Карданные соединения: особенности, применение, уход

Передача крутящего момента осуществляется за счет специального механизма, который получил название карданной передачи (карданное соединение). Довольно часто она применяется в конструктиве автомобилей, мотоциклов и в некоторых видах промышленного оборудования.

Эффективность карданной передачи довольно высокая. Среди преимуществ этого механизма можно выделить несколько основных:

• Использоваться карданная передача можно повсеместно. Ее нередко применяют в конструктиве сельскохозяйственной либо строительной техники, в некоторых типах промышленного оборудования.
• Карданное соединение обеспечивает быструю передачу углового крутящего момента между валами, сосредоточенными под определенным углом.
• Настраивать карданную передачу можно под определенную скорость и угол вращения вала. Это способствует повышению эффективности работы отдельного механизма.
• При использовании карданной передачи можно минимизировать потери мощности. Это оказывает положительное влияние на работу всего промышленного оборудования.
• Для конструирования карданной передачи применяются лишь качественные и проверенные виды сырья. Довольно часто для этого используется легированную сталь. Применение такого материала способствует повышению уровня надежности, стойкости и прочности.

Карданные соединения в тяжелых и высоконагруженных условиях

Потребность в специальных передачах может возникнуть в случае, если передача крутящего момента выполняется под определенным углом либо же на существенное расстояние. В конструкцию карданной передачи входит несколько шарниров, опоры промежуточного типа, а также вал (один либо несколько). Для обеспечения посадки на вал могут быть использованы отверстия определенной формы (квадратная, круглая, шестиугольная). Для передачи вращательного движения создается определенный угол. Максимально допустимый размер – 45 градусов.

С целью создания шарнирного соединения могут применяться различные элементы. В состав нередко входят подшипники скольжения либо игольчатые подшипники. Чтобы сделать выбор в пользу определенного типа подшипника, стоит определить приемлемую скорость вращения. К примеру, игольчатые подшипники позволяют достигать скорости передачи в 4000 об/мин.

Суть карданной передачи заключается в том, что осуществляется передача крутящего момента под определенным углом. В процессе использования допускаются небольшие отклонения. Для передачи применяются шарнирные соединения, с помощью которых делают ось более гибкой и удобной для активной эксплуатации.

С целью обеспечения защиты от избыточного уровня влаги, пыли и грязи в состав вводят уплотнительные элементы, представленные в виде манжетов и сальников. Применение карданной передачи выгодно, поскольку можно повысить уровень прочности, стойкости и надежности готового механизма. Среди всех существующих способов передачи крутящего момента выделяется именно карданная передача.

Применение карданных соединений в автомобильной и промышленной технике

Поскольку карданная передача выделяется повышенным уровнем эффективности, ее довольно часто используют в строительной сфере, автомобильной промышленности и иных отраслях.

Карданная передача осуществляет передачу вращения между теми осями, которые расположены перпендикулярно. В конструктив карданной передачи входят вилки, шарниры, а также втулки. Основная деталь – это именно шарнир. С его помощью выполняется передача вращения (угол особого значения не имеет). Втулка входит в состав осевых валов. Непосредственно передача вращения выполняет вилка.

Столь стремительное повышение популярности карданной передачи обусловлено возможностью быстрой передачи вращения на значительные расстояния. В процессе работы передача вращения может выполняться не только с различной скоростью, но и под определенным углом. Это имеет важное значение, если устройство применяется в особо сложных условиях.

Не стоит забывать и о некоторых ограничениях, которые имеет карданная передача. Из-за определенной угловой скорости осей передача осуществляется неравномерно. Из-за этого механизм подвергается более серьезной нагрузке и вибрации. Не менее важно своевременно проводить обслуживание, выполнять замену смазки и проверку всего механизма. Все это позволит продлить срок активной эксплуатации.

Карданная передача – значимый элемент практически любой механической системы. Именно поэтому она входит в состав различных устройств и агрегатов. Особо популярно использовать карданные соединения в автомобильной и промышленной технике.

Уход за карданными соединениями: смазка и обслуживание

Хотя карданная передача и выделяется надежностью, функциональностью и простотой использования, уход осуществлять все-таки нужно. Для этого требуется осуществить обработку шлицевых соединений, а также крестовин.

Есть и ряд деталей, которые не обслуживаются. В них смазку закладывают на этапе изготовления. В дальнейшем обновлять ее нельзя. Такие детали со временем выходят из строя, поэтому возникает необходимость в их замене. Если не осуществлять подобные действия, то с течением времени в шлицевых соединениях могут образоваться люфты.

Обслуживаемые узлы выделяются повышенной надежностью и длительным сроком эксплуатации. Их периодически нужно покрывать смазкой, чтобы увеличить срок использования.

В состав шлицевых соединений и крестовин вводят пресс-масленки. С помощью тавотниц можно своевременно нагнетать смазку и быстро ликвидировать все загрязнения.

