Giải thích về Sơ đồ khớp chữ U: Các bộ phận, loại và cách đo khớp phổ quát

Khi trục truyền động bắt đầu kêu lạo xạo khi chuyển số hoặc rung lắc ở tốc độ đường cao tốc, quyết định sửa chữa thường phụ thuộc vào một vấn đề thực tế: xác định chính xác khớp vạn năng được lắp vào xe, thường sau nhiều năm muối đường đã làm mờ số bộ phận được đóng dấu trên trục chéo. Sơ đồ khớp chữ U là công cụ trực tiếp nhất cho công việc đó. Đọc chính xác, nó chuyển đổi một bộ phận bị mòn thành ba hoặc bốn kích thước có thể đo được và những kích thước đó thành vật thay thế phù hợp. Bài viết này đề cập đến những gì mà một sơ đồ tiêu chuẩn gắn nhãn, cách hoạt động của hình học chéo và chạc, các loại mối nối mà hầu hết các biểu đồ phân biệt và quy trình đo mà các xưởng và người mua phụ tùng tuân theo trước khi đặt hàng.

Thật là một biểu đồ chung của U

Mọi sơ đồ thông thường của khớp nối vạn năng kiểu Cardan đều tập trung vào một bộ phận: trục chéo, thường được gọi là trục nhện. Bốn chốt trục được đánh bóng kéo dài từ tâm của nó theo các khoảng cách 90 độ và mỗi chốt mang một ổ trục kim được đóng gói bên trong nắp ổ trục. Các gông dẫn động và dẫn động khớp với các cặp trục đối diện nhau, do đó mô-men xoắn có thể truyền qua một góc trong khi cả hai trục tiếp tục quay.

Các phần mà mỗi sơ đồ thể hiện

Trục chéo (nhện): trung tâm chịu tải; độ cứng của thân trục và độ hoàn thiện bề mặt phần lớn quyết định tuổi thọ mài mòn.
Mũ ổ trục có con lăn kim: bốn mỗi khớp; các kim trải tải và để mỗi ách khớp một vài độ dưới mô-men xoắn.
Con dấu: giữ dầu mỡ và giữ nước và sạn ra ngoài; hư hỏng vòng đệm là điểm khởi đầu thông thường của sự mài mòn khớp.
Đường dẫn dầu mỡ và khớp nối: trên các mối nối có thể bôi trơn, một đường khoan xuyên qua trục chữ thập sẽ nạp tất cả bốn nắp từ một khớp nối.
Phần cứng lưu giữ: vòng kẹp, kẹp được tiêm hoặc tấm chịu lực để khóa nắp vào tai ách.

Các phiên bản kỹ thuật của sơ đồ thêm một biến nữa: góc vận hành giữa hai trục, thường được viết bằng chữ cái Hy Lạp alpha. Góc duy nhất đó ngăn cách một bức tranh chỉ đặt tên cho các bộ phận từ sơ đồ dự đoán cách thức hoạt động của khớp khi sử dụng.

Cách hình học Cross-and-Yoke hoạt động dưới tải

Cơ cấu này là hai bản lề đặt cách nhau 90 độ và được nối bằng một chữ thập. Sự sắp xếp đó truyền mô-men xoắn qua một góc, nhưng không ở tốc độ hoàn toàn không đổi: một khớp Cardan duy nhất chạy ở một góc sẽ quay trục đầu ra của nó nhanh hơn một chút, sau đó chậm hơn một chút, hai lần mỗi vòng quay. Xích đu phát triển theo góc. Ở 10 độ, tốc độ đầu ra lệch khoảng 1,5% ở cả hai phía so với mức trung bình; dưới một vài độ, sự dao động hầu như không đáng chú ý, trong khi vượt quá khoảng 20 độ, nó chuyển thành rung động và tăng tốc độ mài mòn.

Đây là lý do tại sao góc làm việc chiếm ưu thế trong thiết kế đường truyền. Thông lệ OEM thông thường giữ góc vận hành của mỗi khớp nối ở mức dưới khoảng 3 độ và khớp với các góc ghép đôi trong khoảng 1 độ, do đó sự thay đổi tốc độ của một khớp nối sẽ triệt tiêu sự thay đổi tốc độ của khớp kia. Trong trường hợp một khớp nối đơn không thể đáp ứng được — trục ngắn, mô-men xoắn cao, hành trình treo cực lớn — sơ đồ sẽ thay đổi hình dạng: cách bố trí Cardan kép bổ sung thêm một chạc định tâm và một chữ thập thứ hai, triệt tiêu phần lớn dao động.

