(044) 332-22-92
(063) 578-28-30
(067) 730-63-29
Ремонт карданов
Украина, г.Киев, ул. Алма-Атинская, 8
Режим работы:
пн-пт: 09:00 - 18:00
сб-вс: выходной


Карданный вал дело тончайшее


04.12.2003

Карданный вал дело тончайшее

Тема обслуживания и ремонта карданных валов остается по-прежнему весьма актуальной в среде автолюбителей и профессионалов. Данную публикацию можно считать, еще одной попыткой развеять мифы и приблизится к реальности.

 
1. О карданах вообще. В 1903 году Сlarence W. Spicer получил патент на шлицевую втулку. Дополнив ею уже существующие шарнирные соединения Гука (Кардана). Результаты превзошли все ожидания. Именно эта конструкция дала жизнь целой индустрии. С появлением такого автомобиля как Меrcedes Cardanwagen 16/40 P5 в1912 году статистика применяемости шарнирных валов в мировом автопроме носит астрономический характер. За истекшее столетие технология изготовления трансмиссионных валов подверглась серьезным изменениям. Получили применение шарниры равных угловых скоростей, эластичные элементы и узлы центрирования. В связи с возросшими рабочими скоростями появилась необходимость в балансировке и специализированном сервисе. 2. О балансировке. Ущерб, наносимый подшипниковым опорам вибрационными процессами трудно недооценивать. Можно приводить разные данные, но в том, что срок службы узлов карданного вала и сопряженных с ним подшипниковых опор прямо пропорционален величине остаточного дисбаланса - можно не сомневаться. Хотя бытует мнение, что валы достаточно <центровать> то есть убрать радиальное биение в районе сварных швов. Это было бы возможно при условии, что вал состоит из однородного материала и полностью обработан механически. Но поскольку карданные валы состоят из деталей изготовленных литьем или ковкой, штамповкой или прокатом, да еще и собраны методом стыковой сварки, центр масс может не совпадать с центром вращения. Даже при устранении радиального биения. Расстояние между этими центрами называется эксцентриситетом. Дисбалансом называется произведение неуравновешенной массы на ее эксцентриситет. Под балансировкой обычно понимают процесс определения характеристик неуравновешенности вала и их уменьшение путем изменения массы или геометрии. Попытки уравновесить вал статически (на центрах или на ножах) ни к чему не приведут. Cтатическая балансировка, для роторов имеющих две и более точек опоры - абсолютно не приемлема. По той простой причине, что дисбалансы двух сторон ротора, будучи, направленными в противоположные стороны, могут взаимно компенсировать друг друга, и в спокойном состоянии ротор будет уравновешенным. Динамическая балансировка исключает наложение дисбалансов, так как измерение усилия нагрузки на опору происходит непосредственно на самой опоре. То есть, дисбаланс определяется соответственно в каждой плоскости коррекции. Балансировка карданных валов преимущественно осуществляется на стендах с жесткой рамой, разгонным механизмом и подвижными шпиндельными стойками, позволяющими при установке вала имитировать условия эксплуатации на автомобиле. Управляется процесс, как правило, электронным блоком - считывающим показания с датчиков, закрепленных на стойках и устройства позволяющего анализировать угловое положение ротора. Описание самого процесса балансировки явно выходит за рамки одной статьи. Стоит отметить, что раздел науки посвященный балансировке продолжает интенсивно развиваться. На точность балансировки влияет не только чувствительность аппаратно-измерительного комплекса, но и то насколько выдержаны допуски при сборке шарниров, радиальное биение труб, износ шлицевой части и другие факторы. 3. О качестве деталей. Наверно нет необходимости объяснять, что качество комплектующих деталей определяет качество конечного продукта. Возросшие требования, предъявляемые к трансмиссионным валам, вынуждают производителей принимать новые технологические решения. К столетию изобретения шлицевой втулки практически все производители карданных валов освоили технологию нанесения полимерного покрытия на шлицевую часть. Это дает возможность примерно в два раза увеличить продолжительность жизни и снизить осевую нагрузку на подшипниковые опоры. Использование прецизионных труб позволяет ужесточить нормы допусков по остаточному дисбалансу. Внедрение технологии фиксации крестовин без помощи стопорных колец наилучшим образом решает проблему облегчения вала, при сохранении высокого крутящего момента, выдерживаемого без остаточной деформации. Все эти новшества приближают нас к моменту, когда пробег