U-nivelkaavio selitettynä: Osat, tyypit ja nivelen mittaaminen

Kun vetoakseli alkaa kolahtaa vaihteiden vaihdon yhteydessä tai tärisemään maantienopeudessa, korjauspäätös jää yleensä yhteen käytännön ongelmaan: ajoneuvoon asennetun nivelen tarkan tunnistamiseen, usein sen jälkeen, kun vuosia kestänyt tiesuola on hämärtänyt poikkiakseliin leimatun osanumeron. U-liitoskaavio on suorin työkalu tähän työhön. Kun luet oikein, se muuntaa kuluneen osan kolmeen tai neljään mitattavaan mittaan ja nämä mitat oikeaksi tilalle. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä standardikaavio merkitsee, miten risti- ja ike-geometria käyttäytyy kuormituksen alaisena, useimmat kaaviot erottavat liitostyypit ja mittausrutiinit, joita korjaamot ja osien ostajat noudattavat ennen tilaamista.

Mitä U-liitoskaavio oikeastaan merkitsee

Jokainen kardaanityyppisen yleisnivelen tavanomainen kaavio keskittyy yhteen komponenttiin: poikkiakseliin, jota usein kutsutaan hämähäkkiksi. Neljä kiillotettua niveltappia ulottuu sen keskustasta 90 asteen välein, ja jokaisessa tapissa on neularullalaakeri, joka on pakattu laakerin kannen sisään. Veto- ja vetoaisat sopivat vastakkaisten nippuparien päälle, joten vääntömomentti voi kulkea kulman läpi molempien akselien pyöriessä.

Jokaisessa kaaviossa näkyvät osat

Ristiakseli (hämähäkki): kuormankuljetuskeskus; nivelten kovuus ja pinnan viimeistely määräävät pitkälti kulumisen.
Laakerin kannet neularullilla: neljä niveltä kohti; neulat levittävät kuormaa ja antavat jokaisen ikeen niveltyä muutaman asteen vääntömomentin alaisena.
Tiivisteet: pidä rasva sisällä ja pidä vesi ja hiekka poissa; tiivisteen rikkoutuminen on tavallinen aloituskohta liitoksen kulumiselle.
Rasvakanava ja kiinnitys: voideltavissa liitoksissa porattu reitti poikkiakselin läpi syöttää kaikki neljä korkkia yhdestä liittimestä.
Säilytyslaitteisto: lukitusrenkaat, ruiskutetut pidikkeet tai laakerilevyt, jotka lukitsevat kannet ikeen korviin.

Kaavion tekniset versiot lisäävät yhden muuttujan: kahden akselin välisen toimintakulman, joka yleensä kirjoitetaan kreikkalaiseksi kirjaimeksi alfa. Tämä yksittäinen kulma erottaa kuvan, joka vain nimeää osia kaaviosta, joka ennustaa, kuinka liitos käyttäytyy käytössä.

Miten ristin ja ikeen geometria käyttäytyy kuormituksen alaisena

Mekanismissa on kaksi saranaa, jotka on asetettu 90 asteen päähän toisistaan ja yhdistetty yhdellä ristillä. Tämä järjestely kuljettaa vääntömomentin kulman läpi, mutta ei täysin vakionopeudella: yksi kulmassa oleva kardaaninivel kääntää ulostuloakseliaan hieman nopeammin, sitten hieman hitaammin, kahdesti kierrosta kohti. Keinu kasvaa kulman mukana. 10 asteessa lähtönopeus poikkeaa noin 1,5 prosenttia keskiarvon molemmin puolin; Muutaman asteen alapuolella vaihtelu on tuskin havaittavissa, kun taas noin 20 asteen jälkeen se muuttuu tärinäksi ja kiihtyneeksi kulumiseksi.

Tästä syystä työskentelykulmat hallitsevat voimansiirron suunnittelua. Yleinen OEM-käytäntö pitää kunkin nivelen toimintakulman alle noin 3 asteen ja sovittaa parilliset kulmat noin 1 asteen sisällä, joten yhden liitoksen nopeuden vaihtelu kumoaa toisen. Kun yksittäinen nivel ei kestä – lyhyet akselit, suuri vääntömomentti, äärimmäinen jousituksen liike – kaavio muuttaa muotoaan: kaksoiskardaanijärjestely lisää keskityskelan ja toisen ristin, mikä vaimentaa suurimman osan heilahtelusta.

