Муфта кардана: назначение, устройство
В автомастерской слышатся разговоры о внутренних составляющих машины? Безусловно, вспоминаются разнообразные механизмы, которые так или иначе связаны с передачей крутящегося момента. Конечно, одни относятся к деталям, принадлежащим карданному валу, а другие являются хорошей альтернативой кардану. Запчасть автомобильной трансмиссии, которая относится к обеим группам – муфта кардана. Она соединяет редуктор и двигатель.
Зачем нужна муфта
Муфта – одна из важных частей карданного вала. Она компенсирует различного вида нагрузки, а также помогает преодолеть осевое отклонение при сильном вращении. Обладает специфическими особенностями.
Конструкция такова, что, несомненно, требует специальной автомобильной работы, умению исправлять внезапные поломки. Она связывает узлы карданных передач, исключая неприятные факторы (вибрацию, смещение расстояния в динамике между другими деталями и так далее).
Как же и почему простому муфте удаётся выполнять несколько работ одновременно?
Из чего она состоит
Основа – сердечник из высокопрочного резинового материала. Муфта имеет несколько парных отверстий (около шести). Благодаря этим небольшим жерловинам происходит крепление к фланцам КПП и редуктора, то есть запчасти смотрят в разные стороны и помещаются в горловины через одного.
Такое крепление осуществляет первостепенные задачи муфты. Таким образом, формируется баланс.
Муфта – важная составляющая карданного вала, которая необходима при автомобильном движении.
Эластичные муфты карданных валов
В трансмиссии многих автомобилей с задним и полным приводом (т. е. с карданной передачей) есть любопытная деталь – муфта джубо (giubo). Другое ее название – эластичная муфта карданного вала. А механики в обиходе называют ее «вертолетом».
Эта муфта размещается между фланцем выходного вала коробки передач и фланцем карданного вала. Хрестоматийный пример – «Жигули» классической компоновки. А в некоторых автомобилях, особенно если требуется передача большого крутящего момента, эластичные муфты устанавливают также между выходным фланцем карданного вала и главной парой.
Какова роль этой муфты? Во-первых, она обеспечивает надежность соединительных элементов, поскольку допускает их угловые и радиальные смещения. Применительно к автомобилю, компенсирует изгибающие и ударные нагрузки на карданный вал – ведь он непрерывно меняет свое положение (угол наклона) относительно коробки и моста в зависимости от рельефа дороги. В случае если фланцы не соединены эластичными шарнирами, карданный вал будет подвержен чрезмерным изгибам и изломам (рис.1).
Во-вторых, эластичная муфта способствует снижению шума и вибраций трансмиссии, а значит, повышает уровень комфорта водителя и пассажиров.
Жизнь у эластичных муфт нелегкая. И чтобы эти детали работали надежно, их необходимо регулярно и тщательно осматривать в ходе эксплуатации. Износ муфты неизбежно приведет к ряду негативных последствий, включая вибрацию трансмиссии, которая будет существенно возрастать при разгоне автомобиля и переключении передач.
На что именно следует обращать внимание при осмотре? На трещины, потертости, вздутия, разрывы и выкрашивание массы на эластичном диске. Любые дефекты такого рода указывают на выход муфты из строя. Решение должно быть однозначным: необходима замена.
При замене эластичной муфты, и особенно той, что «доездилась» до разрушения, необходимо тщательно осмотреть центрирующую втулку карданного вала, все сопрягаемые поверхности, крепежные отверстия соединительных болтов и состояние резьбы.
Если на любом из перечисленных элементов обнаружены следы износа, вал будет вибрировать по-прежнему – даже после замены муфты. При ремонте дефектного соединения карданного вала необходимо учитывать все особенности запасной детали – она должна быть идентична вышедшей из строя.
Эластичная муфта для карданного вала изготовлена из резины, усиленной кордовым каркасом, с металлическими отверстиями для болтов крепления. Отверстия эти сквозные, поэтому болтовое соединение осуществляется «на проход» от фланца к фланцу, образуя очень прочную и одновременно эластичную конструкцию.
Как уже говорилось, муфта должна умеренно сглаживать пиковые нагрузки при передаче крутящего момента и компенсировать радиальные, осевые и угловые смещения. Основными характеристиками являются жесткость, позволяющая компенсировать нагрузки во всех направлениях, а также устойчивость к ударным воздействиям. Именно эти качества обеспечивают долгую и безупречную службу муфты (рис. 2).
