Joint universel avec roulements d'ailes: conception, fonctionnalité et applications

Introduction

L'articulation universelle (joint en U) est un couplage mécanique crucial largement utilisé dans les machines automobiles, aérospatiales, industrielles et agricoles pour transmettre un mouvement rotatif entre deux arbres qui ne sont pas en ligne droite. Parmi les différentes conceptions des joints en U, le type de roulement d'aile a acquis sa reconnaissance pour sa capacité à gérer des charges élevées, à offrir une durabilité et à simplifier la maintenance dans des applications exigeantes.

Cet article explore les principes d'ingénierie, la construction, les avantages et les applications du monde réel des articulations universelles avec des roulements d'ailes.

Concept de base d'une articulation universelle

Une articulation universelle est essentiellement une liaison mécanique qui permet de transférer le couple entre les arbres mal alignés. Contrairement aux accouplements rigides, un joint U peut s'adapter au déplacement angulaire tout en transmettant efficacement la puissance.

Le joint U de type transversal est le plus courant, composé d'une croix centrale (araignée) et d'une aiguille à chaque extrémité. En revanche, le roulement d'aile en u-joint modifie cette construction pour améliorer la fiabilité et réduire les risques de défaillance dans des conditions robustes.

Qu'est-ce qu'une aile portant un articulation universelle?

Un joint universel roulant à ailes remplace la tasse de roulement traditionnelle et la disposition des rouleaux d'aiguille par des supports de trunnion de style aile. Au lieu de s'appuyer sur de petits roulements à aiguilles, le joint utilise des «ailes» usinées et des surfaces de roulement durcies pour soutenir l'araignée.

Les caractéristiques clés comprennent:

Trunnions en forme d'aile: surfaces de charge plus larges par rapport aux roulements à l'aiguille.

Matériaux à haute résistance: composants en acier ou en alliage forgés généralement pour une résistance à la fatigue maximale.

Lubrification simplifiée: souvent conçue avec des canaux de graisse et des joints pour prolonger la durée de vie.

Points d'usure réduits: élimine les roulements à aiguille sujets aux défaillances dans les applications où les charges de contamination et de choc sont courantes.

Conception et construction

Les composants typiques d'une joint en U portant des ailes comprennent:

Araignée (croix): le moyeu central avec des extensions en forme d'aile.

Roulements d'ailes: blocs de roulements de précision de précision qui s'intègrent dans les yokes, en remplaçant les capuchons conventionnels.

Yokes: les extrémités fourchues des arbres qui abritent les roulements d'ailes.

Joints et graisses: assurer une bonne lubrification et une protection contre la poussière, la saleté et la pénétration d'eau.

Cette conception garantit que les contraintes de contact sont réparties sur une zone plus grande, réduisant l'usure localisée.

Avantages de la joints en U portant les ailes

Par rapport aux joints en U cross-et portants standard, les types de roulements d'ailes offrent plusieurs avantages:

Capacité de chargement robuste

Les surfaces de contact plus grandes gèrent les charges de choc et les pointes de couple plus efficacement.

Durée de vie plus longue

Pas de rouleaux à aiguilles à puits, à briller ou à ne saisir dans des conditions contaminées.

Exigences de maintenance inférieure

La lubrification simplifiée et les joints robustes réduisent la fréquence de service.

Résistance à la contamination

Mieux adapté aux environnements avec poussière, boue et débris (agriculture, construction, mine).

Durabilité dans le cadre d'un désalignement

Gère des degrés plus élevés de désalignement angulaire sans usure prématurée.

Applications de joints en U roulant des ailes

Ces articulations sont largement utilisées lorsque des joints en U traditionnels peuvent échouer prématurément:

Équipement agricole

Tracteurs, récolteurs, balers et pto (décollage de puissance) arbres.

Machines de construction et d'exploitation

Excavateurs, chargeurs, camions à benne basculante et forage.

Camions lourds et véhicules hors route

Les arbres de conduite et les liaisons de direction exposées à un couple élevé et à un terrain inégal.

Transmission de puissance industrielle

Systèmes de manutention, convoyeurs et grues.

Considérations de maintenance

Alors que les joints en U roulant à ailes sont plus robustes, les soins appropriés garantissent des performances optimales:

Horaire de lubrification: un graissage régulier est nécessaire pour prévenir le contact métal-métal.

Inspection pour l'usure: recherchez le relâchement, les vibrations ou les bruits anormaux qui peuvent indiquer un jeu excessif.

Intégrité du joint: les joints endommagés peuvent permettre aux contaminants d'entrer, conduisant à une usure prématurée.

Intervalles de remplacement: Même les joints de roulements d'aile durables nécessitent un remplacement éventuel sous des cycles de service extrêmes.