Jos haluat nähdä, missä nivel sijaitsee vaihteiston ja akselin välissä – luistohaan, keskilaakerin ja liitoslaippojen rinnalla – opas mikä muodostaa täydellisen voimansiirron asettaa sen koko kokoonpanokontekstiin. Akseli, joka kantaa näitä niveliä useimmissa takavetoasetelmissa, on potkuriakseli:

Prop Shaft for Rear-Wheel-Drive Drivelines

Potkuriakseli takapyörän voimansiirtoon Tämä väliakseli yhdistää voimansiirron ja vetoakselin takavetoisissa malleissa, ja se kantaa tässä käsitellyt yleisnivelet. Sen erittäin jäykkä seosteräsrakenne, tarkka tukilaakeri ja dynaaminen tasapainotus tekevät siitä tarkastelun arvoisen, kun valitaan täydellinen potkuriakselikokoonpano. Näytä tuote →

Liitostyypit useimmat kaaviot kattavat

Tunnistustaulukot lajittelevat nivelet kahta akselia pitkin: sisäinen arkkitehtuuri ja laakerikannen kiinnitystapa. Arkkitehtuuri jakautuu yksittäiseen kardaaniristikkoon, kaksoiskardaanikokoonpanoon ja rasvattava-vs. tiiviste -vaihtoehtoon. Säilytystyylillä on eniten merkitystä vaihdon aikana, koska se ratkaisee, mitä työkaluja työ tarvitsee ja onko ikettä muutettava.

Kiinnitystyylit määräävät, kuinka U-liitos irtoaa, minkä vuoksi ne näkyvät näkyvästi tunnistekaavioissa.
Säilytystyyli	Kuinka kaavio näyttää sen	Tyypillinen sovellus
Sisäinen lukitusrengas	Renkaat, jotka on sijoitettu vastaporaukseen kunkin ikeen korvan sisällä	Useimmat henkilöautojen ja kevyiden kuorma-autojen akselit
Ulkoinen lukitusrengas	Klipsit kiinnitetty ikeen korvien ulkopuolelle	Maastoajoneuvot ja raskaat akselit
Ruiskutettu lukitus (C-klipsi)	Litteä muovirengas, joka on ruiskutettu uraan	Useita alkuperäisiä vetoakseleita
Täysi pyöreä laakerilevyillä	Ruuvilevyt, jotka kiinnittävät laakerikannet	Kaupalliset kuorma-autot ja teollisuuskäytöt

Kokosarja kaventaa alaa entisestään. Pohjois-Amerikan jälkimarkkinakäytäntö ryhmittelee liitokset numeroituihin sarjoihin - 1310, 1330, 1350, 1410 ja sen jälkeen – jokainen määritellään kiinteällä yhdistelmällä kannen halkaisijaa ja sauman kokonaisleveyttä. Sarjan tunteminen muuttaa epämääräisen pyynnön tarkaksi osaksi.

U-liitoksen mittaaminen kaaviota vasten

Suurten laakerivalmistajien mittausohjeet noudattavat samaa järjestystä, ja digitaalinen jarrusatula on ainoa työkalu, jota useimmat työt vaativat. Työskentele tässä järjestyksessä:

Vahvista säilytystyyli. Kiinnitysrengas, ruiskutettu pidike tai laakerilevy – tämä päättää, miten vanha liitos tulee ulos.
Mittaa laakerin kannen halkaisija. Mittaa jokaisen korkin ulkopuolelta, älä kuluneen nivelen poikki; kuluminen muuttaa niveltä, mutta ei korkkia.
Mittaa sauman kokonaisleveys. Yhden laakerikannen ulkopinnasta vastakkaisen kannen ulkopintaan - kaavio osoittaa oikeat vertailupisteet kullekin kiinnitystyylelle.
Tarkista rasvanippa. Huomioi, onko liitos voideltava ja missä liitos sijaitsee: korkissa, ristissä vai slingerissä.
Yhdistä numerot sarjakaavioon. Puolen millimetrin ero tarkoittaa yleensä eri sarjaa, ei kulunutta osaa.

Kaksi mittaa – laakerikannen halkaisija ja sauman kokonaisleveys – erottavat yleisen U-liitoksen kokosarjan.
sarja	Laakerin kannen halkaisija	Liitoksen kokonaisleveys
1310	1,062 tuumaa (27,0 mm)	3,219 tuumaa (81,8 mm)
1330	1,062 tuumaa (27,0 mm)	3,625 tuumaa (92,1 mm)
1350	1,188 tuumaa (30,2 mm)	3,625 tuumaa (92,1 mm)
1410	1,188 tuumaa (30,2 mm)	4,188 tuumaa (106,4 mm)

Kaksi tapaa estää useimmat tilausvirheet. Mittaa ensin, kun liitos on puhdas: pakattu rasva ja ruostekerros vääristävät jarrusatulat lukemia niin paljon, että ne ylittävät sarjan rajan. Toiseksi, tarkista haarukka ja nivel uudelleen, koska venytetty ikeen korva ei pidä oikein sopivaa niveltä, vaikka itse nivel on täsmälleen oikea.

