Przeguby homokinetyczne

Przeguby krzyżakowePRZEGUBY HOMOKINETYCZNE – protoplastą przegubu homokinetycznego (równobieżnego), czyli przenoszącego ruch obrotowy z wału na wał w sposób jednostajny, jest para blisko położonych przegubów krzyżakowych, a w przypadku skrajnym dwa takie przeguby złączone w jeden. Rozwiązanie to obciążone jest jednak ciągle wadami, związanymi z wymaganiami prawidłowej pracy układu Kardana. Znany jest między innymi przegub Tracta, będący w swej istocie przegubem Kardana, ale złożony z elementów współpracujących ślizgowo odpowiednio wykonanych płaszczyzn. Przegub taki pozwala na wyjątkowo duże odchylenie osi współpracujących wałów, nawet do 50 stopni. Innym rozwiązaniem jest przegub Garringtona, wykonany z dwu członów w postaci drążonych półkul, współpracujących ze sobą poprzez ułożone promieniowo ślizgacze. Rozwinięciem tej idei stały się przeguby kulowe, zezwalające na wychylenie wałów w dowolną stronę – bez ograniczeń, wynikających z określenia płaszczyzn obrotu (wychylenia) poszczególnych części.
Zasada działania takiego przegubu jest następująca: moment napędowy przenoszą duże kulki łożyskowe rozmieszczone w odpowiednich rowkach, wykonanych w obudowach urządzenia. Rowki te pozwalają na swobodne przemieszczanie się kul po okręgach, których wspólny środek wyznacza przecięcie się osi obu wałów. Ruch kulek dokonuje się w płaszczyznach przechodzących przez oś wału. W każdym względnym położeniu obu wałów płaszczyzna, którą tworzą wszystkie kulki, dzieli na pół kąt pomiędzy wałem napędzanym i napędzającym. Dzięki temu prędkości kątowe obu wałów są zawsze jednakowe. W praktyce, podczas każdego obrotu wychylonych wałów wspomniane kulki obiegają w tę i z powrotem każdy z rowków, w którym są osadzone. Biorąc pod uwagę, że jednocześnie przenoszą moment napędowy przez krótką linię styku z rowkami, można wyobrazić sobie, jak poważne trudności wykonawcze (dokładność) i materiałowe niesie za sobą wykonanie takiego przegubu. Stąd przed laty przeguby napędowe aut z napędem przednim obarczone były niską trwałością – producenci wręcz nie zalecali gwałtownego przyspieszania, gdy koła były mocno skręcone. Ograniczenia te wpływały na nie najlepszą opinię napędu przedniego.
Jednym z pierwszych rozwiązań przegubów kulowych był przegub Weissa, w którym stosowano dwie jednakowe czasze, współpracujące poprzez cztery umieszczone w rowkach kule. Piąta kula, centralna, ustalała osiowo obie części przegubu.
Obecnie stosuje się powszechnie pewną mutację przegubu kulowego, zwaną przegubem Rzeppa (według niektórych źródeł Birfielda). Urządzenie to składa się tylko z obudowy, części wewnętrznej (w której osadza się drugi odcinek wału), kosza i sześciu kul. Ze względu na prostą budowę, masową produkcję i trwałość przeguby Rzeppa są powszechnie dostępne. Konstruktorzy muszą jedynie określić obciążenie półosi w nowym samochodzie i dobrać odpowiedni przegub z katalogu. Trwałość tych urządzeń jest bardzo duża i jedynym problemem pozostaje zapewnienie długotrwałej szczelności osłony, pod którą znajduje się specjalny smar, najczęściej z dodatkiem dwusiarczku molibdenu.
Ponieważ sam przegub Rzeppa nie zezwala na dostosowanie długości wału, „druga strona” półosi auta z napędem przednim musi być zaopatrzona w przegub umożliwiający taką korektę. Zauważmy, że ze strony mechanizmu różnicowego napotykamy znacznie mniejsze wymagania, gdy chodzi o kąt skręcenia obu wałów. Stosuje się w tym miejscu pewne odmiany przegubów kulowych, umożliwiających niewielki ruch wzdłużny lub przeguby trójpalczaste. Potrójny krzyżak z ramionami zakończonymi ułożyskowanymi wycinkami kul może, przenosząc moment napędowy, jednocześnie poruszać się swobodnie wzdłuż rowków wewnątrz obudowy.

