Для чего нужна муфта карданного вала
Перейти к содержимому

Для чего нужна муфта карданного вала

  • автор:

Статьи

Говоря о карданных валах, часто приходится вспоминать и другие детали-механизмы, связанные с передачей крутящего момента между несоосными валами-агрегатами, расстояние и угол между которыми в процессе работы изменяется. Одни из них, такие, как промежуточная опора с подвесным подшипником сразу предназначены для комплектации карданной передачи. Другие, вроде ШРУСа – шарнира равных угловых скоростей, являются альтернативой классическому кардан-соединению. И вот так навскидку даже немного сложно определить принадлежность такого элемента как муфта кардана к какой-нибудь из этих групп, потому что здесь присутствуют признаки как одной, так и другой…

Назначение

С одной стороны эластичная муфта, а именно так звучит ее полное название, сама по себе предназначена для компенсации динамических и ударных нагрузок, а также угловых и осевых смещений при организации передачи вращения. То есть, по технологическим нормативам это отдельный узел, еще один из способов реализации этой техзадачи, сродни кардан-шарниру или ШРУСу, но со своими характеристиками, показаниями и недостатками. И зачастую, правда, по большей части не в автомобилестроении, ее так самостоятельно и используют.

С другой стороны, если говорить именно о тех вариациях, что предназначены для установки на автомобили, то вся их конструкция «кричит» о том, что это элемент кардан-передачи. Точно так же, как промопоры бывают во многих комплексных системах, но использование именно автомобильных в других сферах маловероятно или нецелесообразно. В соответствии с этими соображениями, мы оставим все возможные модификации устройства кроме тех, что ставятся на кардан-валы, и дальнейший рассказ поведем именно с этой позиции.

Так вот, упругая муфта, это один из способов «связать» пару несоосных узлов-агрегатов кардан-передачей, но исключить некоторые вредные факторы, которые неизбежно несет с собой данный вид соединения. Речь идет о вибрациях (им очень плохо противостоят жесткие механические шарниры) и изменении расстояния между агрегатами в динамике (с чем обычно борется шлиц-соединение, но само из-за этого сильно страдает). А еще, это соединение выступает в роли амортизатора при ударах и скручивающих воздействиях (демпфер крутильных колебаний), к чему шлицы и крестовины с вилками не способны в принципе. Чтобы разобраться, как удается, этому достаточно простому конструктив-элементу выполнять столько задач одновременно, стоит познакомиться с ним поближе.

Устройство

Само название навевает мысли о чем-то, что способно деформироваться при приложении усилий, и возвращаться к исходной форме при снятии таковых. И здесь, простите за каламбур, содержание действительно соответствует форме – основой детали является сердечник из специальной высокопрочной резины (для дополнительной выносливости ее почти всегда армируют по особой технологии). Он может быть выполнен в виде тора («бублика»), либо представлять собой набор из нескольких составляющих, в сборе все равно образующих тело тороидальной или почти такой конфигурации.

В теле имеется несколько отверстий, чаще всего шесть, но в любом случае парное число. В них расположены (влиты) металлические втулки, причем с таким расчетом, чтобы оставался определенный зазор к боковым «плоскостям» для обеспечения запаса на деформацию (сжатия и рабочую). Посредством этих втулок-отверстий и осуществляется крепление к сопрягаемым валам (их фланцам). Причем крепеж идеен не общий для всех, а как бы «половинчатый» — стяжные болты вставляются так, чтобы головки «смотрели» в противоположных направлениях через один, в итоге половина их помещается в отверстия фланца вторичного вала КПП, а половина во фланец привода редуктора.

Кстати, это наиболее распространенный вариант, когда соединяются именно КП с кардан-валом на ведущий мост, но бывают и другие пары, например, КП-РК. То есть, основная коробка и раздаточная, участок, где угловые смещения не так велики, зато вибрирование неотъемлемый спутник.

Подобное «разнесенное» крепление позволяет, во-первых, более точно выполнять саму задачу, во-вторых, дает возможность правильно отцентрировать все сопрягаемые плоскости во избежание нарушений баланса. Также для центровки часто используются пары кольцо-втулка, где одна часть надевается на вал, а вторая не позволяет ошибиться при установке. Это тем более важно из-за присутствия небольшой конструктивной хитрости. Распространена практика, когда отверстия в муфте расположены чуть дальше от продольной оси, чем на фланцах. При сборке приходится обжимать специальным хомутом резиновую основу, чтобы болты прошли через муфту-фланец беспрепятственно. После снятия хомута-обжима, это изначально создает некоторый преднатяг, что усиливает рабочие характеристики.

