момента) между шарнирами происходит неравномерно.

Существует зависимость, чем больше разница в рабочих углах карданных шарниров, тем больше неравномерность карданной передачи.

Для обеспечения равномерности карданной передачи, необходимо выполнение двух условий:

 

Внутриузловые вилки карданного вала должны быть расположены в одной плоскости (Рис.1)

Рис.1 Расположение вилок в одной плоскости

 

Рабочие углы шарниров должны быть одинаковыми (Рис. 2. и Рис.3)

Рис.2 «Z-образное» соединение

 

 

Рис.3 «W-образное» соединение

 

Когда внутриузловые вилки расположены в одной плоскости, неравномерность карданной передачи определяется комбинацией рабочих углов ( ß1 и ß2 ) шарниров, входящих в карданную передачу.

Во время движения и поворота трактора и прицепной техники, оба шарнира карданного вала работают под углом, который зависит от точки присоединения прицепной техники к трактору.

Когда точка присоединения находится на одинаковом расстоянии от ВОМ трактора и ВПМ прицепной техники, углы ß1 и ß2 будут равны, карданный вал работает равномерно.

При работе карданных валов с универсальными шарнирами, максимальный рабочий угол составляет 16 градусов. При развороте техники с выключенным валом отбора мощности трактора, допускаются рабочие углы до 55 градусов.

В случаях, когда точка присоединения находится ближе к трактору или прицепной техники, рабочие углы ß1 и ß2 не будут равны, карданный вал работает неравномерно.

Для равномерного вращения кардана при данном присоединении , необходимо использовать кардан с широкоугольным шарниром.

Широкоугольный шарнир, обеспечивает равномерную передачу крутящего момента, позволяет карданному валу работать при углах до 80 градусов (кратковременно во время поворота или разворота техники).

В случаях применения одного широкоугольного шарнира, равномерно будет вращаться именно он, а второй шарнир будет так же продолжать вращение неравномерно и не сможет работать при углах свыше, чем 16 градусов.

Когда требуются более высокие рабочие углы (до 80 градусов), применяют карданные валы с двумя широкоугольными шарнирами. В данном случае карданная передача выполняет равномерную передачу, независимо от разницы рабочих углов.

 

Универсальный шарнир карданного вала, является основной частью кардана, которая передает силу крутящего момента, от вала отбора мощности трактора к валу приема мощности сельскохозяйственной техники.

Универсальные карданные шарниры, предназначены для работы с углами до 16 градусов при работающем ВОМ и до 55 градусов при выключенном ВОМ, во время разворота техники.

 

Универсальный карданный шарнир, производства WALTERSCHEID.

Карданный шарнир состоит из:

1.Концевая вилка

2.Крестовина с тавотницей для смазки, со стопорными кольцами

3.Концевая вилка

 

Предохранительные муфты и широкоугольные шарниры.

Предохранительные муфты карданных валов, предназначены для защиты трактора, прицепной техники сельскохозяйственной машины и приводных валов от повреждений вызванных превышением крутящего момента во время работы машины.

Выделяют следующие виды предохранительных муфт:

1) Фрикционная муфта, производства WALTERSCHEID ( Вальтершнайд ).

 

Фрикционная муфта состоит из: 1. Фланец-вилка (вилка фланцевая) 2. Ступица 3. Накладка фрикционная 4. Диск 5. Фланец нажимной 6. Пружина 7. Шайба 8. Гайка 9. Шарик. 10. Кольцо подвижное 11. Кольцо неподвижное 12. Кольцо стопорное

Фрикционные муфты, используются на сельскохозяйственных машинах и прицепной техники, работающих с постоянно возникающими превышениями крутящего момента, которые требуется преодолевать, не прерывая при этом передачу крутящего момента при движении техники.

Фрикционная муфта, выполняет передачу крутящего момента при помощи фрикционных накладок, зажатых между фланцевой вилкой и ступицей муфты. Момент срабатывания фрикционной муфты регулируют при помощи пружин, сжимая или разжимая их болтами.

Для фрикционной муфты момент срабатывания устанавливают в 2-3 раза больше, чем передаваемый номинальный крутящий момент, но меньше, чем максимальный крутящий момент, передаваемый валом.

Фрикционная муфта, устанавливается на карданный вал со стороны вала приема мощности прицепной техники сельскохозяйственной машины.

Область применения фрикционных муфт на прицепной технике, обладающих большой инерционной массой:

• Грабли-ворошилки
• Косилки ротационные
• Пресс-подборщики
• Мульчеры

2) Муфты со срезным болтом, производства WALTERSCHEID ( Вальтершнайд ).

 

Муфта со срезным болтом состоит из: 1. Вилка фланцевая 2. Ступица муфты 3. Срезной болт 4. Штифт 5. Гайка 6. Шарики, фиксирующие муфту от разборки 7. Тавотница для смазки

Муфта со срезным болтом, предназначена для защиты сельскохозяйственных машин (прицепной техники), подверженных внезапным перегрузкам или заклиниванию рабочих узлов. Передача крутящего момента в муфтах со срезным болтом происходит за счет болта, соединяющего фланцевую вилку и ступицу муфты между собой. При превышении установленного на муфте момента срабатывания, происходит срезание болта, в следствии чего ступица и фланцевая вилка начинают проворачиваться относительно друг друга, передача крутящего момента прерывается.

Для восстановления работы карданной передачи, необходимо заменить поврежденный срезной болт новым.

Момент срабатывания муфты со срезным болтом, устанавливается в 2,5-4 раза больше, чем номинальный крутящий момент, передаваемый данным карданным валом.

Муфта со срезным болтом, устанавливается на карданный вал со стороны вала приема мощности прицепной техники сельскохозяйственной машины.

Муфты со срезным болтом применяются на установках подверженных внезапным перегрузкам:

• Машины для внесения удобрений
• Кормораздатчики и кормосмесители

3) Широкоугольный шарнир, производства WALTERSCHEID ( Вальтершнайд ).

