Kardaanvõlli haakeseadis, mida sageli nimetatakse lihtsalt universaalliigendiks, on mehaaniline seade, mida kasutatakse kahe võlli ühendamiseks, mis ei asu samal sirgel, ning pöördemomendi ja pöörleva liikumise edastamiseks.
Universaalliidese konstruktsioonikomponendid
Tüüpiline universaalliigendi ühendus koosneb järgmistest põhikomponentidest:
1. Kahvlid: kinnitatud vastavalt kahele veovõllile, mida kasutatakse ristvõllide ühendamiseks.
2. Ristvõll: asub siduri keskel ja on pöördemomendi ülekande põhikomponent.
3. Nõelrull- või liugelaagrid: veenduge, et ristvõll saaks vabalt pöörelda, vähendades hõõrdumist ja kulumist.
4. Äärikute või kinnitusseadmete ühendamine: kasutatakse paigaldamiseks ja fikseerimiseks, tagades ülekande töökindluse.
Suure jõudlusega-universaalliigendühendused on tavaliselt valmistatud legeerterasest või kuumtöödeldud{1}}terasest, et parandada tugevust ja kulumiskindlust.
Universaalliigendi sidumise kompenseerimise põhimõte
Universaalliigendi ühendusedsuudab edastada pöördemomenti ja kiirust isegi siis, kui kaks võlli ei ole kollineaarsed. Nende põhiülesanne on kompenseerida nurkade kõrvalekaldeid. Ristvõlli-struktuuri kaudu võimaldavad need sisend- ja väljundvõllidel teatud nurgavahemikus vabalt pöörata. Kui sisendvõll pöörleb, juhivad rist-võlli mõlemas otsas olevad kahvlid väljundvõlli vahelduvate nurkkiirustega, saavutades paindliku ühenduse ja kompenseerides paigaldusvigadest või töödeformatsioonist põhjustatud nihkeid.
Ühe-sektsiooniga universaalliigendid sobivad väikeste nurkhälvete korral (3–15 kraadi); suuremate nurkade korral või kui on vaja konstantse kiirusega väljundit, kasutatakse tavaliselt topelt universaalliigendit. Paigaldades kaks sektsiooni võrdse nurga all, muudetakse sisend- ja väljundnurkkiirused ühtlaseks, saavutades sujuva ülekande.
Nurga kompensatsiooni arvutamise valem
Kui kahe telje vaheline nurk on , on sisendtelje nurk θ ja väljundtelje nurk ψ. Nende liikumissuhe on järgmine:
Seetõttu saab nurkkiiruse suhte saada:
Nagu valemist näha, siis ühe universaalliigendi kasutamisel kõigub nurkkiirus perioodiliselt θ-ga. Vea vähendamiseks on soovitatav, et kaasatud nurk oleks väiksem kui 10 kraadi või sellega võrdne. Kui see on suur, võib kasutada kahekordset universaalliigendi konstruktsiooni, mis tagab, et kahe liigendi nurgad on võrdsed (₁=₂) ja kahvlid on faasis, seega:
Saavutage konstantse kiiruse ülekanne
Tegelikud paigaldus- ja kalibreerimisarvutused
Kardaanliigendi sidurite paigaldamisel määrake esmalt tegelik nihkenurk _tegelik sisend- ja väljundtelgede vahel, mida on võimalik mõõta protraktori või koordinaatmõõteseadme abil. Kui seadme konstruktsioonis on maksimaalne lubatud kompensatsiooninurk _lubatav, siis tuleb järgida järgmist:
Üldiste tööstusmasinate puhul on _lubatav tavaliselt seatud vahemikku 5–10 kraadi, samas kui raskeveokite{3}}käigukastide puhul saab seda vähendada 15 kraadini. Kui _tegelik ületab piiri, tuleks nihet vähendada paigaldusasendi reguleerimise või vahevõlli lisamisega.
Topelt universaalliigendi puhul, kui kogu nurk on _total, peaksid kahe liigendi jaotusnurgad rahuldama:
See tagab, et kahe sektsiooni nurkkiiruse kõikumised tühistavad üksteist, mille tulemuseks on sujuv ülekanne.
Tehnilise rakenduse näide
Eeldades, et kaasatud nurk _kokku=12 kraadi mõõdetakse pärast kahe veovõlli paigaldamist ja kasutatakse kahekordset universaalliigendi ühendust, peaks iga universaalliigendi kompensatsiooninurk olema:
Kui ühe -sektsiooni struktuuri niminurk on 10 kraadi, on konstruktsioon mõistlik ja võib tagada stabiilse töö. Kui kasutatakse ühte universaalliigendit, saab nurkkiiruse kõikumise määra ligikaudselt arvutada järgmise valemiga:
See tähendab, et väljundkiirus kõigub ühe pöörlemistsükli jooksul umbes 1,1%. Kahekordne universaalliigendi struktuur võib selle kõikumise peaaegu täielikult kõrvaldada.
Universaalliigendi ühendused kompenseerivad tõhusalt kahe võlli nurkade kõrvalekaldeid tänu oma paindlikule ristvõlli-struktuurile. Kompensatsiooni arvutamise tuum seisneb kaasatud nurga täpses mõõtmises ja nurga ratsionaalses jaotamises vastavalt ühe-sektsiooni või kahe-sektsiooni paigutusele. Praktilise disaini puhul tuleks tagada järgmine:
1. _tegelik Väiksem kui _allowable või sellega võrdne;
2. Kaheosalised-struktuurid peavad säilitama võrdsed nurgad ja faasid;
3. Kiir-- või ülitäpse{2}}seadmete puhul tuleks juhtida 5 kraadi piires.
Ülaltoodud arvutus- ja paigalduspõhimõtete valdamine võib oluliselt parandada universaalliigendi sidurite kasutusiga ja ülekande stabiilsust.