Để xem vị trí của khớp nối chung giữa hộp số và trục - cùng với chạc trượt, ổ đỡ trung tâm và mặt bích kết nối - hướng dẫn về những gì tạo nên một đường truyền hoàn chỉnh đặt nó trong bối cảnh lắp ráp đầy đủ. Trục mang các khớp này trong hầu hết các kiểu bố trí dẫn động cầu sau là trục chống đỡ:

Prop Shaft for Rear-Wheel-Drive Drivelines

Trục chống đỡ cho hệ dẫn động bánh sau Trục trung gian này kết nối trục truyền động và trục dẫn động trong bố trí dẫn động cầu sau, mang các khớp nối vạn năng được thảo luận ở đây. Kết cấu thép hợp kim có độ cứng cao, ổ trục đỡ chính xác và khả năng cân bằng động khiến nó đáng được xem xét khi lựa chọn cụm trục chống đỡ hoàn chỉnh. Xem sản phẩm →

Các loại khớp Hầu hết các sơ đồ đều bao gồm

Biểu đồ nhận dạng sắp xếp các khớp nối phổ biến dọc theo hai trục: cấu trúc bên trong và cách giữ lại nắp vòng bi. Cấu trúc được chia thành chữ thập Cardan đơn, cụm Cardan đôi và lựa chọn bôi trơn hay bịt kín. Kiểu giữ lại quan trọng nhất trong quá trình thay thế, bởi vì nó quyết định công việc nào cần và liệu ách có phải được sửa đổi hay không.

Các kiểu lưu giữ xác định cách khớp chữ U tách ra, đó là lý do tại sao chúng xuất hiện nổi bật trong sơ đồ nhận dạng.
Phong cách lưu giữ	Sơ đồ hiển thị nó như thế nào	Ứng dụng điển hình
Vòng chụp bên trong	Vòng tròn được đặt trong một lỗ đối diện bên trong mỗi tai ách	Hầu hết các trục xe khách và xe tải nhẹ
Vòng chụp bên ngoài	Kẹp gắn xung quanh bên ngoài tai ách	Trục địa hình và hạng nặng
Khóa tiêm (C-clip)	Một vòng nhựa phẳng được bơm vào rãnh	Nhiều trục truyền động thiết bị gốc
Tròn đầy đủ với tấm chịu lực	Tấm bu lông kẹp nắp ổ trục	Xe tải thương mại và ổ đĩa công nghiệp

Chuỗi kích thước thu hẹp lĩnh vực hơn nữa. Các nhóm thực hành hậu mãi ở Bắc Mỹ kết hợp thành chuỗi được đánh số - 1310, 1330, 1350, 1410 và hơn thế nữa - mỗi cái được xác định bằng sự kết hợp cố định giữa đường kính nắp và chiều rộng tổng thể của mối nối. Biết được bộ truyện sẽ biến một yêu cầu mơ hồ thành một phần chính xác.

Đo khớp chữ U theo sơ đồ

Hướng dẫn đo từ các nhà sản xuất vòng bi lớn đều tuân theo trình tự tương tự và thước cặp kỹ thuật số là công cụ duy nhất mà hầu hết các công việc đều yêu cầu. Làm việc theo thứ tự này:

Xác nhận kiểu lưu giữ. Vòng kẹp, kẹp được tiêm hoặc tấm chịu lực - điều này quyết định cách khớp nối cũ xuất hiện.
Đo đường kính nắp ổ trục. Đo ngang bên ngoài mỗi nắp, không đo ngang thân mũ đã bị mòn; mòn làm thay đổi thân xe nhưng không làm thay đổi nắp.
Đo chiều rộng chung của khớp. Từ mặt ngoài của một nắp ổ trục đến mặt ngoài của nắp đối diện — sơ đồ chỉ ra các điểm tham chiếu chính xác cho từng kiểu giữ.
Kiểm tra khớp nối dầu mỡ. Lưu ý xem mối nối có thể bôi trơn được hay không và vị trí của khớp nối: trên nắp, trên hình chữ thập hoặc trên dây đeo.
Nối các số với biểu đồ chuỗi. Chênh lệch nửa milimet thường có nghĩa là một loạt sản phẩm khác chứ không phải bộ phận bị mòn.

Hai phép đo - đường kính nắp ổ trục và chiều rộng tổng thể của khớp - tách biệt chuỗi kích thước khớp chữ U thông thường.
loạt	Đường kính nắp mang	Chiều rộng chung
1310	1,062 inch (27,0 mm)	3,219 inch (81,8 mm)
1330	1,062 inch (27,0 mm)	3,625 inch (92,1 mm)
1350	1,188 inch (30,2 mm)	3,625 inch (92,1 mm)
1410	1,188 inch (30,2 mm)	4,188 inch (106,4 mm)

Hai thói quen ngăn ngừa hầu hết các lỗi đặt hàng. Đầu tiên, đo bằng cách làm sạch các mối nối: dầu mỡ đóng gói và cặn rỉ làm sai lệch số đọc của thước cặp đủ để vượt qua một ranh giới loạt. Thứ hai, kiểm tra lại ách cũng như khớp, vì tai ách bị căng sẽ không giữ được khớp vừa khít ngay cả khi bản thân khớp đo chính xác.

