Спојница карданског вратила, која се често једноставно назива универзалне спојнице, је механички уређај који се користи за повезивање две осовине које нису на истој правој линији и за пренос обртног момента и ротационог кретања.
Структурне компоненте универзалне спојнице
Типична универзална спојница састоји се од следећих главних компоненти:
1. Вилице: Фиксиране на две погонске осовине, респективно, користе се за повезивање попречних вратила.
2. Попречно вратило: Налази се у центру спојнице и представља главну компоненту за пренос обртног момента.
3. Игличасти лежајеви или клизни лежајеви: Уверите се да попречна осовина може слободно да се ротира, смањујући трење и хабање.
4. Прирубнице за повезивање или уређаји за стезање: Користе се за уградњу и фиксирање, осигуравајући поузданост преноса.
Универзалне спојнице{0}}високих перформанси се обично праве од легираног челика или термички{1}}обрађеног челика ради побољшања чврстоће и отпорности на хабање.
Принцип компензације универзалне спојнице
Универзалне спојницеможе да преноси обртни момент и брзину чак и када две осовине нису колинеарне. Њихова основна функција је да компензују угаоно неусклађеност. Кроз структуру унакрсног-осовина, они омогућавају улазној и излазној осовини да се слободно ротирају унутар одређеног опсега углова. Када се улазна осовина ротира, виљушке на оба краја попречног-врата покрећу излазну осовину са наизменичним угаоним брзинама, постижући флексибилну везу и компензујући неусклађеност узроковану грешкама у инсталацији или оперативним деформацијама.
Једносмерни{0}}кардани су погодни за мала угаона одступања (3 степена –15 степени); за веће углове или када је потребан излаз константне брзине, обично се користе двоструки универзални зглобови. Постављањем две секције под једнаким угловима, улазне и излазне угаоне брзине су конзистентне, чиме се постиже глатки пренос.
Формула за израчунавање компензације угла
Када је укључени угао између две осе, угао улазне осе је θ, а угао излазне осе је ψ. Њихов однос кретања је следећи:
Дакле, однос угаоне брзине се може добити:
Као што се може видети из формуле, ако се користи један универзални зглоб, угаона брзина периодично флуктуира са θ. Да би се смањила грешка, препоручује се да укључени угао буде мањи или једнак 10 степени. Ако је велика, може се користити двострука универзална зглобна структура, осигуравајући да су углови два споја једнаки (₁=₂) и да су виљушке у фази, тако:
Остварите пренос константне брзине
Стварна инсталација и прорачуни калибрације
Приликом уградње карданских спојница, прво одредите стварни угао помака _стварни између улазне и излазне осе, који се може мерити помоћу угломера или машине за мерење координата. Ако је максимални дозвољени угао компензације у дизајну опреме _дозвољен, онда се мора испунити следеће:
За опште индустријске машине, _алловабле се обично поставља на 5 степени –10 степени, док за тешке-трансмисије, ово може да се смањи на 15 степени. Ако _стварно премашује границу, помак треба смањити подешавањем положаја уградње или додавањем средњег вратила.
За двоструки универзални зглоб, ако је укупан укључени угао _тотал, углови дистрибуције два зглоба треба да задовоље:
Ово осигурава да се флуктуације угаоне брзине две секције међусобно поништавају, што резултира глатким преносом.
Пример примене инжењеринга
Под претпоставком да се укључени угао _укупни=12 степен мери након уградње две погонске осовине и да се користи двострука карданска веза, тада би компензациони угао сваког карданског зглоба требало да буде:
Ако је номинални угао структуре једне-секције 10 степени, дизајн је разуман и може да обезбеди стабилан рад. Ако се користи један универзални зглоб, брзина флуктуације угаоне брзине може се апроксимирати следећом формулом:
То значи да ће излазна брзина варирати за око 1,1% унутар једног циклуса ротације. Двострука структура карданског зглоба може скоро потпуно елиминисати ову флуктуацију.
Универзалне спојнице ефикасно компензују угаоно неусклађеност између две осовине преко своје флексибилне попречне{0}}структуре вратила. Суштина израчунавања компензације лежи у тачном мерењу укљученог угла и рационалном расподели угла према распореду са једним-или двоструким- пресеком. У практичном дизајну треба обезбедити следеће:
1. _стварно Мање од или једнако _алловабле;
2. Двоструке{1}}конструкције морају одржавати једнаке углове и фазу;
3. За опрему велике{1}}брзине или високе{2}}прецизне опреме, треба контролисати унутар 5 степени.
Савладавање горе наведених принципа прорачуна и уградње може значајно побољшати радни век и стабилност преноса карданских спојница.