Kaavion käyttäminen kulumisen ja epäonnistumisen lukemiseen

Sama kaavio toimii myös vikakartana, koska jokainen merkitty osa epäonnistuu tunnistettavalla tavalla:

Brineloidut tangot: iskukuormituksen aiheuttamia neliön muotoisia kolhuja neulan rullien alla; tuntui kolinalta vaihteen kytkemisen yhteydessä.
Epäonnistuneet korkin tiivisteet: rasvaa karkaa, vettä tulee sisään, neulat syöpyvät – klassinen loppuvaiheen kulumisen alku.
Kuivat laakerikannet: ohitettu voitelu antaa neulojen romahtaa ja tuottaa tärinää, joka nousee tienopeuden mukana.
Pitkänomaiset korvat: poikki keinuu ikeen sisällä aiheuttaen välysääntä myös uuden liitoksen asennuksen jälkeen.

Yksi yksityiskohta on tärkein asennuksen aikana: kaksinivelakselissa hitsatut haarat molemmissa päissä on vaiheistettava siten, että niiden korvat ovat samassa tasossa, joten yhden liitoksen nopeuden vaihtelu kumoaa toisen. Akselin uudelleen kokoaminen epävaiheessa tuottaa uudelleen juuri sen tärinän, joka uusien liitosten oli tarkoitus korjata.

Missä U-liitoskaaviot päättyvät ja CV-liitoskaaviot alkavat

Kaksi yhteistä perhettä ratkaisevat erilaisia ongelmia. Poikittaistyyppinen yleisnivel on yksinkertainen, vääntöjäykkä ja edullinen huoltaa, mutta se ei ole vakionopeuslaite, joten se sopii pienissä kiinteissä kulmissa pyöriville vetoakseleille. CV-nivel - Rzeppa- tai kolmijalkatyyppinen - pitää lähtönopeuden todella vakiona kulmien läpi 40 astetta tai enemmän , minkä vuoksi etuvetoakselit ja itsenäiset jousituksen puoliakselit käyttävät sitä sen sijaan.

Etuvetoisissa ja nelivetoisissa ajoneuvoissa CV-nivelten ympärille rakennettu täydellinen kokoonpano on itse akseli – yksi voimansiirtokokoonpanoista, joita Quaconst valmistaa ja toimittaa OEM-ohjelmiin ja jälkimarkkinoiden jakeluun:

Vetoakselin kokoonpano / vetoakseli Tämä täydellinen CV-akselikokoonpano on valmistettu alkuperäisten standardien mukaisesti tarkalla CNC-työstyksellä, ja siinä on edellä kuvatut CV-nivelet pyörän päässä. Se sopii etu- ja nelivetoisiin ajoneuvoihin ja on luonnollinen seuraava askel, kun akselin asettelukaavio on tunnistettu. Näytä tuote →

Ero hämärtyy myös kevyissä hyötyajoneuvoissa. Monet ATV- ja UTV-taka-akselit yhdistävät voimansiirtonivelen tasauspyörästön päässä CV-nivelen kanssa pyörän päässä, kun taas raskaammissa vierekkäisissä koneissa on usein U-nivelet koko akselilla. Oikean osan hankinta alkaa siis oikeasta akseliasetelman kaaviosta:

ATV / UTV / SSV Akseliakseli Kevyissä hyötyakseleissa on usein yhdistetty yleisnivel tasauspyörästön päässä ja CV-nivel pyörän päässä. Tämä 4340 chromoly -akselin akseli, jossa on korkeat nivelet ja tiivistetyt TPEE-saappaat, sopii tähän sekalaiseen asetteluun ja kestää kovaa kuormitusta maastokäytössä. Näytä tuote →

Molemmat yhteiset perheet sijaitsevat laajemman voimansiirron toimitusketjun sisällä, ja voimansiirron komponenttien luettelo näyttää kuinka puoliakselit, potkuriakselit ja yksittäiset nivelet on järjestetty niin OEM-ohjelmia että jälkimarkkinajakelua varten.

U-liitoskaavio on mittausohje, ei pelkkä kuva. Kannen halkaisija, sauman kokonaisleveys, kiinnitystyyli ja rasvaliittimen sijainti tunnistavat mahdolliset ristikkoliitokset; Oikein sovitettuina samat mitat päättävät, käykö vaihto hiljaa seuraavat satatuhatta kilometriä vai tuleeko se takaisin tärinävalituksena. Ostajat, jotka käsittelevät kaaviota tällä tavalla – ja tarkistavat jokaisen mittauksen sarjataulukon perusteella ennen tilaamista – poistavat suurimman osan U-nivelen vaihdon riskeistä riippumatta siitä, onko osa tarkoitettu henkilöauton vetoakseliin, hyötyajoneuvon potkuriakseliin tai hyötyajoneuvon akseliin.