A Kardántengely: Név, Történet és Működésének Részletei
A kardántengely egy olyan mechanikai szerkezet, amely lehetővé teszi a forgásimozgás átvitelét két tengely között, melyek nem párhuzamosak egymással. A kardántengelynek köszönhetően a forgási energia átvihető anélkül, hogy a tengelyeknek pontosan párhuzamosaknak kellene lenniük.
Nagyon pongyolán fogalmazva, a kardántengely egy olyan mechanikus, forgatónyomatékot átvivő alkatrész, amely forgó elemeket köt össze. Fontos tulajdonsága ennek a tengelynek, hogy nem merev, ezért lehetséges vele egymással szöget bezáró elemek összekötése is.
A "Kardán" név eredete és a szerkezet története
Egy bizonyos olasz matematikus - egyébként meg megrögzött szerencsejátékos - Gerolamo Cardano után nevezzük Európában kardánnak a kardánt, de angol nyelvterületen elterjedtebb a propeller shaft, driveshaft elnevezés, esetleg a Polhem- vagy Hooke-csukló. Az 1500-as évek végétől egy olasz származású matematikus, természettudós, Geronimo Cardano (1501. 09.21.-1576.09.20. között élt) fejlesztette tovább az alapötletet és az ő szerkezetével már egyre több helyen tudták alkalmazni ezt a megoldást.
Cardano a XVI. században tevékenykedett, de a róla elnevezett tengely, illetve csukló biztosan nem az ő találmánya, hiszen sokkal korábban is ismerték ezt a megoldást, sőt Leonardo da Vinci is használta rajzain. Az 1300-as évek végétől írásos emlékek is rögzítik a korai csuklós tengelyek használatát toronyóráknál.
Később a már fentebb említett svéd Polhem találta fel újra, illetve a brit Hooke készített működő (kardán)csuklót. Az angol természetkutató Robert Hooke (1635.07.18.-1703.03.03.) is hozzájárult a fejlesztéséhez. Sok idő eltelt azonban addig, mikorra ezt a szerkezeti elemet gépkocsik és mezőgazdasági gépek hajtására is alkalmazni tudták.
Alkatrészek és tudnivalók IFA W50 kardántengelyhez
Működési elv és típusok
A kardánytengely az egyik legfontosabb alkatrész az autó meghajtásában, de más iparágakban is elengedhetetlen. Mivel nem merev, ezért lehetséges vele egymással szöget bezáró alkatrészeket összekötni. A kardántengelyeknek több típusa létezik, például a keresztalakú kardántengely, amely egy kereszt alakú csatlakozóelemmel rendelkezik, vagy az univerzális kardántengely, amely nagyobb szögeltéréseket is képes kezelni. Mindegyik típusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai, és a választás az adott alkalmazástól és a szükséges teljesítménytől függ.
A mai járművekbe beépített kardántengelyek két végpontja közötti távolság is változhat, nem csak eltérő szögben állhatnak. Erre az esetre szokás beépíteni a rendszerbe egy csúszóperselyt, hogy a tengelyek egymásba csúszásával lehetséges legyen a tengelyirányú mozgás.
A szögsebesség-átviteli hiba és megoldása
Aki néha kezébe vesz szerszámot, az már biztosan használt ilyen egyszerű, kardánkeresztes meghajtótengelyt. Egy jó crova-készletből nem hiányozhat a kardáncsukló. Erre a feladatra, a dugókulcs tengelyének megtörésére tökéletesen alkalmas egyetlen kardáncsukló beépítése. A nyomatékot, amit a kulccsal létrehozunk, simán átviszi, sőt, a tengely elfordulását is továbbítja.
Baj csak akkor van, ha már számít, hogy mindkét végén egyforma legyen a tengely sebessége. Ugyanis a kardáncsukló (ha az általa összekötött tengelyek nem egy vonalban állnak, vagyis szöget zárnak be) egymagában nem képes állandó sebességet továbbítani, mivel úgynevezett szögsebesség-átviteli hibája van. Nagyon leegyszerűsítve ez azt jelenti, hogy egy állandó sebességgel forgó tengelyre kötött kardáncsukló utáni tengelyrész sebessége szinuszosan hullámozva változni fog. Ez a változás randa vibrációkat, mechanikai sérüléseket okozhat, ezért egy másik kardáncsukló alkalmazásával szokás a szögsebesség-átviteli hiba méregfogát kihúzni. Tehát a második kardáncsukló után már ugyanolyan, állandó sebességgel forgó tengelyünk lesz, mint a kiindulási pontnál.
Ilyen, két-, vagy többcsuklós megoldást alkalmaznak az autók, teherautók hajtásláncában, a váltómű és a meghajtott tengelyek között. A kettős kardáncsukló nem csak azért jó, mert egymagában képes szögsebességhiba nélkül dolgozni, de nagyobb szögeltérést is enged, mint egy egycsuklós kardán.
