Публикувано:
В машиностроенето карданната предавка е важна за предаването на въртящ момент и въртене между валове с несъвпадащи оси, които могат да са под ъгъл. Такива системи се използват от автомобили до тежко оборудване. Статията разглежда устройството, работата, приложението и значението на карданния вал за механичните задвижвания.
Устройство
Карданният шарнир съдържа две вилки, свързани с междинен компонент — кръстачка. Вилките свързват задвижващия и задвижвания елемент, а кръстачката осигурява необходимата подвижност при ъглово отклонение на осите. Вилките и кръстачките обикновено са от здрави материали като стомана, според натоварванията от момента и въртенето. Карданният вал обединява шарнирите и валовите елементи в един задвижващ възел.
Принцип на работа
Карданният шарнир предава момент между оси под ъгъл. При въртене на задвижващия елемент кръстачката променя положението си и предава движението към задвижвания. Конструкцията допуска промяна на ъгъла. За равномерно въртене са необходими правилни конструкция и взаимно разположение на шарнирите; единичният карданен шарнир сам по себе си не осигурява постоянна ъглова скорост при ненулев работен ъгъл.
Приложения в различни отрасли
Карданните валове са разпространени заради възможността да предават мощност при различно взаимно разположение на възлите:
- Автомобилостроене. При задно и двойно задвижване свързват трансмисията с водещия мост, предават момент и допускат движенията на окачването, включително по неравен терен.
- Тежка техника. Строителната, минната и земеделската техника изисква предаване между отдалечени възли. Карданните валове свързват двигатели, редуктори и задвижвани механизми.
- Промишлено производство. Използват се в помпи, компресори, конвейери и друго оборудване, където е важно взаимното положение на частите на задвижването.
- Морски задвижвания. Предават мощност от двигателя към гребния вал при възможна промяна на положението на възлите.
Значение за машиностроенето
Карданната предавка има особености, важни за надеждната работа:
- Подвижност. Шарнирите допускат ъглово отклонение. При подходяща телескопична или шлицова връзка се компенсират и осови движения и промяна на разстоянието между възлите.
- Предаване на момент. Валът предава момент между компоненти под различни ъгли и позволява различни компоновки на задвижването.
- Контрол на вибрациите. Правилно избраната, монтирана и балансирана предавка ограничава допълнителните натоварвания и вибрации от неправилно взаимно положение. Това е важно за ресурса и удобството при експлоатация.
Карданният вал в системите за предаване на мощност
Карданният вал е механичен възел, който свързва въртящи се компоненти с несъвпадащи оси и предава мощност под работен ъгъл. Названието е свързано с италианския математик и инженер Джироламо Кардано от 16-и век. С времето такива предавки намират приложение в автомобили, влакове, кораби и тежка техника.
Разпространените конструкции използват два карданни шарнира. Всеки съдържа кръстачка с четири шийки, монтирани в лагерите на вилките. Шарнирът позволява промяна на ъгъла и едновременно предаване на въртене.
Първият и вторият шарнир свързват вала със задвижващия и задвижвания възел. Правилните работни ъгли и взаимното положение са важни за компенсиране на неравномерността на въртенето. Геометрията се проверява за конкретната конструкция и условия.
Карданната предавка предава мощност между несъвпадащи оси. Тя е сравнително компактна и може да се използва в ограничено пространство. Ефективността и допустимото натоварване се оценяват за конкретното изделие.
В автомобил със задно задвижване валът свързва предната трансмисия със задния мост. В багери, кранове и друга тежка техника осигурява предаване на мощност при сложно взаимно разположение на механизмите.
Работата при ъглово отклонение, компактността и различните изпълнения правят карданния вал важен елемент на много машини и устройства.
Производители на карданни валове
По света има компании за карданни валове и задвижващи компоненти. Примери:
- Dana Incorporated. Производител на трансмисионни и задвижващи компоненти за автомобили, търговски транспорт, земеделско и промишлено оборудване.
- GKN Automotive. Доставчик на автомобилни задвижващи системи, включително карданни валове и свързани компоненти.
- SKF. Производител на лагери, уплътнения и компоненти за предаване на мощност за минната, металургичната, целулозно-хартиената и морската промишленост.
- Voith Group. Доставчик на системи, продукти и услуги за енергетиката, нефтената и газовата промишленост и транспорта, включително карданни предавки за съответните приложения.
- Timken Company. Производител на лагери и механични компоненти за предаване на мощност в натоварени промишлени задвижвания.
- Walterscheid Powertrain Group. Производител на системи за предаване на мощност, включително карданни валове за земеделието, горското стопанство и промишлеността.
- KMS Kılınçlar — карданни валове. Производител в Сакария, Турция.
Списъкът не е изчерпателен. При избор на производител оценявайте опита, репутацията, качеството, възможностите за изработка по поръчка и техническата поддръжка спрямо нуждите на конкретното приложение.