 

Широкоугольный шарнир состоит из: 1. Корпус широкоугольного шарнира (двойная вилка) 2. Концевая вилка 3. Внутриузловая вилка 4. Крестовина в сборе со стопорными кольцами и тавотницей для смазки

Широкоугольные шарниры, устанавливается на карданный вал, обеспечивает его равномерную работу и позволяет карданному валу, кратковременно работать до 80 градусов.

Широкоугольный шарнир, может применятся как со стороны трактора, так и со стороны прицепной техники сельскохозяйственной машины. Так де допускается одновременное применение двух широкоугольных шарниров на один карданный вал (один шарнир со стороны трактора, второй шарнир со стороны прицепной техники).

 

4) Обгонные муфты, производства WALTERSCHEID ( Вальтершнайд ).

 

Обгонная муфта состоит из: 1. Корпус обгонной муфты 2. Ступица обгонной муфты 3. Храповик 4. Защитное кольцо 5. Пружина плоская 6. Стопорное кольцо внутреннее 7. Шарик 8. Пружина 9. Кольцо подвижное 10. Кольцо неподвижное 11. Кольцо стопорное наружное 12. Тавотница для смазки

Обгонные муфты, предназначены для защиты от превышения крутящего момента, вызванного инерцией прицепной техники сельскохозяйственной машины, возникающей во время торможения или полной остановки трактора. Обгонная муфта передает крутящий момент, только в одном направлении за счет зацепления храповиков за корпус муфты, в противоположном направлении, муфта свободно проворачивается. Стандартная обгонная муфта – это муфта правого вращения.

Обгонная муфта, устанавливается на карданный вал со стороны вала приема мощности прицепной техники сельскохозяйственной машины. В случае, если установить обгонную муфту со стороны сельскохозяйственной машины невозможно из-за конструктивных особенностей или если на карданном вале, установлена еще одна предохранительная муфта другого типа, допускается установка обгонной муфты на карданный вал со стороны вала отбора мощности трактора.

Данный тип муфты применяется на установках обладающих большой инерционной массой:

• Косилки ротационные
• Грабли-ворошилки
• Сеялки
• Прицепные опрыскиватели

Профильные (телескопические) трубы сельхоз карданов.

Профильные трубы карданных валов, служат для обеспечения надежной передачи мощности между приводами. Профильные телескопические трубы, соединяют в жесткую конструкцию шарниры, входящие в конструкцию карданных валов, служат для компенсации изменяющиеся длины от вала отбора мощности трактора к валу приема мощности прицепной техники во время работы. Основным требованием к телескопическим трубам, является хорошее скольжение и устойчивость к скручиванию при любых условиях эксплуатации. Диаметр и длины применяемых на валах профильных труб, должны соответствовать силам крутящего момента.

Телескопические профильные трубы кардана, имеют формы:

• Треугольная профильная труба
• Лимонная профильная труба
• Звездочная профильная труба

Так же в некоторых конструкциях сельхоз карданов вместо телескопических труб, может применятся шлицевое соединение с невысокой величиной компенсации длин.

 

Крестовины для валов с универсальным и широкоугольным шарниром.

Крестовина для сельхоз кардана, является одним из основных и наиболее важным элементом карданного шарнира, отвечающим за весь ресурс работы карданной передачи. Схожие крестовины по типоразмерам, могут существенно отличатся по качеству исполнения и применяемости. При выборе крестовины для сельхоз карданов, важно обратить внимание на качество уплотнительных колец (пыльников). Именно пыльники подшипника крестовины, защищают игольчатые ролики, находящиеся внутри стакана от попадания грязи и воды, так же препятствуют выкидыванию смазки из него. Качество обработки рабочей поверхности шипа, не должно иметь грубую шероховатость. Наличие смазочного ниппеля на крестовинах, предназначенных для сельскохозяйственных карданов, обязательно.

 

Широкоугольные крестовины, производства WALTERSCHEID ( Вальтершнайд )

Основные серии крестовин ( крестовина ) применяемых на сельхозтехнике: W2100, W2200, W2280, W2300, W2380, W2400, W2480, W2500, W2580, W2600 / P600, W2700 / P700.

Срок службы карданного вала для сельхозтехники. Неисправности карданных валов и пути их устранения.

Срок службы карданных валов для сельхоз машин, зависит от крутящего момента, который передает карданный вал, скорости вращения, рабочих углов шарниров кардана и интервалов смазки.

Если в процессе работы карданного вала, обнаружены какие-либо неисправности в связывающих узлах, препятствующих исправной и безопасной работе кардана, немедленно остановите технику и устраните неисправность в карданном валу.

 

Усиленный износ вилки карданного вала с последующим обрывом уха.

Причины возникновения неисправности:

1. Карданный вал в процессе работы, превышает допустимые максимальные рабочие углы.
2. Заклинивание подшипников крестовины, отсутствие смазки.

Устранение неисправности:

1. Уменьшить рабочий угол карданного вала.
2. Производить отключение вала отбора мощности трактора при разворотах и поворотах техники.
3. Увеличить интервалы смазки крестовин, для улучшения скольжения подшипников.

Разгибание проушин вилки, обрыв шейки (шипа) крестовины.

Причины возникновения неисправности:

1. Карданный вал работает с постоянной перегрузкой. Пиковые нагрузки на кардан, слишком велики, для данного типа смазки.
2. Заклинивание подшипников крестовины, отсутствие смазки.
3. Установка некачественных крестовин, вилок.

Устранение неисправности:

1. Не допускать превышения крутящего момента.
2. Установить на карданный вал предохранительную муфту.
3. Проверить исправность предохранительной муфты при ее наличии.
4. Увеличить интервалы обслуживания крестовин.
5. Использовать в ремонте, только оригинальные запчасти карданных валов.

Увеличенный износ шеек (шипа) крестовины карданного вала.

