Шлицевое соединение валов кардана: конструкция и условия эксплуатации
Карданные валы используются в заднеприводных и полноприводных транспортных средствах и обеспечивают передачу крутящего момента от мотора и коробки передач к задним колесам.
Составной частью карданного вала является шлицевое соединение. Оно состоит из вала и скользящей вилки, которые обеспечивают осевое перемещение при вращении. Шлицевые соединения карданных валов относятся к классу подвижных.
На валах расположены зубья – выступы по направлению оси. Они вставляются в пазы (шлицы), за счет чего исключается поперечное перемещение одной детали относительно другой и обеспечивается передача крутящего момента.
Необходимость использования именно такого типа соединения обусловлена тем, что узлы для передачи крутящего момента находятся не на одном уровне. Кроме того, при движении транспортного средства по неровностям меняется положение механизмов.
Шлицевое соединение карданного вала позволяет изменять его длину за счет выдвижения скользящей вилки.
Шлицевое соединение карданного вала, а именно рабочие его поверхности (зубья), при движении транспортного средства испытывают высокие нагрузки и трение.
Чтобы исключить истирание деталей в таких условиях, необходимо использовать подходящий под все требования смазочный материал.
Смазка для карданов должна предотвращать образование задиров и заеданий при высоких нагрузках, защищать от образования зазора между деталями.
Смазка для карданов: правила подбора
В шлицевое соединение валов кардана, как правило, закладывается пластичная смазка.
Смазочный материал должен удовлетворять ряду требований, чтобы эффективно работать и защищать сопряженные детали.
Смазка не должна вытесняться из места нанесения при высоких давлениях – формировать прочную смазочную пленку, должна обладать термостойкостью, высокими противозадирными свойствами, противокоррозионными свойствами, устойчивостью к смыванию.
Эффективно использование смазочных материалов с добавлением противозадирных присадок, повышающих эксплуатационные свойства.
Пластичная смазка может оказаться неработоспособной при больших нагрузках и повышенных температурах в зоне контакта деталей.
Смазка с недостаточной механической стабильностью быстро разжижается и вытекает из узла, под большими нагрузками масляная пленка разрушается и детали начинают работать без разделительного слоя.
При нарушении герметичности соединения в узел попадает влага, которая может вымыть пластичную смазку. Кроме того, липкий материал начинает притягивать пыль и грязь, которые в узле действуют как абразив и вызывают быстрый износ шлицевого соединения.
Чтобы исключить изнашивание шлицевой пары карданного вала при вымывании, вытекании, вытеснении, плохом качестве смазки или других причинах «масляного голодания», на валы со шлицами наносятся антифрикционные твердосмазочные покрытия, такие как MODENGY 1002 с дисульфидом молибдена.
После отверждения покрытие образует на деталях тонкую сухую пленку, которая обеспечивает низкий коэффициент трения, обладает высокой несущей способностью, отличными антикоррозионными свойствами.
Покрытие повышает плавность движения деталей, защищает их от схватывания и задиров даже при больших нагрузках, обеспечивает смазывание шлицевых соединений на протяжении всего срока их эксплуатации без необходимости обновления.
Ремонт шлицевого соединения кардана
Шлицевое соединения, испытывая высокие нагрузки, изнашивается быстрее других узлов.
По мере увеличения зазора между компонентами шлицевого сопряжения растет нагрузка на все детали, при движении появляются рывки.
Чтобы избежать необходимости ремонта всего механизма, а также не допустить повреждения других узлов транспортного средства, осуществляют ремонт шлицевого соединения на начальном этапе износа его компонентов.
В случае появления зазоров, превышающих предельные значения, шлицевая пара, как правило, меняется на новую.
Однако в современных ремонтных мастерских могут проводить и процедуру наплавки зубьев с последующей мехобработкой и закалкой.
Чтобы провести такой тип ремонта, хвостовик со шлицами отрезают, а после проведения восстановления приваривают обратно.
Понять, что шлицевое соединение требует ремонта, можно по возникновению посторонних вибраций и шума во время движения, появлению рывков во время перемещения деталей, увеличению люфта рулевого колеса и появлению биения руля.