Articulatiile cardanice sunt mecanisme care servesc la transmiterea miscarii de rotatie intre doi arbori concurenti, cu unghiuri intre axe, in general, variabile si al caror raport de transmitere este egal cu unu. Din punct de vedere constructiv si al principiului de functionare, articulatiile cardanice pot fi asincrone si sincrone. La randul lor, articulatiile cardanice asincrone se impart in articulatii cardanice rigide si articulatii cardanice elastice. Articulatiile cardanice sincrone pot fi articulatii cardanice duble (obtinute prin dublarea celor asincrone) si articulatii cardanice cu viteze unghiulare egale (homocinetice). La transmisiile longitudinale ale automobilelor se folosesc articulatii cardanice asincrone rigide si elastice. Articulatiile cardanice homocinetice se folosesc, in special, la rotile de directie ale automobilelor cu punte de directie si motoare.
Articulatiile cardanice asincrone rigide pot fi cu lagare cu alunecare sau cu rulmenti si permit transmiterea miscarii de rotatie datorita legaturii articulate a elementelor componente.
Transmisiile longitudinale ale automobilelor moderne sunt prevazute cu articulatii cardanice asincrone rigide de tip deschis, cu rulmenti cu role-ace. Aceste articulatii au o durata mare de functionare si permit, la dimensiuni constructive reduse, transmiterea unor sarcini mari la turatii ridicate.
Articulatia cardanica asincrona rigida de tip deschis se compune din furcile l si 3 (fig.2.11, a), asamblate cu crucea 2, prin intermediul rulmentilor cu role-ace 9. Furca 1 este prevazuta in majoritatea cazurilor cu o flansa cu ajutorul careia se asambleaza, prin suruburi, de flansa arborelui secundar al cutiei de viteze sau de flansa arborelui pinionului transmisiei principale. Furca 3 este solidarizata la rotatie cu arborele longitudinal 5 fie prin sudura, fie printr-un butuc canelat care permite modificarea distantei dintre cele doua articulatii cardanice ale arborelui (cuplaj de compensare axiala). Crucea cardanica este prevazuta cu canale de ungere prin care lubrifiantul de la ungatorul 4 ajunge la rulmenti.
Alezajele mari din fusurile crucii servesc la marirea elasticitatii acestora, uniformizand distributia eforturilor pe lungimea fusurilor, si ca rezervor de lubrifiant. Rulmentii cu role-ace sunt compusi dintr-o carcasa 10, in care se gaseste un numar mare de role-ace 9, care ruleaza direct pe fusul crucii. Carcasa rulmentilor este fixata in bratele furcilor cu ajutorul capacelor 8, fixate cu suruburile 11 si asigurate cu saibele 7. Garnitura de etansare 6 nu permite scurgerea lubrifiantului din articulatii cardanica si in acelasi timp protejeaza rulmentii contra patrunderii murdariei. Supapa de siguranta 12 mentine presiunea lubrifiantului la o anumita valoare, permitand eliminarea surplusului e lubrifiant si a bulelor de aer in timpul gresarii.
La unele tipuri constructive de articulatii cardanice, fixarea carcasei rulmentilor in orificiile bratelor furcilor se face cu ajutorul unui inel de siguranta 13 (fig.2.11, b si c), dispus la unul din capetele carcasei.
In figura 2.12 se prezinta sisteme de etansare utilizate la articulatiile cardanice deschise. Sistemul de etansare cu inel din pasla (fig.2.12, a) este compus din inel de etansare I, din pasla presata, montat in carcasa metalica 2, si din bucsa 3. Suprafata frontala a bucsei este apasata pe inelul din pasla, realizand etansarea in ultimul timp, se utilizeaza foarte mult articulatiile cardanice ce folosesc dispozitive de etansare cu mansoane de cauciuc montate pe fusul crucii cu o restrangere initiala. La sistemul din figura 2.12, b mansonul din cauciuc 3 este montat sub saiba 4, in carcasa 5 a carei margine exterioara este indoita in degajarea inelului exterior al rulmentului 6, Opritorul de praf 2 este montat prin presare pe portiunea fusului 1 de diametru mai mare. Canalele radiale 7 din manson servesc la eliminarea surplusului de lubrifiant si aerului in timpul gresarii conform traseului indicat de sageti, in cazul in care bratul crucii 1 are o forma tronconica (fig.2.12, c), etansarea se face cu ajutorul mansonului din cauciuc 2, montat in carcasa 3. Mansoanele de cauciuc sunt prevazute cu locasuri pentru lubrifiant sub diferite forme (fig.2.12, d). Lacasul din manson se umple cu lubrifiant spre a proteja rulmentul impotriva coroziunii. Mansoanele de etansare se executa din cauciuc sintetic rezistent la temperaturi ridicate (85°C) si la actiunea lubrifiantului.
