Неподвижная шлицевая пара
Карданный вал состоит из множества деталей: крестовин, фланцев, ушей, подшипников, шарниров, шрусов, подвижных и неподвижных шлицевых соединений.
И все эти элементы подвержены множеству разнообразных нагрузок, кардинально меняющихся в процессе эксплуатации автомобиля.
Одним из важных составляющих является неподвижное шлицевое соединение, так называемая «цапфа» или как ее еще называют мастера карданных дел – «узел».
Цапфа изготавливается из 45-й стали, методом ковки, что уплотняет металл, увеличивая прочность.
Одной стороной неподвижная шлицевая вварена в трубу и основательно зафиксирована круговым сварочным швом с соответствующим катетом. Иногда, в промышленном исполнении, шлицевая приваривается методом сварки трением.
В середине шлицевого вала имеется, сделанная с высокой точностью и соответствующим допуском, посадочное место под подвесной подшипник.
Конец вала увенчан шлицами.
Нам известны два варианта исполнения данного узла:
Таким образом, «цапфа» соединяет части карданного вала и является элементом крепления подвесного подшипника.
Существует три основные неисправности:
№1. В следствии заклинивания подвесного подшипника происходит его проворот в месте посадки, что приводит к задирам, прослаблению и соответственно образованию люфта. Тоже самое может случится и в результате износа подшипника, образуя люфты, микро удары, а как следствие наклеп на внутреннем кольце и его посадке.
Эта болячка как насморк, неприятно, но в незапущенном состоянии лечится довольно легко.
№2. Износ шлицевого соединения. Причин этого заболевания достаточно много, и вот основные из них:
2.1. Некачественные материалы. В основном злоупотребляют этим делом некоторые китайские производители.
2.2. Нарушение технологического процесса при изготовлении с нарушением размерности и частоты обработки деталей.
2.3. Превышение нагрузок в процессе эксплуатации — самая распространенная на сегодня причина, продиктованная суровыми реалиями нашей с Вами жизни.
2.4. Некачественный и несвоевременный ремонт.
2.4. В следствии выхода из строя взаимосвязанных элементов (смотри №1).
2.5. Запрограммированный ресурс.
В результате этих причин, одной, а иногда в комплексе, образуется люфт между шлицами, который со временем увеличивается в геометрической прогрессии, являясь причиной возникновения дисбаланса.
Дисбаланс в свою очередь приводит к вибрации. А вибрация ведет к ускоренному износу сначала карданной передачи, а затем и всей трансмиссии.
№3. Выкрашивание, сворачивание, полный отрыв шлицевой части вала.
Комментарии здесь излишне, итак не трудно догадаться, в чем или в ком причина.
Такой узел обычно подлежит замене на новый.
Новая шлицевая пара, которую вы приобретаете и намерены установить вместо изношенной, должна иметь прессовую посадку в трубу и в шлицевом соединении (МАМА и ПАПА).
И так, разобравшись в неисправностях шлицевой пары, поговорим о способах ремонта:
1. Самый правильный и надежный — полная замена узла на новый, качественный, с полным соблюдением заводской технологии, размеров посадок, режимов сварки и так далее.
Перед заменой производятся все необходимые процедуры, ставятся метки взаимного расположения всех элементов этого узла относительно трубы. На трубе обычно ставятся маяки- базы, по которым вымеряется расстояние до посадки подвесного, рассчитывается корректировка на резку, на разделку сварочного шва, положение ушей на противоположной стороне карданного вала.
Далее, приступаем к резке на токарном станке, что позволяет сэкономить металл и точно подогнать новую деталь.
Самый важный момент в этом процессе- соосность подшипника с осью самого карданного вала. На результирующую соосность очень сильно влияют поводки от сварки и неравномерность охлаждения шва. При несоблюдении технологии сварки, можно получить некачественный шов, но еще хуже получить эффект «пьяного подшипника», когда во время вращения вала, особенно хорошо видно при вращении на балансировочном стенде, подшипник раскачивается из стороны в сторону, как бы танцует. Это катастрофически снижает ресурс самого подшипника, ресурс эластичной обечайки, усложняет, а иногда делает невозможным и саму балансировку.
Избежать эффекта «пьяного подшипника» нам помогает отработанная годами технология сварки и профессиональный сборочный стенд, с множеством необходимой оснастки. Это позволяет максимально точно с позиционировать узел до сварки и далее четко контролировать весь процесс.
После завершения сварочных работ карданный вал собирается и отправляется на балансировку.
2. Второй способ не правильный, так как больше похож на эффект плацебо, но иногда приходится его применять. – Это круговая обварка (орбитальная) фланца с наружи. Цель- уменьшение внутреннего диаметра отверстия со шлицами, его сжатие в процессе остывания. Этот способ применяется нами только в шлицевых парах эвольвентного типа, в прямых шлицах такой способ вообще не работает.
3. Наклеп на наружных шлицах с последующей посадкой фланца на специальный клей. Этот способ больше для тех, кому надо просто хотя бы добраться до родного края, а там домашние стены и вылечат, и отремонтируют. Дома решения на серьезный ремонт легче принимаются, да и своим мастерам больше доверяют. Хотя мы знаем много случаев, когда люди катаются после такого экспресс-ремонта еще очень и очень долго, рискуя усугубить ситуацию с последующим капитальным ремонтом.
Последние два способа не всегда оправданы экономически, так как все равно требуют балансировки кардана после сборки, которая будет нарушена после первого же вмешательства в цапфу, например при очередной замене подвесного.