Если взглянуть на эластичную муфту febi bilstein в разрезе, можно увидеть очень большое количество нитей корда и силовых элементов – именно они противостоят крутильным нагрузкам, которые выпадают на долю этой детали (рис. 3, 4 и 5).
А теперь внимательнее посмотрим на рис. 4, а именно, на усиленный кордом рабочий фрагмент муфты. Здесь видны спрессованные пучки корда, тщательно отцентрированные и равномерно уложенные. Они-то и гарантируют очень прочное и надежное соединение. А на рис. 5 можно наблюдать усиленную кордом зону демпфирования в разрезе.
Для сравнения взглянем на аналогичный продукт от конкурентов – и тоже в разрезе (рис. 6 и 7). На образце видно небольшое количество корда с неравномерной укладкой. В итоге это существенно снижает срок эксплуатации, а управление торсионными нагрузками получается весьма сомнительным. А ведь это обязательное, если хотите, ключевое требование к эластичной муфте.
При замене муфты (или нескольких муфт в зависимости от компоновки автомобиля) необходимо обращать внимание на установочные метки – они находятся на корпусе муфты и указывают правильное положение детали и направление вращения. При неверном монтаже эксплуатация муфты невозможна.
При замене также необходимо использовать крепежные болты, рекомендованные производителем. Удостоверьтесь, что все соединения надежно затянуты согласно требованиям документации.
Назначение эластичной муфты
Эластичная муфта – деталь, нашедшая свое применение в механизмах, на которые действуют ударные и динамические нагрузки.
Чаще всего элемент используется для оснащения карданного вала автомобиля, который постоянно подвергается серьезным нагрузкам и не отличается «крутильной» податливостью. За счет использования муфты вал меньше подвергается износу, а значит, служит дольше и реже выходит из строя.
Изготавливается деталь из резины, усиленной специальным каркасом. Для крепления элемента сделаны специальные металлические отверстия для болтов. За счет таких материалов запчасть хорошо сглаживает пиковые нагрузки и помогает компенсировать осевое, радиальное и угловое смещение.
Применение эластичных муфт
Использование эластичной муфты позволяет решить одну из следующих задач:
- объединение несоосных валов;
- защита механизмов от колебательных движений;
- амортизация толчков и ударов, спровоцированных вращательным моментом.
Детали часто используются в механизмах, в которые происходят постоянные пуски и остановки. За счет этого сокращается износ смежных деталей, а ударная кинетическая энергия принимается самой муфтой.
Изделия пригодны для эксплуатации при температуре от –30°C до +80°C, то есть подойдут для эксплуатации практически в любых климатических условиях. Кроме этого, запчасти устойчивы к взрывоопасным средам, что является важным критерием их успешной эксплуатации в различных производственных сферах.
Эластичная муфта кардана может устанавливаться на бурильных и прокатных станках, строительных машинах, судах. Устанавливается запчасть и в генераторах и компрессорах, которые сделаны на базе насосов или дизельных двигателей. Также детали можно встретить в приводах тепловозов и электровозов.
Муфты пригодны для приводов, которые используются при равномерных и средних динамических нагрузках. Поэтому изделия часто устанавливаются на приводы вентиляторов и насосов, ходовые части кранов и т. д.
Конструкция эластичной муфты
Внимания заслуживает конструкция изделий, причем при их изготовлении применяются достаточно продвинутые технологии. Необходимо это для того, чтобы добиться высокой прочности и износостойкости изделий.
Муфта включает в себя следующие элементы:
- Резиновый сердечник. Эта часть изделия имеет форму тора или является наборной.
- Металлические втулки. В них сделаны специальные отверстия под стяжные болты. Закрепляется деталь таким образом, чтобы стяжные болты «смотрели» в разные стороны.
- Уплотнители и фланец. Эти элементы смежны с деталями автомобиля или оборудования. Фланец служит для надежной фиксации муфты на сопрягаемых валах.
Также в конструкции присутствуют элементы кулачка, специальные детали гнезда и переходники. Они изготавливаются из надежных металлических сплавов, что позволяет увеличить надежность всей конструкции.
Выбор детали осуществляется по ряду параметров. Например, необходимо учесть типоразмер и номинальный крутящий момент, также стоит обратить внимание на температурный режим эксплуатации и область применения.
Большой выбор эластичных муфт для карданного вала и другого назначения представлен на сайте fif-group.ru. Вы сможете подобрать деталь, ориентируясь на таблицы с техническими характеристиками и размерами.
Перед покупкой новой муфты желательно извлечь старую и перепроверить типоразмер. Только после этого стоит приступать к выбору конкретной модели и технических параметров.