Binacchi kardántengely útmutató
Alkalmazási területek és a kardántengely jövője
A kardántengelyek gyakran használatosak az autóiparban, ahol a motor és a hátsó tengely közötti forgási energiát kell átvinni, de nem ritkák más iparágakban sem, például a gépgyártásban vagy az építőiparban. Volt idő, amikor szinte nem is létezett autó kardántengely nélkül. A régi-régi, hagyományos felállásban, ugye, a kocsi orrában van a motor, hozzácsavarozva a váltó, az autó hátuljában meg van egy merev tengelyünk, ami a kerekeket hajtja meg. Ha minden elemünk - a motor-váltó egység és a tengely is - fixen lenne rögzítve a tökéletesen merev alvázhoz, akár egyszerű tengellyel is összeköthetnénk őket. De a kocsi tengelyei rugóznak, az alváz csavarodik, a motort és a váltót rugalmas gumibakokra rögzítik, így lehetetlen megoldani, hogy mindig, minden egy síkban, egy tengelyen fusson. No, ezért alkalmaznak kardántengelyt a hagyományos orrmotoros-hátsókerekes autóknál, de természetesen az összkerekes hajtásláncokban is megtaláljuk.
Manapság, amikor a szalagról legördülő személyautók túlnyomó többsége (és egyre több kisteherautó) elsőkerékhajtású, egy hétköznapi halandó leélheti úgy az életét, hogy nem találkozik kardánproblémával. De ne higgyük, hogy a kardántengely kihalóban van, jó eséllyel még most is ott van legalább egy, még az ön autójában is.
Karbantartás és a meghibásodás jelei
Mivel mechanikai elem, nagy valószínűséggel el is romlik egyszer. A kardántengelyek karbantartása és ellenőrzése fontos a hosszú élettartam és a megbízható működés biztosításához. A kardántengelyek tervezése és gyártása nagy pontosságot igényel, mivel a tengelyek pontos illeszkedése és a szerkezet merevsége fontos szempontok a megbízható működéshez.
Mostanra elértük, hogy az egyszerű tengely bonyolult gépelemmé változzon, amibe igen sok, precízen megmunkált, jó anyagminőségű alkatrészt építettek be (hosszbordás tengely, kardánvilla, kardánkereszt a csészékkel és tűgörgőkkel, stb). Amelyek használat során folyamatosan forognak, akár percenként többezres fordulaton, esetenként őrületes forgatónyomatékot visznek át, éri őket sár, víz, fagy. Szóval, kopnak, törnek, rozsdásodnak, csavarodnak, elromlanak.
A meghibásodás figyelmeztető jelei
Egy nem tökéletesen működő kardántengely többféleképpen is a sofőr tudtára adhatja, hogy valami nem frankó. Ha valami probléma van a kardántengellyel, azt azonnal érezni fogjuk. Jöhet a kocsi fenéklemeze, kardánalagútja felől morgás, ropogás, daráló hang, csattogás, csattanás, esetleg síri csend. Idővel káros rezgések jelenhetnek meg, amik tönkretehetik a kardánkeresztek tűgörgős csapágyait. Ez folyamatos kihajlásokat eredményez, ami aztán az anyagfáradtság miatt a tengely töréséhez is vezethet (nyilván ez nagyon hosszú idő alatt és kevés esetben fordulhat elő). Ez súlyos biztonsági kockázattal járhat, hiszen emiatt baleset is történhet.
Kardántengely csapágy hiba BMW E36
A kardántengely centírozása egy nagyon fontos művelet, amit viszonylag gyorsan és olcsón el lehet végezni. A karbantartásban szakértő kardántengely szerviz szolgáltatás is segíteni tud.
6 rossz kardántengely tünet - Mik a rossz kardántengely jelei?
Fontos előírások és karbantartási tippek
A kardántengely használatának fontosabb előírásai:
- Mindenhol, ahol a forgó kardántengely személyi sérülést vagy anyagi kárt okozhat, meg kell tennünk a szükséges óvintézkedéseket az EU erre vonatkozó előírásainak figyelembevételével.
- A kardántengelyhez megadott üzemeltetési műszaki paramétereket, (nyomaték, fordulatszám, hajlásszög, hossz stb.) nem szabad meghaladni.
- A kardántengely beépítését és karbantartását csak szakképzett személy vagy személyzet végezheti.
- Ha a kardántengely beépítésre kész, zsírral feltöltött állapotban, valamint a megadott fordulatszámon kiegyensúlyozva és lefestve készen áll, akkor a kardántengely kiegyensúlyozását semmi esetre sem szabad megváltoztatni.
- A nem megengedett mértékű kiegyensúlyozatlanság egyenetlen futást, ez pedig a kardáncsuklók idő előtti elkopását okozza.
Karbantartási és méretválasztási szempontok
- Méret: A kardántengely méretének megválasztásakor figyelembe kell venni a munkagép szükségleteit és a hajtómű által kifejtett nyomatékot.
- Egyszerű karbantartás: A kardántengelyeink úgy vannak kialakítva, hogy lehetővé teszik a könnyű felhasználást és karbantartást. Szabványos zsírzó szemek vannak a kereszteken elhelyezve szögben a könnyű hozzáférést segítve és a rugalmas védőburkolat.
- Kövesse az instrukciókat a teleszkópos kardán teljes munkahosszával kapcsolatban, hogy elkerülje a vibrációkat és nehogy megrongálja a kardánt vagy a gépet!
tags: #kardantengely #szó #eredete