Opublikowano Technika | Otagowano | Komentowanie nie jest możliwe

Przeguby krzyżakowe

przeguby krzyżakowe-PRZEGUBY KRZYŻAKOWE – Jest to najprostsza forma przegubu, umożliwiającego przeniesienie momentu podczas obrotu znacznie odchylonych odcinków wału. Budowa przegubu krzyżakowego jest prosta: składa się on z dwóch zawiasów o osiach obrotu prostopadłych do siebie. Praktyczne rozwiązania konstrukcyjne mogą być różne, ale najczęściej przegub taki zawiera część centralną

w formie krzyżaka, tworzącego prostopadłe osie obrotu. Obie końcówki połączonych przegubem wałów osadzone są na czopach krzyżaka przez łożyska igiełkowe. Przeguby tego typu występują w bardzo wielu rozmiarach, od niewielkich o średnicy 1+2 cm, używanych w urządzeniach pomocniczych, po bardzo duże, stosowane w ciężarówkach i sprzęcie ciężkim. Dopuszczalny kąt odchylenia wałów, jakie łączy przegub krzyżakowy, zależy od rozmiaru i budowy takiego przegubu i od prędkości obrotowej wału. Prędkość ta może sięgać kilku tysięcy obr./min, a dopuszczalny kąt przegięcia wału waha się od kilku stopni (dla największych obrotów) do ponad 30 stopni dla wałów wolnoobrotowych.
Należy jednak zdawać sobie sprawę, że pojedynczy przegub krzyżakowy nie jest przegubem homokinetycznym (równobieżnym), czyli nie zapewnia stałego przełożenia prędkości wału wyjściowego w stosunku do wału wejściowego. W praktyce konstrukcyjnej nie stosuje się układu dwóch wałów połączonych pojedynczym przegubem krzyżakowym, gdyż przy każdym niezerowym odchyleniu wałów ich obrotowi towarzyszyłyby drgania i cykliczne wahania sił występujących w tym złożeniu. Istnieje jednak prosty sposób ominięcia tego ograniczenia: zastosowanie w jednym wale dwóch przegubów krzyżakowych, w których w środkowym odcinku wału sprzężone z nim widełki znajdują się w jednej płaszczyźnie. Konstrukcja taka tworzy homokinetyczny wał zwany wałem Kardana lub po prostu przegub homokinetyczny Kardana, gdy środkowy odcinek wału ma długość zbliżoną do zera. Ponadto, jeżeli łączna długość wału jest znaczna, konstrukcja wymaga, by jego część środkowa podparta była zamocowanym elastycznie łożyskiem. Układ taki stosowany jest powszechnie w wałach samochodowych, w których moment przenoszony jest z umieszczonego z przodu wzdłużnego zespołu napędowego do sztywnego tylnego mostu. Mamy wtedy zespół: przegub elastyczny, łożysko podporowe, suwliwy element zezwalający na zmianę długości wału i krótki klasyczny wał Kardana z dwoma przegubami krzyżakowymi. Zauważmy, że w czasie jazdy założenia o równości kątów przegięcia wałów i zamocowaniu całego zespołu w jednej płaszczyźnie mogą nie być spełnione, zatem rola przegubu elastycznego łagodzącego drgania jest bardzo istotna. Wały Kardana rzadko stosowane są jako krótkie półosie w zawieszeniach niezależnych, a przyczynąjest występująca w takim rozwiązaniu bardzo duża zmienność względnego położenia wału wejściowego i wyjściowego. Z tej samej przyczyny nie nadają się do przenoszenia momentu napędowego w osiach kierowanych. Natomiast w wałach napędowych odznaczają się dużą trwałością, o ile tylko ułożyskowania czopów krzyżaków są odpowiednio smarowane i chronione przed zabrudzeniem.

Opublikowano Technika | Otagowano | Komentowanie nie jest możliwe