Почему важна исправность

Самый страшный враг кардан-передач и сопрягаемых агрегатов даже не трение, при должном обслуживании и применении качественных смазок оно в большой мере компенсируется. Наибольшая проблема это вибрации, и муфта кардана помогает если не уменьшить их самое, то снизить их влияние на детали. Низкая крутильная жесткость при отменных демпфирующих показателях обеспечивает снижение силы удара при резком изменении силы вращения, и в то же время происходит аккумуляция усилия с последующей плавной отдачей и продолжением движения.

То же самое можно сказать и о моменте относительного радиально-осевого и углового смещения валов, когда наличие «резинки» защищает, и при этом позволяет дальше обеспечивать передачу практически без потерь. И если резюмировать, то применение эластичных муфт-компенсаторов означает для трансмиссии следующее:

  • — смягчение ударных нагрузок при начале движения, изменении скорости и остановке;
  • — нивелирование крутильных колебаний и осевых смещений при движении;
  • — более точную передачу момента и снижение риска потерь.

Все это в комплексе дает еще и положительный акустический эффект – кардан-передача работает намного тише даже на очень неровных покрытиях. Необходимо понимать, что применение данного элемента в трансмиссии сказывается на изначальных конструктивных решениях. Поэтому замена его на другие варианты нецелесообразна априори, особенно это справедливо в случаях с автомобилями, где подвеска имеет повышенную динамичность, а коробка закреплена очень жестко. Знакомым очень многим примером может служить ВАЗ-2107.

С учетом вышесказанного легко можно понять, что повреждение муфты и ее эксплуатация в таком виде (чем так часто грешат владельцы отечественной «классики») незамедлительно начнет сказываться на состоянии самого кардан-вала, а еще больше на валах-шестернях КПП. Но это только в том случае, если речь идет о простой деформации, когда исчезают все полезные свойства соединения через муфту. Если же игнорировать эту неисправность и дальше, то последствия могут быть самыми плачевными – оторвется кардан, и в лучшем варианте пострадает только он сам и промопора с подвес-подшипником, а худшем можно серьезно «травмировать» редуктор и даже сам мост.

Что делать

Даже металл со временем, тем более под нагрузкой, стареет, что уж говорить о резине, где к прочим радостям добавляется высокая температурная восприимчивость. Здесь же имеет место резинометаллическое изделие, соответственно, его никак не назовешь вечным. С другой стороны его конструкция настолько проста, что даже не предусмотрены какие-то специальные обслуживающие операции, кроме как проверка-подтяжка резьбового, да периодическая очистка от излишней грязи.

В реальности, все, что в нашей власти, это периодический осмотр и оценка состояния этой автодетали, а в случае обнаружения дефектов и повреждений самый логичный ход, это замена. К счастью, даже для иномарок стоимость этой запчасти не слишком высока, и уж точно меньше, чем траты при описанных выше возможных поломках-следствиях. Кстати, для импортной техники наши владельцы часто покупают муфты от отечественных авто, что получается еще дешевле. Впрочем, мы не рискнем рекомендовать какие-то конкретные вариации по применяемости из-за недостатка реальных свидетельств возможности и эффективности такой хитрости. Но напомним, что купить эластичную муфту, как для «ихних», так и для наших кардан-валов всегда можно у нас, в интернет-магазине ООО «Лидер».

Все товары проверены на техническое и физическое соответствие, сертифицированы, предоставляется гарантия. Цены приемлемые, особенно для оптовых и (или) постоянных покупателей. Рассчитываться можно наличными или доступным вам безналичным способом, предусматривается предоставление отсрочек на оплату. При необходимости будет организована пересылка покупки в нужный вам регион РФ, доставка до офиса ТК бесплатная. Заявки принимаются по телефону и электронной почте, также оформление заказов выполняется с помощью автоматической веб-формы на нашем сайте.

Эластичные муфты

mufta-elastichnaya

Эластичная муфта – это механизм, позволяющий создать мягкое, но надежное соединение, компенсирующее смещение валов и создающее лишь незначительные восстановительные силы. Крутящий момент в этом случае передается при помощи эластомерного элемента, поэтому изделие обладает свойствами пластичной резины.

Применение

Муфты, в первую очередь, необходимы для демпфирования нагрузок. Изделия пригодны для использования при температурах окружающей среды от –30°C до +80°C. Также они подходят для потенциально взрывоопасных сред.