Причины возникновения неисправности:

1. Применяемый карданный вал не рассчитан на нагрузку, которую он передает в процессе работы.
2. Заклинивание игольчатых подшипников крестовины, отсутствие смазки, несоответствующий тип используемого смазочного материала.
3. Установка некачественных крестовин, при ремонте карданного вала.

Устранение неисправности:

1. Проверить мощностные характеристики рабочего устройства. Не превышайте величину крутящего момента и скорости вращения, предписанных в инструкции на сельскохозяйственную технику, на которой применяется карданный вал.
2. Увеличить интервалы обслуживания крестовины. Использовать соответствующую смазку, для шарнирных соединений карданного вала.
3. Ремонт кардана, следует производить в специализированных мастерских, при использовании оригинальных крестовин.

Чрезмерный износ профильных труб или шлицевых соединений.

Причины возникновения неисправности:

1. Недостаточное количество смазки в профильной трубе или шлицевом соединении карданного вала.
2. Неверно подобрана длина кардана.
3. Поврежден защитный кожух или пыльник кардана, влечет за собой попадание грязи в профильную трубу, шлицевую часть, происходит выкидывание смазки.

Устранение неисправности:

1. Увеличить интервалы смазки шлицевого соединения, профильной трубы кардана.
2. Проверить длину карданного вала. Заменить его на более длинный.
3. Произвести замену защитного кожуха, пыльника шлицевого соединения.

Техника безопасности установки карданных валов и их технического обслуживания.

Перед началом эксплуатации, необходимо изучить инструкцию по установке и эксплуатации карданного вала, а так же руководство по эксплуатации трактора и сельскохозяйственной машины.

1. Установка карданного вала, производится при выключенном двигателе трактора, вращающиеся части неподвижны. Не производите установку, обслуживание карданных валов, при включенном двигателе и работающем валом отбора мощности.
2. Во время работы техники, не приближайтесь к вращающемуся кардану.
3. Ремонт карданного вала, осуществляется в специализированных мастерских. Установка карданного вала, требует наличие специального инструмента и требующих навыков работы с узлами трансмиссии.
4. Вращающиеся части сельхоз кардана, должны иметь защитные кожухи. Убедитесь, что на защитном кожухе нет следов повреждения. Защитный кожух не должен вращаться вместе с силовой частью.
5. После установки карданного вала, убедитесь что, защитные козырьки трактора и рабочего устройства обеспечивают единую систему с защитным кожухом кардана.
6. Не используйте карданную передачу в качестве ступенек или подставок.
7. Транспортировка карданных валов, осуществляется в горизонтальном положении. При транспортировке не рассоединяйте части карданного вала.

Кардан ВалТехно, осуществляет поставки карданных валов, универсальных крестовин, широкоугольных крестовин, профильных труб, шлицевых соединений для сельскохозяйственных машин. Ежемесячные поставки запчастей из Европы.

Карданный вал — что это и из чего состоит? – ООО Кардан-Эксперт Москва

Карданный вал — это конструкция, передающая крутящий момент от трансмиссии к приводу колёс.  Его устройство состоит из вала, скользящей вилки, двух крестовин (шарниров), двух фланцев, уплотнений и деталей крепления. Характерной особенностью является карданная передача, изобретенная итальянским философом и математиком  Джероламо Кардано, которая позволяет передавать крутящий момент между непараллельными осями.

Это свойство карданного механизма обусловило его широкое применение в различных машинах, летательных аппаратах, приборах, станках, автомобилях, сельскохозяйственных машинах и других механизмах, когда по условиям работы необходимо изменение взаимного расположения валов, передающих вращение.

Самая важная деталь в карданном валу — шарниры. Именно они чаще всего выходят из строя. Вообще то, если не брать какие-то аварийные ситуации, то обычно в кардане есть несколько проблемных мест — это шлицевая часть и крестовины. Для нормальной работы этих частей кардана нужен тщательный уход, в частности смазка. Без регулярного смазывания эти узлы довольно быстро выходят из строя. А вышедший из строя кардан, как известно, влияет на безопасность движения! Поэтому строго рекомендуется шприцевать (смазывать) карданный вал хотя бы раз в сезон. Шприцевание конечно может доставить вам некоторые сложности. Так как масленка обычно находится в очень неудобном для смазывания месте, в менее доступной для попадания грязи точке кардана. Если крестовина выходит из строя, вы это почуствуете.  В автомобиле появится вибрация трансмиссии, которая связана в первую очередь с невозможностью крестовины изгибаться во всех плоскостях. Замена крестовины не так уж и проста, как кажется на первый взгляд.

Здесь нужно обратится к специалистам, желательно из специализированных сервисов. На выбор крестовины тоже следует обратить большое внимание, так как некачественная деталь не прослужит долго.

Балансировка карданов.

При появлении дисбаланса появляются вибрации, которые при определенной частоте вращения, могут и уменьшатся и увеличиваться. Избавляются от дисбаланса в специализированных мастерских, путем установки балансировочных пластинок и некоторых других способов. И что важно, кардан баланс нужно проводить после каждого снятия кардана с автомобиля. Если нет возможности сделать это, нужно как минимум, перед снятием поставить метки на кардане. Что потом при установке по этим меткам установить кардан в прежнем положении. Карданный вал можно найти на автомобильной разборке.

В нашей стране существует множество проблем, связанных с ремонтом автомобилей. Но одной из актуальных становится практическое отсутствие сервисных центров, которые бы занимались восстановлением работоспособности карданов. Обычно их меняют целиком. А если даже и ремонтируют, то с неохотой и не качественно.

И следствием становится нарушение балансировки, которое происходит из-за неправильной сборки или неточной установки крестовин. Что же делать?

Конечно же, обращаться в «Кардан-Эксперт».

Мы найдем решение проблемы!

Автословарь: что такое карданный вал?

Карданный вал — этим термином обычно обозначают часть трансмиссии автомобиля, которая служит для передачи крутящего усилия между осями валов. Причём зачастую оси находятся в разных плоскостях и под разными углами по отношению друг к другу.

