Khớp phổ quát với vòng bi cánh: Thiết kế, chức năng và ứng dụng

Giới thiệu

Khớp phổ quát (khớp U) là một khớp nối cơ học quan trọng được sử dụng rộng rãi trong máy móc ô tô, hàng không vũ trụ, công nghiệp và nông nghiệp để truyền chuyển động quay giữa hai trục không theo đường thẳng. Trong số các thiết kế khác nhau của các khớp U, loại ổ trục cánh đã nhận được sự công nhận về khả năng xử lý tải trọng cao, cung cấp độ bền và đơn giản hóa việc bảo trì trong các ứng dụng đòi hỏi.

Bài viết này khám phá các nguyên tắc kỹ thuật, xây dựng, lợi thế và các ứng dụng trong thế giới thực của các khớp phổ quát với vòng bi cánh.

Khái niệm cơ bản về một khớp phổ quát

Một khớp phổ biến về cơ bản là một liên kết cơ học cho phép mô -men xoắn được chuyển giữa các trục bị lệch. Không giống như các khớp nối cứng, một khớp U có thể chứa sự dịch chuyển góc trong khi truyền công suất hiệu quả.

Tối u loại chéo và mang là phổ biến nhất, bao gồm một chữ thập trung tâm (nhện) và vòng bi kim ở mỗi đầu. Ngược lại, cánh mang U-khớp điều chỉnh cấu trúc này để cải thiện độ tin cậy và giảm rủi ro thất bại trong điều kiện hạng nặng.

Một khớp mang toàn bộ cánh là gì?

Một khớp mang toàn bộ cánh tay thay thế cốc mang truyền thống và sắp xếp con lăn kim với các hỗ trợ trunnion kiểu cánh. Thay vì dựa vào vòng bi kim nhỏ, khớp sử dụng đôi cánh gia công và bề mặt ổ trục cứng để hỗ trợ con nhện.

Các đặc điểm chính bao gồm:

Trunnions hình cánh: Bề mặt chịu tải rộng hơn so với vòng bi kim.

Vật liệu cường độ cao: Thông thường các thành phần thép hoặc hợp kim giả mạo cho điện trở mệt mỏi tối đa.

Bôi trơn đơn giản hóa: Thường được thiết kế với các kênh dầu mỡ và con dấu để kéo dài tuổi thọ.

Giảm điểm hao mòn: Loại bỏ vòng bi kim dễ bị hỏng trong các ứng dụng trong đó ô nhiễm và tải trọng sốc là phổ biến.

Thiết kế và xây dựng

Các thành phần điển hình của khớp U-khớp mang cánh bao gồm:

Nhện (Cross): Trung tâm trung tâm với các phần mở rộng giống như cánh.

Vòng bi cánh: Các khối ổ trục được gia công chính xác phù hợp với ách, thay thế mũ thông thường.

YOKES: Các đầu nĩa của các trục chứa vòng bi cánh.

Các con dấu và phụ kiện mỡ: Để đảm bảo bôi trơn và bảo vệ đúng cách chống lại bụi bẩn, bụi bẩn và nước xâm nhập.

Thiết kế này đảm bảo rằng các ứng suất tiếp xúc được trải rộng trên một khu vực lớn hơn, giảm hao mòn cục bộ.

Ưu điểm của cánh mang theo chữ U

So với các khớp chữ U chéo và chịu tiêu chuẩn, các loại ổ trục cánh cung cấp một số lợi thế:

Khả năng tải nặng

Bề mặt tiếp xúc lớn hơn xử lý tải trọng sốc và mô -men xoắn hiệu quả hơn.

Tuổi thọ cao hơn

Không có con lăn kim đến hố, brinell hoặc thu giữ trong điều kiện bị ô nhiễm.

Yêu cầu bảo trì thấp hơn

Bôi trơn đơn giản hóa và con dấu mạnh mẽ làm giảm tần suất phục vụ.

Khả năng chống ô nhiễm

Phù hợp hơn cho môi trường với bụi, bùn và mảnh vụn (nông nghiệp, xây dựng, khai thác).

Độ bền dưới sự sai lệch

Xử lý mức độ sai lệch góc cao hơn mà không bị hao mòn sớm.

Các ứng dụng của cánh mang theo U-khớp

Các khớp này được sử dụng rộng rãi trong đó các khớp U truyền thống có thể bị hỏng sớm:

Thiết bị nông nghiệp

Máy kéo, máy thu hoạch, balers và trục PTO (nâng điện).

Máy móc xây dựng và khai thác

Máy xúc, bộ tải, xe tải đổ và giàn khoan.

Xe tải hạng nặng và xe địa hình

Trục lái và liên kết lái tiếp xúc với mô -men xoắn cao và địa hình không bằng phẳng.

Truyền sức mạnh công nghiệp

Hệ thống xử lý vật liệu, băng tải và cần cẩu.

Cân nhắc bảo trì

Trong khi các khớp U mang cánh mạnh mẽ hơn, chăm sóc đúng cách đảm bảo hiệu suất tối ưu:

Lịch bôi trơn: Mỡ thường là cần thiết để ngăn chặn tiếp xúc với kim loại với kim loại.

Kiểm tra sự hao mòn: Tìm kiếm sự lỏng lẻo, rung hoặc tiếng ồn bất thường có thể chỉ ra chơi quá nhiều.

Tính toàn vẹn của con dấu: Các con dấu bị hư hỏng có thể cho phép các chất gây ô nhiễm vào, dẫn đến hao mòn sớm.

Khoảng thời gian thay thế: Ngay cả các khớp mang cánh bền cũng yêu cầu thay thế cuối cùng trong các chu kỳ nhiệm vụ cực đoan.