4 Welded Plate Type Round Bearings U-Joint - Applications & Selection Guide

La maggior parte dei fallimenti delle articolazioni universali non si annunciano in anticipo. Un giorno la trasmissione si surriscalda, il giorno dopo si sente un clic quando il carico si inverte e quando l'albero è sul banco il cappello del cuscinetto è già rigato. Se la croce esce da una trasmissione della presa di forza e mostra quattro coppe dei cuscinetti rotondi sigillate da piastre di acciaio saldate alla forcella, si sta osservando un giunto a U con cuscinetti rotondi del tipo a 4 piastre saldate. Si tratta di un design comune ma spesso frainteso e sapere in cosa differisce dai cuscinetti ad anello elastico, a picchetti o ad alette ti aiuterà a ordinare la croce giusta la prima volta.

Cosa significa il nome?

Un giunto universale è costruito attorno a un corpo in lega di acciaio a forma di croce con quattro perni. Ciascun perno ruota all'interno di una coppa cilindrica del cuscinetto e ciascuna coppa è alloggiata nel giogo all'estremità dell'albero di trasmissione. Il nome "4 cuscinetti rotondi del tipo a piastra saldata" descrive tutte e quattro le coppe in una frase compatta: sono coppe rotonde semplici e ciascuna coppa è chiusa da una piastra piatta in acciaio saldata al giogo.

Le piastre saldate bloccano permanentemente le coppe in posizione. Non sono presenti anelli elastici, anelli di sicurezza e cinghie di fissaggio con bulloni a U. Si tratta di una differenza significativa rispetto a un giunto a U per autocarri convenzionale, in cui il cappuccio è trattenuto da un anello elastico in una scanalatura o da un labbro fissato in materiale della forcella.

Per una parte pronta per l'installazione con tutti e quattro i cappucci in questo formato con piastra saldata, a Giunto cardanico a 4 cuscinetti tondi a piastra saldata è l'abbinamento più diretto ed è ampiamente utilizzato sugli alberi cardanici agricoli.

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Come si confronta con altre configurazioni di cuscinetti

Il design della piastra saldata è uno dei diversi modi per trattenere il cappuccio del cuscinetto del giunto a U. Ciascun metodo è stato sviluppato per uno specifico contesto produttivo e di servizio. La tabella seguente illustra le principali differenze.

Per un'applicazione con presa di forza agricola, il design della piastra saldata è interessante perché non si basa sulla precisione di uno strumento di picchettamento o sulla posizione di una scanalatura dell'anello elastico. La saldatura sostituisce tutte quelle parti con una connessione diretta in acciaio. Il compromesso è che l’articolazione è effettivamente permanente; non è possibile semplicemente estrarre un cappuccio saldato con un estrattore standard.

Alcune trasmissioni utilizzano un layout misto, con una piastra saldata a un'estremità e un cappuccio pressato convenzionale all'altra. In quella situazione, la sostituzione corretta è a Giunto a U con 2 piastre saldate e 2 cuscinetti tondi lisci , non una croce tutta saldata.

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Dove viene utilizzato più spesso questo giunto a U?

Il giunto con cuscinetto tondo a piastra saldata si trova più frequentemente negli alberi cardanici e nelle trasmissioni agricole. Un albero della presa di forza deve trasportare la coppia dal trattore a una falciatrice, una pressa per balle, una trivella o una pompa mentre l'angolo dell'albero cambia quando l'attrezzo si muove su un terreno irregolare. Questa combinazione di coppia elevata e angolo di variazione crea carichi ciclici sui cappelli dei cuscinetti. Una piastra saldata distribuisce il carico su un'ampia area di contatto e non lascia spazio all'allentamento del cappuccio nel tempo.

Se vuoi vedere come questo stile di cuscinetto si inserisce nel quadro più ampio della trasmissione, sfoglia il Pagine della serie PTO per le attrezzature e i formati degli accessori utilizzati su trattori e attrezzi. Lo stesso giunto appare anche negli alberi di trasmissione industriali e in alcuni alberi di trasmissione per autocarri pesanti in cui il produttore desidera un assemblaggio permanente esente da manutenzione.

Anche le croci a piastre saldate appartengono al più ampio famiglia di giunti a U per macchine agricole , dove la priorità è il trasferimento affidabile della coppia in condizioni di lavoro polverose, bagnate e con carichi elevati.

Perché scegliere un design a piastra saldata?

I due motivi principali per scegliere un cuscinetto tondo con piastra saldata sono la longevità e la resistenza. Un cappuccio saldato non può staccarsi gradualmente dal giogo perché la piastra è fusa al metallo del giogo. Ciò elimina la modalità di guasto più comune dei cappucci trattenuti, ovvero l'allentamento progressivo seguito dalla rotazione del cappuccio e dal danneggiamento della superficie del perno.