Pentru a obtine paralelismul axei rolei — ac a rulmentului cu generatoarele suprafetelor fusului crucii si alezajului furcii in zona de contact, in stare deformata, se utilizeaza prelucrarea coaca a fusului sau alezajului furcii. Conicitatea fusului trebuie sa fie inversa celei din carcasa, iar diferenta dintre diametrele maxim si minim trebuie sa fie cuprinsa intre 0,1 si 0,5% din diametrul mediu.
Articulatiile cardanice asincrone elastice se monteaza, in general, intre cutia de viteze si reductorul-distribuitor cand acestea sunt montate in cartere diferite, pentru compensarea sau eliminarea inexactitatilor montajului si deplasarile dintre acestea (datorita deformatiei cadrului automobilului). Aceste articulatii contribuie si lai micsorarea sarcinilor dinamice, la amortizarea vibratiilor si a oscilatiilor de torsiune care apar in transmisia automobilului.
Articulatia cardanica asincrona elastica (fig.2.13) se compune din furcile 2 si 4 cu trei brate dispuse la 120° unul fata de altul, fixate cu suruburile 6 de discul elastic 3. Deformatiile discului elastic 3 permit transmiterea miscarii de la un arbore la altul sub un unghi de 3-5°. Montarea articulatiei in transmisia automobilului se face prin solidarizarea furcii 2 de arborele; conducator 1 si montarea culisata a furcii 4 pe arborele condus 5 pentru compensarea abaterilor axiale. Discul elastic, de obicei, se executa dintr-o textura cauciucata, care rezista la o temperatura cuprinsa intre -45 si +60°C.
Arborii longitudinali fac legatura intre doua articulatii cardanice sau intre articulatia cardanica si unul din ansamblul transmisiei automobilului, avand rolul de a transmite la distanta momentul de torsiune. Arborii longitudinali sunt formati din partea centrala (arborele propriu-zis) de sectiune circulara si piese de legatura cu articulatiile cardanice sau ansamblul transmisiei.
Partea centrala a arborelui longitudinal poate fi tubulara sau plina. Arborii tubulari sunt cei mai utilizati, deoarece, in comparatie cu arborii cu sectiune plina, au o rigiditate mai mare pentru aceeasi greutate, permitand marirea turatiei de functionare. Forma constructiva a arborelui longitudinal depinde de lungimea dintre articulatiile cardanice, de regimul de incarcare si de locul de dispunere in cadrul transmisiei.
In figura 2.14, a este reprezentata constructia arborelui longitudinal executat dintr-un tub de otel 8, avand la capatul dinspre cutia de viteze, montat prin presare si consolidat prin sudura, un arbore canelat 5, pe care culiseaza furca 2 a articulatiei cardanice 1; la capatul dinspre puntea motoare este montata furca 10 a articulatiei cardanice 12. Montarea furcii 2 pe arborele 5, prin intermediul canelurilor, este necesara pentru a permite variatia distantei dintre axele crucilor cardanice 3 si 11 datorita variatiei sagetii suspensiei. Aceasta imbinare poarta denumirea de cuplaj de compensare axiala. Pentru micsorarea frecarii dintre caneluri si a uzurii lor, acestea! sunt unse prin intermediul ungatorului 4, montat in butucul furcii 2. Pentru ca unsoarea sa nu iasa din regiunea de ungere, precum si pentru a nu patrunde murdarie, butucul furcii 2 este prevazut la capat cu garnitura de etansare 6.
La alte tipuri constructive, cand arborii cardanici lucreaza in medii cu impuritati, cuplajul de compensare axiala, in afara de inelul de etansare l, este protejat de un manson gofrat din cauciuc 2 (fig. 2.14, b). In unele cazuri, pentru etansare, se utilizeaza un tub telescopic suplimentar 2 (fig.2.14, c), fixat pe arbore printr-un inel de cauciuc 4; Etansarea suplimentara se obtine prin inelul 3, montat la celalalt capat al tubului metalic 2. Formarea pernelor de aer in timpul deplasarilor relative se evita prin orificiul 5.
Dupa fabricare, arborele longitudinal, impreuna cu articulatiile cardanice este supus echilibrarii dinamice. Echilibrarea arborelui se realizeaza cu adaosuri de metal, prin sudare prin puncte, sub forma placutelor 7 si 9 (fig.2.14)
|