Карданная передача в трансмиссии применяется главным образом на заднеприводных и полноприводных автомобилях. Она передаёт энергию вращения от вала коробки передач к заднему мосту автомобиля. Ещё принцип карданной передачи используется в рулевой колонке для передачи вращения рулевого колеса.

Из чего состоит карданный вал?

Карданный вал по своей сути — это узел, который имеет внушительный вес и длину. Вал может состоять из нескольких звеньев, которые связаны посредством специальных элементов. Эти элементы обеспечивают подвижность и изменение угла между звеньями. Главные составляющие карданного вала это:

• Главный центральный вал, который является основой конструкции. Часто его делают полым чтобы уменьшить массу.
• Крестовина (или крестовины) — это очень важные элементы. Именно они обеспечивают взаимосвязь звеньев вала для передачи вращения. Отличительные особенности такого соединения — это сохранение подвижности между звеньями и возможность изменения угла между звеньями. Наибольший КПД достигается при углах от 0 до 20 градусов. Если угол становится больше, то повышается нагрузка на элемент и сокращается его рабочий ресурс.
• Скользящая вилка. Этот элемент не такой заметный, как крестовина, но именно он компенсирует изменение расстояния между звеньями при повороте под разными углами.
• Промежуточный подшипник. Довольно популярная запчасть среди автолюбителей. Функция подшипника — поддерживать вал и при этом сохранять подвижность его звеньев.

Еще на карданном валу встречаются различные муфты, уплотнители и приспособления для защиты карданного вала от внешних воздействий.

Как вовремя определить неисправность карданного вала?

Примерный ресурс работы самого карданного вала считается довольно внушительным — не менее 400 тыс.км. пробега. Оно и понятно — запас прочности такого внушительного элемента должен быть очень большим. Однако очень часто карданный вал приходит в негодность от внешних воздействий — от ударов и воздействия агрессивных сред на составные элементы.

Явным признаком неполадок с карданным валом служит вибрация, которая ощущается под днищем автомобиля в процессе его движения. Так же вас должны насторожить нехарактерные стуки и щелчки. Это может сигнализировать о выходе из строя крестовин, шарниров или подшипников.

Отдельным типом неисправности является повреждение защитных элементов — пыльников. Это случается либо в процессе естественного старения элементов либо из за внешнего повреждения от удара. Обнаружить эту неприятность можно путём визуального осмотра днища и поиска капель и подтёков трансмиссионной жидкости под автомобилем.

Вышедшие из строя элементы карданного вала лучше не пытаться починить — ведь сделать это с заводским уровнем качества не получится. Из этой рекомендации бывают лишь редкие исключения. Подобрать карданный вал или его составные части можно с помощью оригинальных каталогов.

---

Карданные валы требуют центровки, часто сложной

ОБЪЯВЛЕНИЕ

Когда мы думаем о причинах перекоса, карданные валы часто упускаются из виду. Когда они присутствуют в механической конструкции, обслуживание может быть довольно трудным из-за их размера, конструкции и доступности. Из-за этого проверки центровки часто пропускаются, а центровки откладываются, что вызывает постоянный износ карданных валов, что приводит к продолжающемуся и ухудшающемуся смещению.

Чтобы лучше понять центровку карданного вала, мы должны понимать, что такое карданный вал и для чего он нужен. Карданный вал представляет собой не вал, а скорее муфту, предназначенную для соединения двух смещенных машин, одна из которых является стационарной машиной, часто называемой двигателем, а другая — «ведомой». Карданные валы специально разработаны с учетом параллельного смещения, вызванного смещением этих двух машин.

На яхте такая конструкция называется трансмиссией и размещается между двигателем и шестерней, передавая крутящий момент и вращение.Карданный вал служит универсальным или карданным шарниром, потому что две машины не могут быть напрямую соединены друг с другом.

Карданные валы обычно имеют два шарнира, по одному на каждом конце, и называются одним карданом. Двойной кардан будет иметь три или более таких шарнира. Шарниры карданных валов допускают необходимое перемещение без разъединения.

Конструкция карданного шарнира является ключевым элементом работы карданного вала и его способности передавать силы.Каждый карданный шарнир состоит из двух хомутов и четырех шарнирных пальцев. Отверстие в вилке содержит шарнирные пальцы, которые колеблются при вращении шарнира. Все подшипники находятся в небольшом пространстве между штифтами и отверстиями вилки, а это означает, что правильная смазка всегда имеет решающее значение.

Смазка должна постоянно циркулировать для предотвращения уплотнения шарниров, поэтому карданные валы обычно устанавливаются с углом от трех до шести градусов на каждом шарнире. Разница между этими углами всегда должна быть меньше 0.25 градусов, и в идеальном мире, когда всегда возможно точное выравнивание, разница будет равна 0.

Несмотря на то, что карданные валы сконструированы для гибкости, они не способны компенсировать угловое смещение между валами. В то время как смещение не влияет на выравнивание, угловость влияет. Он может быть вертикальным или горизонтальным и может вызывать чрезмерную вибрацию и колебания скорости.

Угловое смещение может быть как в одной плоскости, так и в отдельных, в зависимости от компоновки оборудования.Когда присутствует угловое смещение, частота вращения ведомого вала сильно колеблется.

Традиционно карданные валы проектируются для ограниченного пространства, и исторически сложилось так, что процедуры центровки требовали полного снятия карданного вала для достижения центровки. На соединительном фланце ведомой машины устанавливается «смещенное» приспособление или кронштейн, а на вращающейся части устанавливается лазерный датчик. Второй лазерный датчик должен быть установлен на драйвере.Кронштейн позволит виртуально позиционировать ось вращения, соединяющую две машины. Затем данные будут собираться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Благодаря тому, что технологии постоянно превосходят самих себя, центровка карданных валов теперь становится быстрее, безопаснее и экономичнее. Современные лазерные системы позволяют выполнять выравнивание с установленным валом. Это стало возможным благодаря использованию двух специально разработанных кронштейнов с портативным компьютером, лазерным передатчиком и приемником.Один кронштейн служит своего рода цепью и имеет «третий рычаг», который можно установить непосредственно на вал. Другой кронштейн имеет вращающийся рычаг, на котором установлен датчик. Когда валы вращаются, рычаг кронштейна поворачивается, позволяя датчику перемещаться, улавливая передаваемый лазер.