La coppa rotonda semplice ospita anche una serie completa di rullini attorno al perno. A differenza di un cappuccio scanalato, che deve essere posizionato in modo che l'anello elastico si allinei con una scanalatura corrispondente, la coppa rotonda si inserisce uniformemente nel suo foro e distribuisce il carico su tutta la circonferenza. Ciò migliora sia la capacità di carico che la durata a fatica.

C'è anche un vantaggio produttivo. Saldare una piastra a una forcella è più veloce e più facile da controllare rispetto a picchettare quattro cappucci separati, soprattutto su una linea di alberi della PTO ad alto volume. Questo è il motivo per cui questa configurazione tende ad apparire su alberi che vengono assemblati una volta e si prevede che funzionino per una lunga durata senza smontaggio.

Come misurare un giunto a U della piastra saldata prima di ordinare

La misurazione di un giunto a U in piastra saldata segue la stessa logica di base di qualsiasi croce, con un passaggio in più: la piastra copre la parte posteriore del cappuccio, quindi la larghezza complessiva include lo spessore della piastra. Le tre dimensioni critiche sono le seguenti.

• Diametro del cappello del cuscinetto: il diametro esterno della coppa rotonda che si inserisce nel foro della forcella.
• Attraverso la croce: la distanza dal centro di un cappuccio al centro del cappuccio opposto, misurata in entrambe le direzioni.
• Larghezza totale: la distanza dalla faccia esterna di una piastra alla faccia esterna della piastra opposta, comprese entrambe le piastre.

Se l'albero è ancora sulla macchina, prendere queste misurazioni con un calibro prima di tagliare le saldature. Prestare attenzione anche al foro del giogo. Un foro usurato o ovale non manterrà correttamente una nuova croce e nessuna quantità di saldatura risolverà tale disallineamento. Quando si contatta un fornitore, il diametro del cappuccio, la dimensione trasversale e la larghezza complessiva sono normalmente sufficienti per identificare la croce esatta.

Considerazioni sui materiali e sulla qualità

Non tutte le traverse a piastra saldata sono prodotte secondo lo stesso standard. Inizia con la croce stessa: l'acciaio legato deve essere indurito e rettificato sulle superfici del perno in modo che i rullini scorrano contro una superficie liscia e resistente. Una croce morbida si usurerà rapidamente anche se i cappelli dei cuscinetti sono perfettamente saldati.

Controllare la qualità della saldatura delle piastre. Una saldatura debole o parziale si romperà sotto le pulsazioni di coppia e, una volta che la piastra si rompe, il cappello del cuscinetto viene spinto fuori dal giogo. Cercare cordoni di saldatura uniformi e un contatto pulito tra la piastra e il giogo. Dal lato della lubrificazione, verificare che il canale del grasso attraverso la croce sia pulito e che il grasso possa raggiungere tutti e quattro i cuscinetti. Molte croci a piastra saldata portano un numero di identificazione stampato su una faccia del perno; registrare quel numero prima dell'installazione in modo da poterlo fare riferimento incrociato in seguito.

Note sulla sostituzione e manutenzione

Poiché il giunto saldato della piastra è permanente, la sostituzione inizia con il taglio delle saldature. Utilizzare una smerigliatrice angolare per recidere la saldatura della piastra su ciascun cappuccio, quindi estrarre il cappuccio dal giogo. Pulire attentamente i fori del giogo e controllarne l'ovalizzazione o gli spruzzi di saldatura. Dopo aver installato la nuova croce, riempire di grasso il giunto e ruotarlo per l'intero angolo di lavoro finché non appare grasso fresco in tutte e quattro le sedi dei cuscinetti. Effettuare questa operazione prima di montare l'albero sull'attrezzo, non dopo l'installazione.

Quando confronti le alternative, ricorda che un giunto saldato non è destinato alla manutenzione sul campo. Se la tua applicazione richiede una manutenzione regolare della trasmissione, un anello elastico o una croce con cuscinetto alare potrebbe essere una scelta più pratica. Se desideri un collegamento permanente e ad alta resistenza per una presa di forza o un albero industriale, questo design è quello che soddisfa tale requisito.

Questo tipo di giunto a U non è la parte più visibile di una trasmissione, ma è quella che trasferisce ogni Newton-metro di coppia tra trattore e attrezzo. Selezionare il diametro corretto del cuscinetto, controllare la larghezza trasversale e complessiva e verificare la qualità della saldatura prima dell'installazione. Fallo e il giunto funzionerà silenziosamente per migliaia di ore, che è esattamente ciò che dovrebbe fare un componente della trasmissione.