Определить недостаток смазки в отдельных узлах несложно. Для этого стоит обратить внимание на посторонние шумы. К примеру, если передвигаться на скорости в 60 км/ч и более, то автомобиль начинает сильно трясти. Аналогичная ситуация с промышленным оборудованием.

В такие моменты отдельные элементы, входящие в состав карданной передачи, изнашиваются быстрее. Это негативно влияет на состояние отдельных механизмов, на управляемость транспортного средства. Кроме того, есть вероятность возникновения аварийной ситуации.

Выбирая подходящую смазку, с помощью которой нужно обрабатывать отдельные детали карданного вала, нужно ориентироваться на некоторые требования:

• возможность эксплуатации при различной температуре;
• влагостойкость;
• защита отдельных элементов от негативного влияния коррозии;
• химическая стойкость (смазка не должна вступать в реакцию с растворителями, кислотами и щелочами);
• с поверхностей деталей смазка не должна смываться (именно поэтому для обработки отдельных элементов никогда не применяются масла);
• постепенное восстановление структуры (коллоидная стабильность смазки);
• сочетание смазки с другими видами смазочных составов.

Проблемы и распространенные ошибки при эксплуатации карданных соединений

Периодически карданное соединение выходит из строя. Установить наличие проблем можно, если обратить внимание на посторонние звуки, вибрацию и на сильный гул. Чтобы понимать, какие ремонтные работы следует проводить, нужно установить тип неисправности.

Основные причины протечки:

• Повреждение сальников может стать причиной образования протечки масла. С течением времени уплотнительное кольцо начинает «дубеть». Это приводить к образованию щели, которая формируется между сальником и штоком кардана. Чтобы исправить ситуацию, нужно заменить уплотнительное кольцо и сальники.
• Нарушение работы зеркала, входящего в состав подвижного штока. Происходит это ввиду того, что на шлицах со временем образуются шероховатости, заусенцы. Если дефекты небольшие, шлицы можно обработать шкуркой. Во всех остальных случаях стоит выполнять замену.
• Шлицы, которые входят в состав карданного вала, изношены. Чтобы справиться с проблемами, нужно произвести их замену.
• В комплекте, который подготовлен под подшипник, возникает люфт. Из-за этого часто возникает потребность в замене подшипников. Чтобы исправить ситуацию, нужно воспользоваться подходящим комплектом под опору.

Иногда, если стремительно увеличивать скорость, может возникать скрип. Образовывается он при определенной температуре. Скрип может формироваться и в случае, если изменился угол работы шарнира. Пара советов:

• Периодически крестовину, входящую в состав карданного вала, клинит. Из-за этого на ней образуются подтеки. Происходит это потому, что подшипник стакана деформировался. Через время такой элемент начнет разрушаться. Специалисты рекомендуют выполнять замену шарнира, чтобы исправить ситуацию.
• В рабочем диапазоне может клинить шрус. Изначально нужно оценить то, есть ли выработка. На следующем этапе стоит обработать отдельные элементы смазкой. Если такие действия не принесут ожидаемого результата, стоит произвести замену.

Основная причина неисправности – это вибрация. Нередко случается так, что именно она образовывается лишь на определенной скорости. И в этом случае нужно сосредоточиться на нескольких видах неисправностей, которые могут возникать:

• В крестовинах образуется люфт, что провоцирует нарушение плавности хода. Для исправления ситуации стоит оценить шарниры, а также выполнить их замену.
• Во время установки кардана на раздатку либо на мост внутрь может попадать инородное тело. Чтобы исправить ситуацию, стоит выполнять очистку приемных фланцев, а также фланцев кардана от пыли и грязи.
• В комплекте под опору либо же в подвижных шлицах может возникать люфт. Для того чтобы исправить ситуацию, стоит выполнить замену шлицевых соединений. С этой целью стоит выбирать аналоги, подходящие по размерам.
• Балансировочные пластины могут оторваться либо покрыться коррозионными пятнами. Для оценки ситуации следует произвести осмотр кардана. Особое внимание нужно обратить на состояние крепления. Если его целостность нарушена, то профессионалы рекомендуют провести качественную балансировку.
• На карданном вале с течением времени скапливается грязь. Для восстановления работоспособности следует произвести очистку вала.
• Труба, которая входит в состав, может под действием механического удара погнуться. Это происходит из-за наезда на бордюр, на булыжник либо на другое препятствие. Если нарушение небольшое, то можно посредством гидравлического пресса исправить ситуацию. Когда деформация составляет 1,5 мм. и более, следует произвести замену. Для этого нужно выбрать аналогичную модель, которая подходит по основным параметрам.

Часть неисправностей кардана можно ликвидировать самостоятельно, используя для этого стандартные наборы инструментов и соответствующие детали, элементы. Если же проблемы имеют более серьезный характер, лучше привлекать профессионалов, которые обладают немалым опытом. Ведь даже минимальные нарушения могут стать причиной полного выхода из строя кардана.