Чаще всего муфты применяются для соединения двигателя автомобиля с входным валом зубчатого механизма. В том числе, они пригодны для приводов, которые рассчитаны на равномерные и средние динамические нагрузки. Также изделия нашли применение в следующих системах:

ходовые части кранов;

приводы насосов и т.д.

Конструкция

В основе эластичных муфт используется принцип модульности, при этом их конструкция очень проста. Состоят изделия из двух частей ступиц (так называемых подузлов), которые монтируются на валах машины. Эти части соединяются за счет эластомерных упругих элементов.

В конструкции присутствуют детали кулачка, детали гнезда и переходники, которые выполняются из металла. Например, в муфтах N-EUPEX для этих целей используется серый чугун.

Обязательные элементы конструкции – это компоненты из упругих материалов. Для их производства применяется NBR (нитрильный каучук). В зависимости от типа изделия выбирается мягкий, твердый или стандартный каучук. Реже применяется NR (полиамид для низких температур) и HNBR (нитрильный каучук для высоких температур).

Преимущества эластичной муфты

Эластомерные упругие элементы изделия могут быть заменены без смещения присоединенных механизмов.

Детали муфты поставляются со склада, то есть имеют чистовую обработку, что гарантирует точную и простую установку.

Большинство выпускаемых моделей являются отказоустойчивыми.

Температурный режим эксплуатации в среднем составляет от –30°C до +80°C. Однако при замене отдельных эластичных элементов муфт для низких и высоких температур можно расширить существующий диапазон.

В качестве опции доступен индикатор износа, позволяющий оценить состояние упругих элементов.

Действие

mufta uprugayaВначале крутящий момент двигателя передается на ступицу, находящуюся на стороне привода, посредством соединения вала и ступицы. Далее он с помощью эластомерных упругих элементов переходит на ступицу на выходной стороне. Сама ступица передает крутящий момент приводному механизму или зубчатой передаче, которая располагается посредине. Так как происходит первоначальное сжатие эластичных элементов, то у муфт проявляется положительная крутильная жесткость.

Технические характеристики и размеры

Модели изготавливаются в 23 стандартных исполнениях, номинальный крутящий момент составляет от 19 Нм до 62000 Нм. Благодаря этому удается подобрать изделие для любых условий эксплуатации.

Номинальная мощность серии N-EUPEX

tech-n-eupex.jpg

Номинальная мощность серии N-EUPEX DS

tech-n-eupex-ds.jpg

Как правильно выбрать эластичную муфту

Перед заменой механизма потребуется учесть следующие факторы:

Номинальный крутящий момент.

Предполагаемый температурный режим и другие условия использования.

Область применения (на какие приводы планируется установка).

При замене изделия, вышедшего из строя, необходимо демонтировать старую муфту и осмотреть ее в поисках размеров. После этого можно выбрать нужный элемент, исходя из имеющихся характеристик.

В организации ритмичной работы технологической цепочки промышленных предприятий конвейер играет одну из главных, если не главную роль. При правильном проектировании и использовании надежного оборудования конвейер будет приносить огромную прибыль, при недочётах и непродуманном выборе производителя и поставщика – простои и материальные убытки.

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: назначение, конструкция и монтаж

Старший технический консультант компании bilstein group Александр Сосновский недавно провел очередной семинар по теме «Эластичные муфты карданных валов». Занятие напомнило мастерам автосервиса о назначении, конструкции и видах эластичных муфт, о наиболее частых причинах выхода муфт из строя. Помимо этого ведущий дал советы по установке детали и предостерег сервисменов от некоторых наиболее частых ошибок при монтаже.

Прежде всего собравшиеся вспомнили о том, куда устанавливаются эластичные муфты, где они используются. Данная деталь устанавливается на карданном валу в соединении с коробкой передач либо с редуктором, если рассматривать заднеприводную компоновку. В полноприводном варианте с поперечным расположением двигателя можно увидеть муфту рядом с задним редуктором либо с передней раздаточной коробкой передач. При продольном расположении двигателя можно встретить до четырех эластичных муфт – две на переднем карданном валу и столько же на заднем карданном валу. Впрочем, такая компоновка на внедорожниках встречается довольно редко, чаще используется крестовина, позволяющая работать при больших углах отклонения. Наиболее часто эластичные муфты карданного вала встречаются в автомобилях премиум-класса, где высоки требования к комфорту и эффективному гашению колебаний.

Назначение эластичных муфт заключается в передаче крутящего момента; в снижении шума и вибраций от работы трансмиссии, редукторов и карданного вала; в улучшении плавности хода автомобиля; в поглощении ударных нагрузок при вращении; в защите карданного вала и прочих компонентов трансмиссии от ударных нагрузок; в компенсации углового смещения в подвеске и трансмиссии – статического до трех градусов, динамического до пяти градусов (кратковременно); в компенсации осевого смещения на ±2 миллиметра.