Центровка карданного вала может быть пугающей и сложной, мягко говоря. Однако с новым оборудованием, доступным для выполнения этих услуг, нет абсолютно никакой необходимости откладывать эту процедуру для предотвращения износа шарнира карданного вала.С минимальным влиянием на ваш бюджет обслуживания вы можете предотвратить сильную головную боль.

Рич Мерхиге — владелец Advanced Mechanical Enterprises и Advanced Maintenance Engineering в Ft. Lauderdale, которая специализируется на вращающемся и возвратно-поступательном оборудовании. Соавтором этой колонки является Тереза ​​Другатц, менеджер по маркетингу AME. Свяжитесь с ними через [email protected] или +1 954-764-2678. Комментарии к этой колонке приветствуются по адресу [email protected].

Центровка карданного вала — эффективная установка

Эти приложения не такие простые, как другие.Их особые соображения требуют специальных инструментов и подходов.

Автор: Брэд Ван Шиндел, Centerline, Inc.

Как показано на начальных изображениях на этой странице, карданный вал, в простейшем смысле, представляет собой промежуточный вал с карданной муфтой на каждом конце. (Его название происходит от итальянского математика 16-го века Джироламо Кардано.) Этот тип устройства позволяет передавать мощность между двумя машинами, которые смещены друг относительно друга.

Широко используемые в промышленности карданные валы доказали свою практичность в приложениях с ограниченным пространством — , а также в ситуациях, когда какой-либо элемент в машинном составе (например, рулон бумаги) может потребоваться привести в движение (динамически позиционировать) в другое положение, когда машины не работают. Универсальный шарнир допускает ограниченное движение без отсоединения. Для обеспечения достаточной циркуляции смазки, которая, в свою очередь, предотвращает заклинивание карданных шарниров, карданные валы обычно устанавливаются под углом от 4 до 6 градусов на карданных шарнирах.Однако опыт показал, что угол между валами привода и ведомого устройства должен быть минимальным, предпочтительно менее 4,36 мрад (0,25 градуса). В идеале углы между ведущим и ведомым валами и карданным валом, обозначенные как β ₁ и β ₂ на рис. 1, должны быть одинаковыми. Геометрически это было бы равносильно нулевой угловатости, существующей между приводом и ведомым устройством: другими словами, валы привода и ведомой машины были бы параллельны друг другу.

Если между этими компонентами действительно существует чрезмерный угол наклона, результатом будут быстрые колебания частоты вращения ведомого вала во время работы. Это, в свою очередь, вызывает разрушительную вибрацию, а также создает неблагоприятную нагрузку на машинный агрегат, что приводит к преждевременному износу критически важных компонентов машины. Точная центровка сводит к минимуму эти неравномерности вращения, так что также сводится к минимуму неравномерная нагрузка на подшипник во время вращения карданного вала. Таким образом продлевается срок службы компонентов и снижается вероятность неожиданного отказа машины.

Использование лазерной центровки валов для обнаружения и устранения проблем.
Для точной лазерной центровки вала привода и ведомой машины необходимо снять карданный вал и его муфты. Затем с помощью системы лазерной центровки и специально сконструированного кронштейна смещения кардана можно легко определить и скорректировать угол между машинами. После снятия карданного вала кронштейн кардана (рис. 2) устанавливается на торец вала стационарной машины.В случае подключения двигателя к валку кронштейн будет прикреплен к валу валка (рис. 3). Кронштейн может быть прикреплен к валу с помощью отверстий для соединительных болтов или — , если имеется, — резьбового отверстия в центре вала.
Карданный кронштейн позволяет виртуально позиционировать ось вращения неподвижной машины на одной линии с осью вращения подвижной машины. Лазер устанавливается на кронштейне, а приемник обычно устанавливается на валу привода — либо с помощью стандартных компактных цепных кронштейнов, компактных магнитных кронштейнов или других дополнительных кронштейнов. Произведены измерения и определено условие центровки. MT

Брэд Ван Шиндел (Brad Van Schyndel) — инженер по приложениям в компании Centerline, Inc., г. Аплтон, штат Висконсин. Он имеет более чем 13-летний опыт работы в области лазерной центровки вращающегося оборудования. Телефон: (920) 730-0615. электронная почта: [email protected].

---

Многофункциональный инструмент для лазерной центровки

LUDECA ROTALIGN® ULTRA хорошо подходит для лазерной центровки карданных валов.Эта система имеет дополнительную беспроводную связь, а также режим центровки карданных валов, который позволяет пользователю сосредоточиться только на угловой скорости, которая существует между ведущим и ведомым валами. Система ROTALIGN® ULTRA также рассчитывает необходимые поправки, необходимые для устранения угловатости, и отслеживает поправки соосности в реальном времени по мере выполнения регулировок.

Для получения дополнительной информации введите 03 на сайте www.MT-freeinfo.com

Понимание необходимости центровки смещенного вала

Находясь на предприятиях по всей стране, я заметил непонимание необходимости точной центровки вращающегося оборудования с приводом от вала со смещением.Я сам видел, как электрики и механики разочаровывались, пытаясь определить причину колебаний скорости и вибрации в оборудовании с приводом от смещенного вала. Типичный ответ — это электрическая причина, пока не будет доказано обратное. Хотя в некоторых случаях это может быть правдой, причиной для других может быть чрезмерное угловое смещение ведомой и приводной машин.