один миллион километров никому уже не будет казаться фантастическим. В то же время народное движение за модернизацию всех импортных агрегатов деталями от УАЗа и ГАЗ-53 продолжает набирать обороты. Неистребимое желание переделать карданный вал, от Мерседес вварив ширниры для Газели, чтобы потом спокойно менять крестовины (каждый месяц - Зато не дорого!) остановить невозможно. Сказыватся тяжелое наследие прошлого. Советские журналы <За рулем>, <Техника молодежи> укрепили дух изобретательства и рационализаторства в нашем народе и это нужно признать. С одной только поправкой - в то время когда в рубрике <Советы бывалых> мы все читали о том, как завести двигатель <Запорожца> в зимних условиях. Ведущие мировые авто-производители серийно выпускали автомобили, которые в принципе не требовали ни доработок, ни модернизаций. Но тогда мы об этом еще не знали. 4.О ремонте Необходимость в узкоспециализированном сервисе возникает в связи с ужесточением требований предъявляемых к точности изготовления деталей и качеству производимых работ. Потребность в дорогостоящем оборудовании так же имеет большое значение. Одним из наиболее ремонтируемых узлов карданного вала является крестовой шарнир. В основу, которого положен крест с четырьмя игольчатыми подшипниками, позволяющими изменять ось вращения вала от 0 до 35 градусов. Важным моментом в обслуживании карданных валов является правильный подбор крестовины соответствующей необходимым параметрам. Так информация о типоразмерах и предназначении крестовых комплектов ограничивается весьма скудными данными, представленными в каталогах. Особенностью методики замеров является то, что линейные размеры снимаются при условии обеспечения рабочего зазора между чашками и крестом. То есть в свободном состоянии линейный размер будет больше указанного в каталоге, а в сжатом до упора меньше. Важным моментом, так же можно считать высокие требования к точности измерения диаметров чашек. И наконец самое главное - при идентичных внешних размерах встречаются крестовины с совершенно разными физическими параметрами ( статическая и динамическая нагрузка подшипников). Именно с этими факторами связаны трудности в подборе крестовин, столкнувшись с которыми автолюбители и профессионалы чаще всего допускают ошибки. Что при ассортименте, измеряющемся сотнями типоразмеров - является вполне закономерным фактом. Выход из строя крестовины самая распостраненная неисправность любого карданного вала. Чаще всего люфты появляются в шарнире находящемся возле редуктора заднего моста. Объясняется это боле жесткими условиями эксплуатации, большими углами излома. Поврежденная или не правильно установленная крестовина, вызывает щелчки при движении и является одним из основных источников дисбаланса. Замена крестовины не такое простое дело как кажется на первый взгляд. Стандартные стопорные кольца, поставляемые в комплекте с крестовиной, довольно редко подходят по своей толщине. Иногда в месте с оригинальными крестовинами поставляются несколько комплектов стопорных колец с разницей в толщине 0,05мм. Это несколько облегчает задачу, в противном же случае без плоско-шлифовального станка не обойтись. Подбор либо шлифовка стопорных колец требует определенных навыков и затрат времени. Правильно собранный шарнир должен перемещаться плавно без подклинивания в обоих плоскостях. Рабочие зазоры контролируются при зажатой неподвижно одной из вилок при помощи индикатора часового типа. При ближайшем рассмотрении вопроса - оказывается, что любое изменение местоположения частей вала относительно друг друга (изменение оси вращения) ведет к неизбежной перемене характеристик уравновешенности. То есть к неминуемой разбалансировке вала. Таким образом - видимость ремонтопригодности, на практике, остается лишь видимостью. 5. О ремонтопригодности и ремонтоспособности. На первый взгляд неремонтопригодным можно считать любой узел, изношенные детали которого нельзя заменить методом, рекомендованным заводом изготовителем. Примеров тому масса: крестовины зафиксированные методом вдавливания - достаточно широко применяются(MB, BMW,WV, FORD), все чаще встречаются промежуточные опоры, посадочные места которых состыкованы сваркой трением или сверхплотной посадкой шлицевой части(Renault RX4, Volvo S80). С другой стороны, если технология ремонта, чертежи оснастки, а так же детали для установки, предоставлены непосредственно фирмой изготовителем - данный узел можно считать ремонтопригодным. Задача только найти ремонтоспособных.
 
Валерий Резник
Cardan.kiev.ua