Come cambiare un giunto a U: guida fai-da-te passo dopo passo

Come cambiare un giunto a U: la risposta breve

Cambiare a Giunto a U comporta la marcatura dell'orientamento dell'albero di trasmissione, lo svitamento o lo sgancio dell'albero di trasmissione, l'estrazione dei vecchi cappelli dei cuscinetti, l'inserimento del nuovo giunto a U e il rimontaggio in ordine inverso. L'intero lavoro richiede in genere da 1 a 3 ore per un fai-da-te moderatamente esperto e i pezzi costano tra $ 15 e $ 80 a seconda del tipo di veicolo. Una pressa idraulica o una morsa da banco è lo strumento più critico: senza di essa, rimuovere in modo pulito i vecchi cappelli dei cuscinetti è molto più difficile.

I giunti a U (giunti universali) sono giunti rotanti a forma di croce che collegano i segmenti di un albero motore e consentono all'albero di trasmettere la coppia attraverso angoli variabili, adatteo il movimento delle sospensioni e la geometria della trasmissione durante la guida del veicolo. Quando un giunto a U si guasta, possono verificarsi vibrazioni, rumori metallici e, nei casi più gravi, la completa separazione dell'albero di trasmissione. La sostituzione tempestiva di un giunto a U usurato è una delle attività di manutenzione della trasmissione più importanti sui veicoli a trazione posteriore e quattro ruote motrici.

Cos'è un giunto a U e cosa fa?

Un giunto a U è costituito da un corpo centrale a forma di croce - chiamato ragno o perno - con quattro bracci, ciascuno dotato di un cappuccio porta-ago. I cappucci sono trattenuti nelle forcelle di due sezioni adiacenti dell'albero di trasmissione mediante anelli elastici o cinghie di cuscinetto, consentendo ai due alberi di ruotare insieme mentre si piegano con un angolo fino a circa 15–25 gradi a seconda del disegno.

La maggior parte dei camion, dei SUV e delle auto ad alte prestazioni a trazione posteriore utilizzano due o più giunti a U lungo l'albero di trasmissione: uno all'uscita della trasmissione e uno al pignone del differenziale. I veicoli a quattro ruote motrici in genere hanno anche giunti a U aggiuntivi nei semiassi anteriori. Nel corso del tempo, i cuscinetti ad aghi all'interno dei cappucci si seccano, si corrodono o si usurano, provocando lo sviluppo di gioco nel giunto a U e, infine, il cedimento.

I giunti a U sono ingrassabili (stile Spicer con raccordo zerk) o sigillati (non ingrassabili). I giunti a U ingrassabili durano più a lungo se mantenuti correttamente — l'ingrassaggio ogni 5.000 miglia o ad ogni cambio d'olio prolunga notevolmente la durata. Le unità sigillate non richiedono manutenzione ma non possono essere riparate una volta che il lubrificante si degrada.

Sintomi di un giunto a U difettoso

Intervenire tempestivamente su un giunto a U difettoso previene danni più costosi all'albero di trasmissione e al differenziale. Questi sono i segnali di allarme più comuni e affidabili:

• Rumore metallico o colpi quando si passa da Park a Drive o Reverse: Questo è in genere il primo sintomo evidente: il giunto a U allentato colpisce la forcella mentre i carichi di coppia invertono la direzione.
• Vibrazioni avvertite attraverso il pavimento o il sedile a velocità autostradale (55-70 mph): Un giunto a U usurato crea uno squilibrio nell'albero motore in rotazione, producendo una vibrazione che si intensifica con la velocità. Inizialmente questo viene spesso confuso con problemi di bilanciamento dei pneumatici.
• Cigolio durante l'accelerazione da fermo: I cuscinetti ad aghi asciutti all'interno dei cappucci dei giunti a U producono un cigolio ritmico che corrisponde alla velocità di rotazione dell'albero di trasmissione: un'accelerazione più rapida significa un cigolio più acuto.
• Ruggine visibile, sfaldamento o gioco laterale nel giunto a U dell'albero di trasmissione: Con il veicolo saldamente sui cavalletti, afferrare l'albero di trasmissione in corrispondenza del giunto a U e tentare di spostarlo lateralmente. Qualsiasi gioco percepibile, superiore a 1–2 mm, indica l'usura del cuscinetto e il giunto a U deve essere sostituito.
• Perdita di fluido della trasmissione vicino alla parte posteriore della trasmissione: Un giunto a U anteriore gravemente usurato può danneggiare la guarnizione dell'albero di uscita della trasmissione a causa di carichi di impatto ripetuti, causando una perdita di fluido che viene spesso diagnosticata erroneamente come un problema di trasmissione.

Strumenti e parti necessari per modificare un giunto a U

Raccogliere tutto prima di iniziare previene le interruzioni a metà lavoro. Ecco un elenco completo di ciò di cui hai bisogno:

Strumenti essenziali

• Pressa idraulica o morsa da banco: Lo strumento più importante. Una morsa da banco con un kit di pressatura con giunto a U (set di bussole utilizzate come tazze di pressatura) è l'opzione più accessibile per i meccanici domestici. Una pressa idraulica da officina rende il lavoro più semplice e pulito.
• Martinetto e cavalletti (minimo 2 tonnellate nominali): Il veicolo deve essere sollevato in modo sicuro con la trasmissione accessibile. Non lavorare mai sotto un veicolo sostenuto solo da un martinetto.
• Pinza per anelli elastici (interni ed esterni): La maggior parte dei giunti a U utilizzano anelli elastici o clip a C per trattenere i cappelli dei cuscinetti nella forcella. Le pinze per anelli elastici interni rimuovono i fermagli dall'interno del foro della forcella.
• Set di bussole (attacco 1/4", 3/8" e 1/2"): Avrai bisogno di bussole per rimuovere i bulloni di montaggio dell'albero di trasmissione e da utilizzare come coppe di pressione quando si estraggono i cappelli dei cuscinetti.
• Chiave dinamometrica: Necessario per reinstallare i bulloni dell'albero di trasmissione secondo le specifiche corrette, in genere 15–20 piedi-libbre per berretti con cinturino and 55–65 piedi-libbre per bulloni flangiati , anche se le specifiche variano a seconda del veicolo.
• Martello e pugno o deriva: Utilizzato per estrarre i cappucci dei cuscinetti ostinati dopo la rimozione degli anelli elastici o per posizionare nuovi cappucci se non è disponibile una pressa.
• Olio penetrante (ad es. PB Blaster o WD-40 Specialist): Applicare sulle scanalature degli anelli elastici e sulle aree dei cappelli dei cuscinetti 15–20 minuti prima dello smontaggio per eliminare la corrosione sui veicoli più vecchi.
• Pennarello o scriba a vernice bianca: Per contrassegnare l'orientamento della fase dell'albero di trasmissione prima della rimozione: fondamentale per il bilanciamento del riassemblaggio.
• Spazzola metallica e detergente per freni: Per pulire i fori del giogo prima di installare il nuovo giunto a U.

Parti da acquistare

• Giunto a U di ricambio: Abbina per anno, marca e modello del veicolo oppure misurando il giunto a U esistente, in particolare il diametro del cappuccio e la distanza tra i centri del cappuccio (dall'esterno all'esterno dei cappucci su entrambi gli assi). Le dimensioni comuni includono Serie Spicer 1310, 1330 e 1350 utilizzato sulla maggior parte dei camion e SUV americani.
• Anelli elastici di ricambio: Molti kit di giunti a U includono nuovi anelli elastici. Usa quelli nuovi: i vecchi anelli elastici potrebbero non posizionarsi correttamente dopo essere stati rimossi.
• Bulloni dell'albero di trasmissione (opzionali ma consigliati): Se il tuo veicolo utilizza cappelli dei cuscinetti del tipo a cinghia con bulloni piccoli, sostituiscili con nuovi componenti hardware durante il rimontaggio: i bulloni sono a coppia di snervamento e non devono essere riutilizzati.

Riferimento alle dimensioni del giunto a U: serie e dimensioni comuni

I giunti a U sono venduti con la designazione della serie in base alle loro dimensioni fisiche. La tabella seguente copre le serie Spicer più comuni utilizzate su autocarri leggeri, SUV e veicoli ad alte prestazioni in Nord America:

Passo dopo passo: come cambiare un giunto a U

La seguente procedura riguarda la sostituzione del giunto a U dell'albero di trasmissione posteriore standard su un camion o SUV a trazione posteriore o quattro ruote motrici: il lavoro del giunto a U fai-da-te più comune. I giunti a U dell'assale anteriore seguono principi simili ma richiedono passaggi aggiuntivi per la rimozione del mozzo e del semiasse.

Passaggio 1: sollevare e sostenere il veicolo in sicurezza

Bloccare le ruote anteriori, inserire il freno di stazionamento e posizionare la trasmissione in folle in modo che l'albero di trasmissione possa ruotare liberamente. Sollevare la parte posteriore del veicolo con un martinetto posizionato sotto l'alloggiamento dell'assale posteriore, quindi sostenere il veicolo due supporti jack nominali posizionati sotto le guide del telaio . Abbassare leggermente l'asse sul martinetto in modo che l'albero motore penda liberamente e si abbia spazio di lavoro.

Passaggio 2: contrassegnare l'orientamento della fase dell'albero di trasmissione

Prima di rimuovere qualsiasi cosa, utilizzare un pennarello o un graffietto di vernice bianca per segnare la relazione tra la forcella dell'albero di trasmissione e la flangia del differenziale e tra entrambe le sezioni dell'albero di trasmissione in corrispondenza del cuscinetto del supporto centrale, se presente. La reinstallazione dell'albero di trasmissione sfasato anche di una sola posizione della scanalatura può causare forti vibrazioni che richiede una correzione completa del bilanciamento dell'albero di trasmissione per essere riparata.

Passaggio 3: rimuovere l'albero di trasmissione

Rimuovere i bulloni dall'albero di trasmissione al differenziale: in genere quattro bulloni da 12 mm o 8 mm sui cappucci a cinghia o quattro bulloni flangiati. Sostenere manualmente l'albero di trasmissione quando fuoriesce l'ultimo bullone, quindi far scorrere l'estremità anteriore dell'albero all'indietro fuori dal giogo scorrevole dell'alloggiamento della coda della trasmissione. Tappare l'uscita della trasmissione con uno straccio pulito per evitare perdite di fluido. Posizionare l'albero motore su un banco da lavoro.

Passaggio 4: rimuovere gli anelli elastici

Esaminare il giogo del giunto a U. Vedrai quattro cappucci dei cuscinetti, uno in ciascun braccio della forcella, trattenuti da anelli elastici interni posizionati in scanalature all'interno del foro della forcella o da clip a C esterni sulla parte esterna del cappuccio. Utilizzare le pinze per anelli elastici interni per comprimere gli anelli elastici e farli uscire dalle scanalature. Applicare olio penetrante e lasciarlo in ammollo per 15 minuti se gli anelli elastici sono corrosi e rigidi. Non saltare la rimozione di tutti e quattro gli anelli elastici prima di tentare di estrarre i cappucci — tentare di premere un cuscinetto coperto mentre l'anello elastico è ancora in sede danneggerà l'alesaggio della forcella.

Passaggio 5: estrarre i vecchi cappucci dei cuscinetti

Posizionare la forcella in una morsa da banco o in una pressa idraulica. Utilizzare una presa leggermente più piccola del diametro del foro del cappello del cuscinetto come coppa di ricezione su un lato e una presa più grande che prema contro la faccia del cappello del cuscinetto opposto sull'altro lato. Quando si stringe la morsa o si attiva la pressa, il cappuccio sul lato della tazza ricevente viene inserito nella presa più grande e fuoriesce. Ruotare il giogo di 180 gradi e ripetere l'operazione per rimuovere il cappuccio opposto. Ripetere per il secondo asse.

Se un cappuccio è estremamente ostinato a causa della corrosione, riscalda l'orecchio del giogo con una torcia a propano per 20–30 secondi: il giogo si espande leggermente e rilascia il cappuccio. Non applicare calore al cappello del cuscinetto stesso , poiché ciò danneggerebbe i cuscinetti ad aghi all'interno e potrebbe causare il grippaggio permanente del cappuccio.

Passaggio 6: pulire i fori del giogo

Una volta rimossi tutti e quattro i tappi e liberata la vecchia crociera del giunto a U, ispezionare attentamente i fori della forcella. Utilizzare una spazzola metallica e un detergente per freni per rimuovere tutta la ruggine, la corrosione e i detriti dall'interno dei fori. Verificare la presenza di scanalature o danni nelle pareti del foro: un foro leggermente scanalato è accettabile; un foro profondamente inciso o non circolare indica che la forcella deve essere sostituita. Pulire accuratamente le scanalature degli anelli elastici con uno strumento di prelievo per garantire che i nuovi anelli elastici siano completamente inseriti.

Passaggio 7: preparare e installare il nuovo giunto a U

Rimuovere il nuovo giunto a U dalla sua confezione. Lasciare in posizione i fermagli o le fascette di fissaggio in plastica: trattengono i cuscinetti ad aghi all'interno dei cappucci durante l'installazione e cadono una volta che i cappucci vengono premuti nel giogo. Non pre-ingrassaggio i cuscinetti ad aghi prima dell'installazione — sono preconfezionati dalla fabbrica e l'aggiunta di grasso in questa fase può forzare i cuscinetti fuori posizione.

Avvia il ragno nel giogo su un asse. Premere un cappello del cuscinetto nel foro della forcella fino a quando non è a filo o leggermente al di sotto del livello, quanto basta per esporre la scanalatura dell'anello elastico. Installare l'anello elastico. Capovolgi la forcella e premi il cappuccio opposto, quindi installa l'anello elastico. Ripetere il processo sul secondo asse. Battere leggermente ciascun tappo con un martello dopo l'installazione per garantire che gli anelli elastici siano completamente inseriti nelle rispettive scanalature: un tonfo sordo (non un anello metallico) conferma che l'anello elastico ha toccato il fondo.

Passaggio 8: controllare il movimento del giunto a U e il grasso, se applicabile

Una volta installati tutti e quattro i cappucci e dotati di anello elastico, flettere manualmente il giunto a U attraverso tutta la sua gamma di movimento. Dovrebbe muoversi agevolmente con una leggera pressione delle dita e senza intoppi, rugosità o punti stretti. Un giunto a U vincolante dopo l'installazione di solito significa che il cappuccio del cuscinetto è leggermente inclinato: rimuovere il cappuccio interessato e reinstallarlo diritto. Se il tuo nuovo giunto a U ha un raccordo per grasso, inietta grasso fresco finché non inizia a trasudare leggermente da tutti e quattro i cappucci, confermando che tutte le cavità dei cuscinetti sono riempite.

Passaggio 9: reinstallare l'albero di trasmissione

Far scorrere la parte anteriore dell'albero motore nuovamente nel giogo di scorrimento della trasmissione, allineando i segni di fase. Allineare la forcella posteriore alla flangia del differenziale utilizzando i segni tracciati al punto 2. Installare nuovi bulloni o cinghie dell'albero di trasmissione e serrare secondo le specifiche del produttore, comunemente 15–20 piedi-libbre per bulloni a cinghia e 55–80 piedi-libbre per bulloni flangiati , ma verifica sempre nel manuale di servizio del tuo veicolo. Rimuovere lo straccio dall'uscita della trasmissione, abbassare il veicolo e rimuovere i cavalletti.

Passaggio 10: prova su strada

Guida il veicolo attraverso una serie di velocità (strade di superficie e autostrada) e prova l'accelerazione, la decelerazione e il cambio tra guida e retromarcia. Tutti i rumori metallici, i cigolii e le vibrazioni associati al giunto a U guasto dovrebbero essere completamente scomparsi. Se la vibrazione persiste, ricontrollare l'orientamento della fase dell'albero di trasmissione e verificare che tutti gli anelli elastici siano completamente in sede.

Costo di sostituzione del giunto a U: fai da te vs. negozio

Comprendere la differenza di costo tra svolgere il lavoro da solo e portarlo in un negozio ti aiuta a prendere una decisione informata:

Per la maggior parte dei proprietari di camion e SUV che effettuano la propria manutenzione, l'approccio fai-da-te si ripaga da solo al primo lavoro e la cartella stampa è riutilizzabile per ogni futura sostituzione del giunto cardanico. L'unico caso in cui è chiaramente preferibile una visita in officina è quando i fori della forcella sono danneggiati , l'albero di trasmissione richiede il bilanciamento dopo la sostituzione oppure i giunti a U dell'assale anteriore richiedono lo smontaggio completo del mozzo.

Quanto durano i giunti a U e quando sostituirli?

La durata utile del giunto cardanico varia notevolmente a seconda dell'uso del veicolo, delle abitudini di manutenzione e delle condizioni operative:

• Utilizzo autostradale standard con ingrassaggio regolare: 100.000–150.000 miglia sono ragionevoli per un giunto a U lubrificabile che viene sottoposto a manutenzione ogni 5.000–7.500 miglia.
• Giunti a U sigillati (non ingrassabili): In genere dura 80.000-120.000 miglia in condizioni di guida normali prima che il grasso di fabbrica si rompa.
• Veicoli fuoristrada, trainanti o sollevati: I giunti a U in queste applicazioni sono soggetti ad angoli e carichi di sollecitazione più elevati e potrebbero dover essere sostituiti ogni 30.000–60.000 miglia , in particolare sui semiassi anteriori che operano ad angoli ripidi a causa del sollevamento delle sospensioni.
• Ingrassaggio trascurato: Un giunto a U ingrassabile che non viene mai sottoposto a manutenzione può guastarsi in sole 20.000-40.000 miglia poiché i cuscinetti ad aghi si seccano e sviluppano vaiolature per corrosione.

Come migliore pratica, ispezionare i giunti a U visivamente e al tatto, afferrando l'albero di trasmissione e controllando il gioco, ogni volta che il veicolo si trova su un ascensore per un cambio dell'olio. Sostituire in modo proattivo al primo segno di gioco percettibile o di fuoriuscita di ruggine dai cappelli dei cuscinetti anziché attendere sintomi udibili. Un giunto a U che si separa completamente a velocità autostradale può causare danni catastrofici al pavimento del veicolo e alle linee dei freni e diventa un serio pericolo per la sicurezza.

Errori comuni di sostituzione del giunto a U e come evitarli

Anche gli hobbisti con esperienza meccanica commettono questi errori durante la sostituzione del giunto cardanico. Conoscerli in anticipo fa risparmiare tempo e impedisce un lavoro di rimonta:

1. Non segnare la fase dell'albero di trasmissione prima della rimozione. Reinstallare l'albero di trasmissione ruotato anche di una scanalatura rispetto alla sua posizione originale crea uno squilibrio che provoca vibrazioni indistinguibili da un giunto a U difettoso. Contrassegnare sempre prima di rimuovere.
2. Lasciare gli anelli elastici in posizione durante la pressione. Tentare di premere il cappello del cuscinetto mentre l'anello elastico è ancora in sede graffierà il foro della forcella e potrebbe danneggiare permanentemente la forcella. Confermare che tutti e quattro gli anelli elastici siano stati completamente rimossi prima di iniziare la pressatura.
3. Installazione di un giunto a U vincolante. Un giunto a U appena installato che si blocca in qualsiasi posizione non è installato correttamente, in genere perché il cappuccio del cuscinetto è stato premuto leggermente inclinato. Un giunto a U vincolante si guasterà prematuramente e potrebbe causare vibrazioni anche se è nuovo di zecca. Controllare sempre il movimento regolare e libero attraverso l'intera gamma di movimento prima di reinstallare l'albero di trasmissione.
4. Gli anelli elastici non sono posizionati completamente. Un anello elastico che non rientra completamente nella sua scanalatura fuoriuscirà sotto carico, rilasciando il cappello del cuscinetto e causando il guasto immediato del giunto a U. Dopo aver premuto ciascun cappuccio, picchiettare con decisione la forcella e verificare che l'anello elastico sia posizionato a filo nella sua scanalatura.
5. Utilizzo della serie di giunti a U sbagliata. L'installazione di un giunto a U della serie 1310 in una forcella progettata per un 1350 è un errore comune quando si ordina in base all'applicazione del veicolo anziché alla misurazione. Il diametro del cappuccio più piccolo sarà allentato nel foro. Fare sempre un riferimento incrociato con le misure del diametro del cappuccio e della larghezza del vecchio giunto a U.
6. Ingrassare eccessivamente un nuovo giunto a U. Il pompaggio di grasso eccessivo in un nuovo giunto a U può far esplodere le guarnizioni dei cuscinetti, contaminando i cuscinetti ad aghi e provocando guasti prematuri. Ingrassare finché non inizia a trasudare da tutti e quattro i tappi, quindi fermarsi.