Смещенный вал, или, как его обычно называют, карданный вал, представляет собой приводной вал с карданными шарнирами, используемый для передачи мощности от двигателя (привода) на часть оборудования (ведомого).Смещение означает, что валы приводного и ведомого элементов не расположены «на одной линии» друг с другом. В узле приводного вала может быть любое количество карданных шарниров, «одиночный карданный вал» означает, что на каждом конце вала есть карданные шарниры. «Двойной кардан» относится к трем или более карданным соединениям на валу. Вал с «одиночным карданом» — это то, с чем вы, скорее всего, столкнетесь в полевых условиях.

Необходимо понимать две части: правильную фазировку и угловой угол входного и выходного валов.

1. Фазирование относится к положению ярм, которые являются частью вала. Два конца или ярма должны быть расположены параллельно или на одной линии друг с другом. В противном случае ведомая машина будет ускоряться и замедляться дважды за каждый оборот водителя. Это не только вызовет проблемы с работоспособностью, но и вызовет проблемы с высокой вибрацией.

2. Углы наклона входного (приводного) и выходного (ведомого) валов по отношению к элементу главного вала должны быть одинаковыми на каждом конце вала.Существуют отраслевые рекомендации по установлению максимально допустимого угла между валом и ярмом в зависимости от скорости и нагрузки. Лучшее место для получения необходимой информации — это производитель оборудования.

# 2 — это выравнивающая часть работы. При правильном совмещении ведомая машина и привод) установят концы вала в правильное положение. То есть угол ярм на обоих концах вала будет одинаковым, когда ведомый и приводной будут находиться в параллельных плоскостях по вертикальной и горизонтальной осям.Если не выровнять приводную и ведомую машины, скорость ведомой машины будет колебаться. Чем сильнее угловое смещение, тем сильнее колебания скорости.

Для центровки валов со смещением требуется специальное оборудование для центровки валов. К счастью, Vibralign / Fixturlaser вам поможет. Fixturlaser XA может выполнять выравнивание такого типа с помощью специального набора кронштейнов и программы выравнивания.

После снятия карданного вала специальное приспособление для смещения устанавливается поперек фланца муфты ведомой машины.Один лазерный датчик установлен на прецизионной вращающейся револьверной головке приспособления Offset, а другой — на механизме привода. Данные о несовпадении собираются путем вращения датчика на приспособлении для смещения и вала / датчика привода.

Угловое смещение между ведомым и приводным валами машины отображается на экране результатов как для вертикальной, так и для горизонтальной плоскости. (Пример результатов в миллиметрах)

При необходимости вносятся поправки по вертикали и горизонтали.Когда вертикальное и горизонтальное угловое совмещение находится в пределах допуска, ведомый и приводной валы машины теперь параллельны, а угол ярм на обоих концах вала будет одинаковым.

Чтобы увидеть отличное видео, демонстрирующее эффекты неправильного фазирования и смещения валов смещения, перейдите на http://www.youtube.com/watch?v=gmV4qwLfOMY

Терминология | Универсальные шарниры Belden

Универсальный шарнир: Механическое устройство, которое может передавать крутящий момент и / или вращательное движение от одного вала к другому при фиксированных или переменных углах пересечения оси вала.Также используются другие термины: карданный шарнир, УФ-шарнир или карданный шарнир.

Универсальный шарнир для тяжелых условий эксплуатации : Состоит из вилки с большим отверстием и вилки с маленьким отверстием, штифта и блока. При изготовлении соединения используется сталь более высокого качества, что делает его лучшим выбором.

Высокопрочный универсальный шарнир: Состоит из двух вилок с большими отверстиями, конструкция штифта и блока со втулками, а не традиционным стопорным кольцом. Заклепанная заклепка, которая удерживает компоненты на месте, делает его более прочным, чем соединение Heavy Duty Joint.Высокопрочный шарнир отлично подходит для приложений, требующих работы с более высоким крутящим моментом. Шарнир также предназначен для установки на валы большего диаметра.

Универсальный шарнир Leveler Strength: Имеет увеличенный крутящий момент благодаря профилю, качеству материала и производственному процессу. Основная функция универсального шарнира остается прежней, но механические свойства улучшаются, что продлевает срок службы универсального шарнира.

Игольчатый подшипник Универсальный шарнир: Игольчатые подшипники установлены на концах пальцев для уменьшения люфта и повышения точности и скорости вращения.. Шарнир игольчатого подшипника представляет собой герметизированный / смазанный крестообразный подшипник, доступный как с башмаками, так и без них. Соединение имеет жесткую осевую жесткость при толкающих / вытягивающих нагрузках и может выдерживать большие углы и скорость вращения, чем другие соединения.

Двойной универсальный шарнир: Обеспечивает такую ​​же надежность и срок службы, как и одинарный универсальный шарнир Belden, но с максимальным рабочим углом до 90 градусов. Двойные универсальные шарниры обеспечивают точное позиционирование и гибкое действие при сложных рабочих углах.

Телескопический приводной вал: Двойной универсальный шарнир с регулируемой по длине центральной частью. Часто также называют приводным валом или карданным валом.

Штифт и блок Фрикционный универсальный шарнир: Также известный как карданный шарнир или шарнир крюка, штифт и блок — это простейший доступный блок. Оно обеспечивает более точную передачу крутящего момента или крутящего момента, чем обычные гибкие муфты.

Крестовина и игольчатый подшипник Универсальный шарнир: Кованая крестовина с игольчатым подшипником обеспечивает минимальный люфт и точное позиционирование без снижения крутящего момента.

Осевое, параллельное и угловое смещение: Осевое смещение — это величина осевого перемещения (осевого люфта) между валами, которое обычно вызывается вибрацией двигателя. Параллельное смещение — это смещение между ведущим и ведомым валами. Угловое смещение — это угол пересечения валов.

Нулевой люфт: Нулевой люфт означает величину крутильного люфта в муфте или универсальном шарнире в сборе.

Рабочий цикл: Нагрузка на универсальный шарнир может быть периодической или постоянной. В большинстве рабочих условий прерывистая несущая способность соединения больше, чем его продолжительная несущая способность.

Постоянная скорость: Для достижения постоянной скорости работы ведущий и ведомый валы должны быть выровнены параллельно.

Ориентация хомута: При создании двойного шарнира путем соединения двух одинарных шарниров с валом, хомуты входящих шарниров должны быть выровнены, что также называется фазированием .

Крутящий момент: Крутящий момент — это сила, вызывающая вращение. Рабочий крутящий момент — это крутящий момент, который передается во время нормальной работы. Крутящий момент обычно выражается в фунт-дюймах (фунт-сила-дюйм), фунт-фут (фунт-сила-фут) или ньютон-метрах (Нм).

Жесткость на кручение: Жесткость на кручение — это степень сопротивления скручиванию. Обычно он выражается в фунтах-дюймах / радианах (фунт-дюйм / рад) или ньютон-метрах / радианах (Нм / рад).

Что такое карданный шарнир?

Универсальный шарнир может также называться универсальной муфтой, карданным шарниром, карданным шарниром, шарниром Spicer, шарниром Hardy-Spicer или шарниром Hooke.

Д-р Джоди Мюланер

Карданный шарнир — это соединение между двумя объектами, обычно валами, которое позволяет относительное вращение по двум осям. Он состоит из двух поворотных шарниров с перпендикулярными и пересекающимися осями.

Когда валы соединяются с помощью универсального шарнира, каждый вал заканчивается поворотным шарниром, ось которого перпендикулярна оси вращения вала. Это позволяет передавать вращательное движение между валами, допуская смещение в обеих оставшихся степенях свободы вращения.Ограничивается одна степень свободы вращения (вращение вала), а также все относительные перемещения, что дает универсальному шарниру две степени свободы (2-DOF).

Карданный шарнир не является шарниром равных угловых скоростей. Если входной вал вращается с постоянной скоростью, скорость выходного вала будет колебаться. Они будут иметь одинаковую среднюю скорость, но скорость выходного вала будет несколько выше или ниже этого среднего значения в любой момент времени. Величина колебаний выходного вала зависит от величины перекоса между валами. Если валы соосны, выходной вал фактически будет иметь постоянную скорость.

Можно создать шарнир равных угловых скоростей, комбинируя несколько универсальных шарниров. Двойной карданный шарнир представляет собой конструкцию из двух универсальных шарниров с коротким соединительным валом между ними, сдвинутыми по фазе на 90 °. Если любой угол изгиба равномерно разделен между двумя универсальными шарнирами, то эти два шарнира компенсируют колебания скорости, так что конечный выходной вал имеет постоянную скорость. Однако колебания промежуточного вала вызовут вибрации, и для поддержания равных углов требуются опоры.

Универсальные шарниры широко используются в трансмиссии транспортных средств, но их заменяют шарниры равных угловых скоростей. Карданные шарниры теперь редко используются для передачи мощности на передние колеса транспортных средств, за исключением некоторых тяжелых внедорожников. Они по-прежнему широко используются для приводных валов, хотя шарниры равных угловых скоростей даже начинают использоваться для этих приложений. Универсальные шарниры также находят множество других применений в механических системах управления и промышленном оборудовании. Универсальные шарниры допускают большие углы между валами.При небольшом перекосе валов альтернативой универсальному шарниру может быть гибкая муфта.

Динамика карданного шарнира, его отказы и некоторые предложения по практическому улучшению его характеристик и срока службы

[1]

И.И. Артоболевский, Механизмы в современном инженерном проектировании , (Пер. Н. Вайнштейн). 1900 г.).

Google Scholar

[2]

H.Hajirezaei и A. Ahmadi, Исследование влияния трещин на отказ карданного шарнира, The 6 ^-я международная конференция по техническому обслуживанию , Тегеран (2010).

[3]

Х. Байракчекен, С. Тасгетирен и И. Явуз, Два случая отказа в системе передачи энергии на транспортных средствах: вилка карданного шарнира и ведущий вал, Международный журнал инженерного анализа отказов , 14 (4) (июнь 2007 г.) 716–724.

Артикул Google Scholar

[4]

A.Ковингтон, Универсальная идея, Легкие и средние грузовики , 28–29 (июнь 2004 г.).

[5]

Г. Эрдман и Г. Н. Сандор, Разработка механизма , публикация Прентис Холл (1991).

[6]

А. Ширхоршидян, Проектирование механизмов для конструкторов и машиностроителей , Публикация Nashretarrah (2004) (на персидском языке).

[7]

А. М. Хейес, Отказы автомобильных компонентов, Анализ технических отказов , 5 (2) (1998) 129–141.

Артикул Google Scholar

[8]

С. Тасгетирен, К. Аслантас и И. Укун, Влияние давления прессовой посадки на усталостное разрушение корня зубчатого колеса цилиндрической шестерни, Technol Res: EJMT (2004) 21–29.

[9]

Й. Озмен, Трибологические отказы элементов машин и выбор подходящих материалов, Technol Res: EJMT (1) (2004) 31–37.

[10]

К. Юксель, А. Кахраман, Динамические нагрузки на зубья планетарных зубчатых передач, имеющих зуб Pro.Le Wear, Механизм и теория машин , 39 (2004) 695–715.

MATH Статья Google Scholar

[11]

В. Р. Ранганат, Г. Дас, С. Тарафдер и С. К. Дас, Отказ вала качающейся шестерни драглайна, Технический анализ отказов (11) (2004) 599–604.

[12]

Х. Байракчекен, Анализ отказов вала ведущей шестерни автомобильного дифференциала, Технический анализ отказов , 13 (8) (2006) 1422–1428.

Артикул Google Scholar

[13]

Т. Кепчелер, Н. Тахрали и С. Эрен, Анализ напряжений и прогнозирование срока службы переднего и заднего дифференциалов автомобилей 4.4, Конгресс автомобильных технологий , Бурса, Турция (2004).