Эластичная муфта карданного вала состоит из резиновой части с металлическими втулками, из обоймы и связывающих их кордовых нитей. Толстый, или, как его еще называют, тяговый, пучок этих нитей работает при движении автомобиля вперед при большом крутящем моменте. Два тонких пучка кордовых нитей (реверсные) работают при движении машины назад с меньшим крутящим моментом. Тяговый и реверсные пучки нитей внутри разделены, и муфта имеет жесткие требования к установке, так как ее положение непосредственно связано с направлением движения автомобиля. В качественном исполнении пучки корда точно центрованы, они плотно сгруппированы и переплетены особым образом. Но увидеть структуру корда невозможно, не разрезав муфту. Существуют муфты, в конструкции которых предусмотрены вставляющиеся во втулки дополнительные сайлент-блоки. Они позволяют более эффективно гасить низкочастотные и высокочастотные колебания.

Разумеется, имеют немаловажное значение и точные размеры детали, качество материалов, физические параметры и соблюдение технологий при изготовлении детали. Более жесткая резина не сможет эффективно гасить вибрации, более мягкая быстро приведет к разрушению детали. Наиболее характерными визуально устанавливаемыми признаками низкокачественного изделия можно считать резиновые заусеницы и кромку, набеги резины на металлические втулки. В ходе семинара ведущий ознакомил слушателей с разницей между оригинальной конструкцией детали и некачественным изделием. Отличие было очевидно.

Как и любая другая деталь, муфта имеет определенный ресурс, и при диагностике необходимо обращать внимание на внешнее состояние этой детали, на состояние сайлент-блоков, если они присутствуют в конструкции. Повреждение муфты может выражаться толчком при начале движения автомобиля или при смене направления – от движения вперед к движению назад и наоборот.

В ходе испытаний муфты подвергают экстремальным нагрузкам, которые могут никогда не встречаться в ходе эксплуатации автомобиля, однако качественные изделия изготавливают с некоторым запасом прочности, чего нельзя сказать о дешевых аналогах. Ресурс муфты исчисляется расстоянием около 150–200 тысяч километров пробега. Качественная муфта может прослужить в два раза дольше, это показывают динамические испытания. На свои изделия добросовестные производители предоставляют гарантию, доходящую до трех лет.

При установке детали чрезвычайно важно правильно позиционировать муфту. В этом помогут стрелки, которые производитель наносит на деталь, чтобы указать на то, где должен находиться фланец карданного вала. Однако на некоторых муфтах стрелок нет, и ориентироваться при установке необходимо по выступающей части втулок. Выступающая часть втулки должна четко попадать в соответствующее углубление во фланце. На некоторых муфтах установка регламентируется надписью, в которой указывается сторона, обращенная к карданному валу.

При установке детали необходимо соблюдать момент затяжки болтов. Это особенно важно, так как втулка, через которую проходит болт, запаяна в резину и превышение усилия затяжки может привести к деформации детали, тогда работать правильно муфта уже не сможет. Более того, в процессе эксплуатации автомобиля неизбежно случится отслаивание металлических втулок от резиновой части.

В комплект с новой эластичной муфтой добросовестный производитель обычно включает крепежные элементы, так как они считаются деталями разового монтажа. В комплекте также можно увидеть центровочную втулку, которая устанавливается на карданный вал и обеспечивает центровку вала по отношению к трансмиссии. Муфта часто выходит из строя как раз по причине неправильной работы центровочной втулки, так как появляется радиальная подвижность карданного вала относительно коробки передач. Поэтому при замене муфты рекомендуется менять и центровочную втулку. Несмотря на то что она запрессована, удалить поврежденную втулку можно. Технология этой операции четко и последовательно прописана в мануалах автопроизводителей.

Основные причины выхода муфт из строя таковы: естественный износ; статическое растяжение, связанное с неисправностью опор карданного вала, двигателя или КПП, а также изменение клиренса автомобиля; динамическое растяжение с превышением допустимого угла скручивания, связанное с неисправностью двухмассового маховика или с чип-тюнингом; осевое смещение, приводящее к разрушению центровочной втулки; воздействие высоких температур; ошибки монтажа.

Конечно же, в обеспечении надлежащих параметров работы трансмиссии и подвески большое значение имеет правильный подбор муфт, как и использование качественных деталей, приобретенных у заслуживающих доверия дилеров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *