Крестовина относится к основным деталям карданного вала. Именно от неё во многом зависит, сколько времени прослужит карданная передача. На рынке автомобильных деталей предлагаются крестовины как от самых известных, так и от недавно заявивших о себе производителей и поставщиков. Стоит учитывать, что крестовины с одним и тем же типоразмером способны иметь совершенно разные конструктивные особенности, качество и цену.
Вопрос, как правильно выбрать крестовину и на что обратить особое внимание, часто задают не только автолюбители, но и мастера, занимающиеся ремонтом карданных передач. Любители экономить предпочитают дешёвый вариант с деталями низкого качества. Правильно ли они поступают? По каким параметрам следует выбирать крестовину?
Чтобы получить точный ответ, сначала надо разобраться в составных элементах крестовины. В её конструкцию входят три детали: сама четырёхшипная крестовина, четырёхигольчатые подшипники и уплотняющие детали.
Внешняя обойма для подшипника — стакан, а внутренняя — шип крестовины. Надёжную защиту от влажности, пыли и смывания смазки обеспечивают специальные элементы из эластичного материала. Это уплотнитель-манжета и пыльник. Некоторые конструктивные варианты включают шайбу-упор. Она нужна для того, чтобы направлять шиповой выступ крестовины в донце стакана.
Сами стаканы можно зафиксировать во фланцевых и вилочных пазах следующим образом:
- применяя специальные стопорящие кольца, которые могут располагаться внутри и снаружи;
- используя прижимающие крышки;
- с помощью так называемой «локальной деформации». Такой метод предполагает, что крепёжные элементы зачеканивают в пазы.
Насколько качественно изготовлена крестовина, определяется несколькими способами. В первую очередь производят внешний осмотр. Главными признаками некачественной продукции считаются: асимметричная форма а также явные поры на литых элементах, небрежная шлифовка деталей, различные дефекты уплотнения.
О высоком качестве продукции говорит соответствие всех её параметров стандартам. Детали, поступающие от иностранных изготовителей, проходят сертификацию на соответствие отечественным стандартам. Качество крестовин оценивают, исходя из технических требований, установленных ГОСТами.
Параметры, которым придаётся особое значение, — это габариты и архитектура подшипников. Они должны туго и без движения сидеть во фланцевых и вилочных отверстиях при соблюдении необходимого диаметра стакана. Места посадки под стаканы обрабатываются по седьмому квалитету H7. Поля допуска для стаканов n6 или p6. В таком случае гарантируется, что стакан подшипника будет сидеть с натяжением.
Отклоняться по форме цилиндра нормативы разрешают не больше, чем на 6 тысячных миллиметра. Иных показателей могут достигать те стаканы, которые изготавливаются на штамповочных линиях. Такие детали отличаются тем, что они конусовидные, причём конусная основа находится возле уплотняющей манжеты. Конусность зависит от диаметра стакана. Она необходима для того, чтобы компенсировать разную жёсткость стаканов по длине. Запрессованный в посадочные отверстия стакан получает форму цилиндра, которая и требуется по конструкции.
Невозможно оставить без внимания такие серьёзные технологические характеристики крестовин, как шероховатость и твёрдость рабочих поверхностей шипов. Их допустимые значения — 0,63 мкм и от 58 до 65 соответственно. Эти показатели определяют износостойкость крестовины.
Чтобы провести анализ качества, мы предложили на рассмотрение по две-три детали популярных брендов, представленных на отечественном рынке.
Если посмотреть на полученные результаты, видно, что показатели исследуемых параметров большей части крестовин прописаны в технических условиях. Несоответствия по степени цилиндричности выявлены у нескольких брендов. В их числе даже такие известные производители как, например, EDH. Причём параметры превысили допустимые значения в два-три раза. Выявлено также значительное превышение степени шероховатости у продукции HD Parts.
Конструктивные особенности уплотнений заметно различаются. Самый простой тип — когда эластичное кольцо надевают непосредственно на шиповой элемент или в обойму, на него надетую. Благодаря кольцу герметизация обеспечена лишь по торцу. Подобная конструкция подходит только для малогабаритных изделий, где размеры стакана не больше 30 мм. Желательно приобретать изделия в другом исполнении, так как в данном случае обойма не позволяет уплотнениям выдавливаться из стыка и оберегает их от повреждений.
Существуют и неудачные конструктивные версии уплотнений крестовин. Для примера можно привести торцевое уплотнение крестовин компании JAB. В качестве уплотнителя используется кольцо из твёрдой резины, устанавливаемое в корпусе, изготовленном методом штампования. Уплотняется стык с помощью очень узкого кольцевого элемента. Его ширина составляет всего 0,8 миллиметра.
Размерная цепь крестовины просчитывается по такому принципу, чтобы между шипным креплением и дном образовывался зазор. Это приводит к тому, что торцевой упор проходит по окружности манжеты и торцевому концу стакана. Торцевая поверхность стакана на участке соприкосновения с манжетой получается слишком узкой, что ведёт к очень большим удельным нагрузкам. В результате поверхность манжеты намного быстрее изнашивается, в крестовине появляется заметный осевой зазор, а шарнир ломается.
Конструктивные особенности уплотнительного узла можно назвать совершенными и надёжными в том случае, когда уплотнение обеспечено монолитной манжетой особой формы и в осевой, и в круговой проекции.
Многие производители предлагают крестовины с комбинированным уплотнительным узлом, деталями которого являются пластиковое кольцо и эластомерная манжета. В качестве торцового уплотнения выступает пластиковое кольцо. Эластомерная манжета служит для того, чтобы обеспечивать уплотнение подшипника в радиальном направлении. Количество уплотняющих кромок — от 1 до 3.
Один из самых надёжных вариантов представлен сочетанием двухкромочной радиальной манжеты с торцевым лабиринтным уплотнением. Это сочетание необходимо для тяжелонагруженных крестовин, которые оснащены подшипниками некоторых марок.
От того, насколько качественно произведена обработка поверхности крестовины, сочетающаяся с применением уплотнительных деталей, зависит крепость уплотнительных узлов подшипников крестовины. В ТУ указано, что шероховатость поверхностей под уплотнения составляет 1,25 мкм.
На практике многие производители стараются обойти этот норматив. Зачастую оказывается, что поверхности на крестовине под манжету обработаны очень грубо и даже с существенным смещением. Если манжетное уплотнение соприкасается с плохо обработанной поверхностью крестовины, то рабочие части уплотнительных деталей моментально изнашиваются, нарушается герметичность уплотнительного узла, а карданный шарнир отказывает раньше времени.
Моментальный и неожиданный отказ шарнира происходит и в том случае, когда уплотнительная поверхность крестовины расположена асимметрично и имеет неравномерную ширину.
Восстанавливая карданные валы, мастера часто встречаются с такой проблемой, как невозможность установить крестовину в вилку или фланец. Это свойственно продукции некоторых производителей и происходит по двум причинам: • форма отливки крестовины не похожа на оригинальную, она заметно «полнее»; • на шиповых элементах отсутствуют заходные лыски.
Для карданов некоторых автомобилей марки Scania и ряда грузовых авто из Северной Америки крестовины предлагаются в комплекте с подшипниками, которые прессуются в бугели. С их помощью крестовины соединяются с фланцами. Когда карданный вал собирают, необходимо обеспечить правильное положение крестовин относительно фланцев при помощи центрирующих поверхностей бугелей (угол наклона поверхностей составляет 4,50).
Сохранить требуемую точность позиционирования и надёжную посадку крестовин во фланцах можно, если центрирующие поверхности бугелей обработаны с высочайшим качеством.
Если изучить техническое состояние предлагаемых крестовин, можно увидеть, что во многих случаях центрирующие поверхности бугелей отделаны грубовато. Эти изделия обработаны фрезерованием и с использованием пескоструйной технологии.
По тому, как пополняется смазка в процессе эксплуатации карданных передач, крестовины делятся на два вида:
- обслуживаемые — смазку можно восполнять в процессе эксплуатации;
- не нуждающиеся в техническом обслуживании — возможности восполнения смазки не предусмотрено.
Внутрь крестовины, не нуждающейся в техническом обслуживании, закладывают такое количество смазки, чтобы её хватило на полный период работы карданной передачи.
Если деталь подходит для обслуживания, её смазывают через определённый период времени при помощи пресс-маслёнок. Они находятся прямо в центре детали или по периметру между шиповыми элементами. Могут быть установлены также в стаканах подшипников — в одном, двух или во всех четырёх.
Решая проблему выбора крестовины, многие покупатели предпочитают торговые марки, которые у всех на слуху. Но нужно помнить, что наименование, написанное на упаковке товара, часто не соответствует тому, что находится внутри. Бывает, что знаменитый бренд оказывается всего лишь упаковщиком продукции от других производителей. В таком случае на деталях не будет указана маркировка изготовителя. Изделия от известных и проверенных брендов всегда промаркированы, поэтому маркировку следует искать не на упаковке, а на самих деталях.
Положительный результат ремонта карданных валов во многом зависит от качества комплектующих, поэтому очень важно выбирать высококачественные детали.
Как подобрать крестовину?
Отвечая на этот вопрос, мы можем дать следующие рекомендации:
- Очень важно знать размеры и форму стаканов подшипников. Диаметр стакана подбирают так, чтобы он способствовал плотному вхождению подшипников в отверстия фланцев и вилок, овальность стаканов составляет не более 6 тысячных миллиметра.
- Следует особенно тщательно рассмотреть, как обработаны шипы крестовины. Никаких рисок и забоин не допускается. Кроме того, должны отсутствовать повреждения от грубой механической обработки.