[14]

С. Р. Хаммель и К. Часапис, Проектирование конфигурации и оптимизация универсальных шарниров с производственными допусками, Теория механизмов и машин , 35 (2000) 463–476.

MATH Статья Google Scholar

[15]

С. Р. Хаммель и К. Часапис, Проектирование конфигурации и оптимизация универсального шарнира, Теория механизмов и машин , 33 (5) (1998) 479–490.

MATH Статья Google Scholar

[16]

AY Dodge, Автомобильная промышленность , 1940.

[17]

HIF Evernden, Карданный вал или муфта крюка и карданный шарнир, Труды Института инженеров-механиков, автомобильный отдел , 2 (1) (янв.1948) 100–110.

Артикул Google Scholar

[18]

Э. Р. Вагнер и К. Э. Куни, Руководство по проектированию карданного шарнира и карданного вала, Достижения в инженерной серии , № 7, Общество автомобильных инженеров, Варрендейл, Пенсильвания (1979).

Google Scholar

[19]

И. С. Фишер, Передача внутреннего усилия и крутящего момента в карданном шарнире с допусками на изготовление, Eng.Sci. Докторская диссертация, Колумбийский университет , Нью-Йорк (1985).

[20]

Д. А. Ли, Конструкция машины (1965).

[21]

K. Lingaiah, Справочник по проектированию машин , McGraw-Hill, New York (1994).

Google Scholar

[22]

Дж. Э. Шигли и К. Р. Мишке, Стандартное руководство по проектированию машин , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк (1986).

Google Scholar

[23]

H.W. Chen, WX Ji, QJ Zhang, Y. Cao и SY Fan, Метод виброизоляции автоматической стиральной машины с вертикальной осью и гидравлическим балансиром, The Journal of Mechanical Science and Technology , 26 (2) (2012) ) 335–343.

Артикул Google Scholar

[24]

С. Сасаки, Экологически безопасная трибология (экотрибология), The Journal of Mechanical Science and Technology , 24 (1) (2010) 67–71.

Артикул Google Scholar

[25]

С. Ф. Асокантан и П. А. Михан, Нелинейная вибрация крутильной системы, приводимой в действие суставом Гука, Journal of Sound and Vibration (2000) 297–310.

[26]

С. И. Чанг, Крутильные неустойчивости и нелинейные колебания системы, включающей сустав Гука, Journal of Sound and Vibration (2000) 993–1002.

[27]

В.Земан, Dynamik der drehsysteme mit kardangelenken, Механизм и теория машин , 13 (1977) 107–118.

Артикул Google Scholar

[28]

С. Дассальт, Документация Solidworks , январь 2009 г.

[29]

Эдди Бейкер Дж. Уравнения смещения-замыкания неспециализированного двойного шарнира Гука, Механизм и машина Теория (5 марта 2002 г.) 1129–1140.

[30]

П.I. SKF, Неисправности подшипников и их причины , Швеция: Palmeblads Tryckeri (2004).

Google Scholar

[31]

TIMKEN, Анализ повреждений конических роликоподшипников , США: Timken Company (2003).

Google Scholar

[32]

М. Браун и А. Палаццоло, Супергармонические нелинейные поперечные колебания сегментированной трансмиссии, включающей настроенный демпфер, возбуждаемый шарнирами непостоянных угловых скоростей, Journal of Sound and Vibration , 323 (1-2) (Июнь 2009 г.) 334–351.

Артикул Google Scholar

(PDF) ВЛИЯНИЕ ПОЛОЖЕНИЙ ОСИ ДВОЙНОГО КАРДАННОГО СОЕДИНЕНИЯ НА КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Traktori ip / m

Tractors and p / m

Влияние положения осей двойного шарнира

кинематические характеристики

Stojanović, N., et al.

Vol.24.No.1 / 3.p.58-64, 2019.

64

Однако с увеличением 3

дело обстоит не так.При изменении углов 1

и 3

получается выраженная неравномерность

, как для угла поворота выходного вала, так и для

соотношение между 31



. В третьем случае, когда существует трехмерное перемещение точек C и D

, карданный шарнир ведет себя как не демпфируемая колебательная система. Характерное для 3D

движение точек C и D вызвано повышенными вибрациями, а также повышенными напряжениями в системе

.Непосредственным продуктом такого движения карданного шарнира может быть повышенный износ

, а также поломка деталей. Для дальнейших исследований необходимо

изучить, как различные конструкции карданных шарниров влияют на кинематические характеристики, а также

в сравнении с обычными карданными шарнирами.

БЛАГОДАРНОСТИ

Работа выполнена в рамках исследовательского проекта «Исследование безопасности транспортных средств как части

кибернетической системы: Водитель-Автомобиль-Среда» исх.нет. TR35041, финансируется Министерством образования, науки и технологического развития Республики Сербия

.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1.] Янкович, Д .: Zglobni prenosnici — teorija, konstrukcija, proračun, Mašinski fakultet, Beograd, 1995.

[2.] Ašonja, A., Pastosuzahov, AG: двостроительных полопривредных карданских

вртала, Агротехника, Vol. 39, № 1. С. 21-30, 2014.

[3.] Яничиевич, Н., Янкович, Д., Тодорович, Дж .: Конструирование автомобилей, факультет машиностроения,

Белград, 1987.

[4.] Фишер, И.С., де Ваал, Дж. К.: Экспериментальное исследование кардана. Совместная динамика. ASME Journal of Mechanical

Проектирование. Американское общество инженеров-механиков, Vol. 117, No. 4, pp. 526-531, 1995.

[5.] Стоянович, Н., Груич, И., Глисович, Дж., Алемпиевич, А., Нараян, С., Кайсан, М.Ю .: Численные анализ напряжений кардана

сельскохозяйственной техники, Тракторы и силовые машины, Vol.23, No. 1/2, pp. 66-70, 2018.