Sử dụng sơ đồ để đọc độ hao mòn và hư hỏng

Sơ đồ tương tự cũng đóng vai trò như một bản đồ lỗi, vì mỗi phần được gắn nhãn đều bị lỗi theo một cách dễ nhận biết:

Thân cây có nước muối: vết lõm vuông vắn dưới trục kim do tải trọng va đập; có cảm giác như tiếng cục cục khi cài số.
Niêm phong nắp bị lỗi: dầu mỡ thoát ra, nước lọt vào, kim bị ăn mòn - sự khởi đầu điển hình của quá trình mài mòn ở giai đoạn cuối.
Mũ ổ trục khô: bỏ qua việc bôi trơn làm cho các kim xẹp xuống, tạo ra độ rung tăng theo tốc độ trên đường.
Tai ách thon dài: thanh ngang bị đá bên trong gông, gây ra tiếng ồn ngay cả sau khi lắp mối nối mới.

Một chi tiết quan trọng nhất trong quá trình lắp đặt: trên trục hai khớp, các chốt hàn ở mỗi đầu phải được điều chỉnh theo pha, sao cho các tai của chúng thẳng hàng trong cùng một mặt phẳng, do đó sự dao động tốc độ của một khớp sẽ triệt tiêu biến động tốc độ của khớp kia. Việc lắp lại một trục lệch pha sẽ tái tạo lại độ rung mà các khớp nối mới nhằm khắc phục.

Nơi kết thúc sơ đồ khớp chữ U và bắt đầu sơ đồ khớp CV

Hai gia đình chung giải quyết các vấn đề khác nhau. Khớp vạn năng kiểu chữ thập đơn giản, cứng xoắn và không tốn kém khi bảo trì, nhưng nó không phải là thiết bị có vận tốc không đổi, vì vậy nó phù hợp với các trục truyền động chạy ở các góc nhỏ, cố định. Khớp CV — Rzeppa hoặc loại chân máy — giữ cho tốc độ đầu ra thực sự không đổi thông qua các góc của 40 độ trở lên , đó là lý do tại sao các trục dẫn động cầu trước và nửa trục treo độc lập lại sử dụng nó để thay thế.

Trên các xe dẫn động cầu trước và tất cả các bánh, cụm lắp ráp hoàn chỉnh được xây dựng xung quanh các khớp nối CV chính là trục xe - một trong những cụm dẫn động Quaconst sản xuất và cung cấp cho các chương trình OEM và phân phối hậu mãi:

Cụm trục CV / Trục truyền động Được chế tạo theo tiêu chuẩn OE với gia công CNC chính xác, cụm trục CV hoàn chỉnh này chứa các khớp CV ở đầu bánh xe được mô tả ở trên. Nó phù hợp với các loại xe dẫn động cầu trước và tất cả các bánh và là bước tiếp theo tự nhiên sau khi xác định được sơ đồ bố trí trục. Xem sản phẩm →

Sự khác biệt cũng mờ đi trên các phương tiện tiện ích hạng nhẹ. Nhiều trục sau ATV và UTV ghép khớp vạn năng ở đầu vi sai với khớp CV ở đầu bánh xe, trong khi các máy side-by-side nặng hơn thường chạy khớp chữ U dọc theo toàn bộ trục. Do đó, việc tìm nguồn cung ứng phụ tùng phù hợp bắt đầu bằng sơ đồ chính xác về cách bố trí trục:

Trục trục ATV / UTV / SSV Trục tiện ích nhẹ thường kết hợp khớp vạn năng ở đầu vi sai với khớp CV ở đầu bánh xe. Trục trục mạ crôm 4340 này, với các khớp nối có khớp nối cao và bốt TPEE kín, phù hợp với bố cục hỗn hợp đó và chịu được tải trọng cao khi sử dụng địa hình. Xem sản phẩm →

Cả hai gia đình chung đều nằm trong chuỗi cung ứng truyền tải rộng hơn và danh mục linh kiện đường truyền động cho thấy cách tổ chức các nửa trục, trục chống đỡ và các khớp riêng lẻ cho các chương trình OEM cũng như phân phối hậu mãi.

Sơ đồ khớp chữ U là hướng dẫn đo, không chỉ là hình ảnh. Đường kính nắp, chiều rộng tổng thể của mối nối, kiểu giữ và vị trí lắp mỡ xác định bất kỳ mối nối kiểu chữ thập nào; được khớp chính xác, các kích thước tương tự đó sẽ quyết định xem thiết bị thay thế có chạy êm trong hàng trăm nghìn km tiếp theo hay quay trở lại dưới dạng khiếu nại rung động. Những người mua xử lý sơ đồ theo cách đó — và xác minh mọi phép đo dựa trên biểu đồ chuỗi trước khi đặt hàng — sẽ loại bỏ hầu hết rủi ro khi thay khớp nối chữ U, cho dù bộ phận đó được dành cho trục truyền động của ô tô du lịch, trục chống đỡ của xe thương mại hay trục xe tiện ích.