ЭКСПЕРТИЗАО ПОЛЬЗЕ ГРАМОТЫ ИЛИ ДЕРЖИ КАРДАН ШИРЕ"Полудюймовые" карданы испытывают Михаил КОЛОДОЧКИН и Вадим КРЮЧКОВ. Когда проклятый болт, который нужно открутить, прячется где-то вне поля "прямого попадания" - рукой нащупал, а ключ не пролезает, на помощь приходит карданный шарнир к торцевому ключу или, попросту, кардан. Он протиснется куда надо, изловчится и образумит упрямца. Очень полезная и простая вещица, этот кардан... подверглись обе полумуфты с внутренним и наружным квадратными отверстиями, а также соединительный квадрат и пальцы шарниров. Международные стандарты кратки твердость должна быть не ниже 48 единиц HRC. Тип материала они не оговаривают, а лишь рекомендуют использовать высоколегированную хромованадиевую стями, экзамена на отлично не выдержал ни один из них. ВСЕ ХОРОШО... ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ПУСТЯКА В армии главное - физическая подготовка, а не партполитработа. Понятно, что и карданы должны заниматься своим делом - уметь откручивать и закручивать болты и гайки. И если они с этим справятся, то все остальное можно, в общем-то,Таблица 1№1 Производитель "Гедоре", Германия23-25"Штальвилле", Германия 18-21наН»3"Хайнен", Германия 14-17№"Факом", Франция 25-28№"Стэнли", Англия 9-10№6"Олимпия", США-ТайваньШ7"Метринч",Безымянный, ПольшамСША15-20Стоимость, у. е.6-7UHAПриступая к экспертизе 11 шарниров с размером стороны присоединительного квадрата 12,5 мм, мы не предвидели особых осложнений - и не такое испытывали. Поначалу все шло обычным чередом. Карданы сфотографировались для табл. 1 и отправились сдавать экзамен по геометрии. ЭКЗАМЕН ПО ГЕОМЕТРИИ Геометрию карданов у нас и "за бугром" трактуют примерно одинаково. Идеальный кардан изображен на рисунке. На первый взгляд, результаты показались заурядными. Такие величины, как диаметр наружного цилиндра или длина шарнира, довольно легко укладывались в отведенные рамки и навевали мысли о напрасной трате времени. Размеры стороны присоединительного квадрата также легко легли на бумагу - только "Метринч" как всегда, продемонстрировал особое мнение, отклонившись от DIN на 0,05 мм. ПРОВЕРКА ТВЕРДОСТИ Проверялись как твердость элементов шарниров, так и материал, из которого они сделаны. Испытаниямсталь. Наши ГОСТы поконкретнее - от стали 40ХФА они требуют 46,5-51,5 единицы, а от 40Х - 41,5-46,5 единицы. Полностью провалилась поделка № 8 из Польши, отдельные элементы которой показали твердость 22-23 единицы. Представители СНГ также не блеснули № 9-11 по отдельным позициям оказались на уровне 29-35 единиц. Американо-тайваньский участник № 6 оказался слаб своим квадратом - всего 27 единичек. Остальные карданы выглядели неплохо, хотя полностью, всеми своими ча-простить. Но тут прогремел гром среди ясного неба... Первая же участница - красавица "Гедоре" - провалилась с треском! Вернее сказать, не с треском, а с остаточной пластической деформацией: до треска дело пока не дошло. Полуживую "немку" сгоряча решили дисквалифицировать, однако ее подруги по команде взмолились о пощаде еще раньше! Вслед за ними "потекли" все 11 карданов (!) - такого мы не ожидали. Озадаченные эксперты шуршали ГОСТами, учебниками и пособиями ошибок не было... В результате дискваТакичдолжен быть кардан согласно лификацию отменили, а испытания доветребованиям DIN. ли до конца - будь что будет. Так появилась табл. 2. \ Мозговой штурм проблемы закон1 чился следующим выводом: хороший & шарнир, подобно настоящему каратисту, должен уметь передавать нагрузку 1 всеми частями своего организма. Малейшее "прославление" хотя бы в одной Минимальный Размер стороны d. /, позиции сводит на нет старания всех нагрузочный присоединительного мм, мм, остальных. А раз так, то придется вновь макс момент, Нм квадрата, мм макс вернуться к уроку геометрии и повни12.5 80 284 28 мательнее разобраться в тех цифрах иН146ЗР 6/99СвоимиСшшми14 •картинках, которые поначалу казались малозначащими. Экспертиза потихоньку переросла в увлекательный детектив. Выяснилось, что путешествие шарнира от рисунка в документах DIN до потребителя протекало под привычным нам лозунгом "И так сойдет..." Сначала педантичный немец аккуратно внес в чертеж все необходимые штрих-пунктирчики и радиусочки, указал место для стягивающей двусторонней заклепки и обозначил пару основных размеров в надежде на то, что коллеги додумают все остальное - в конце концов, стандарт должен быть кратким. И если бы эти самые коллеги не изо14,5 мм, а габариты квадрата - от 12 на 12 до 14 на 14 мм... Кстати, бедную ось обманули еще один раз - фактическая длина рабочей части отверстия, контактирующего с ней, составила в разных карданах от 10 до 12,8 мм вместо нужных 14. О чем тут говорить? "Проникновенье по планете" нашенского "авось" привело к следующему реальному алгоритму работы недоделанных карданов. Сначала первая полумуфта начинает сминать ось, передавая через нее 1 момент на соединительный "квадрат .' Ось деформируется, стараясь выскочить из проушин, и кое-как доводит до них "квадрат; который радостно берется за дело и разводит проушины. Все происходит на сплошных "люфтах" - здесь согнулось, достало до того, там тоже изогнулось и т. п. Вот и скручиваются бедняги на десяток с лишним градусов вместо положенных 2,5. А целого "беззазорного" организма не получилось - отсюда и провал. Пользоваться некоторыми шарнирами в общем-то можно. Остаточная пластическая деформация не ведет к отказу инструмента - сразу можно и не заметить. Кроме того, высокие нагрузки по статистике встречаются значительно реже, чем средние. Впрочем, итоговую оценку ставят эксперты (табл. 3). Таким образом, в наших "гонках на выживание" побеждает № 1 - шарнир фирмы "Гедоре": уважение к требованиям стандарта сыграло свою роль. Вторым финиширует № 2 из команды "Штальвилле", третьим - № 4 из фирмы "Факом". Хуже всех оказался польский "самозванец", отодвинувший с последнего места "наших". Спасибо и на этом... Редакция благодарит центр сертификации АНО ЦС "Инструмент" при АО "ВНИИинструмент" за помощь в подготовке статьи.' MOMEПараметрыНорма№1110№273№9 Ш10 Новосибирск, Безымянный, Безымянный, Россия Борисов, Новосибирск, Белоруссия Россия 1fi-1$ 1fi-1fi 1fi-1fiбретали велосипед, а хотя бы слепо повторили все рекомендации DIN, то все было бы нормально. Но - увы... Например, отечественный ГОСТ зачем-то уменьшил максимальный диаметр цилиндра с 28 мм до 25, а "немецкую" двустороннюю заклепку заменил обыкновенной осью! Что тогда ждать от изготовителей? Конструктивные параметры При ближайшем рассмотрении и показатели (в порядке выяснилось: только фирма "Гедозначимости! ре" заложила в свой кардан (№ 1) Материал деталей правильную ось - двустороннюю Термообработка элементов заклепку с диаметром оси 6 мм. (твердость). HRC Размер стороны соединительного Остальные разработчики почемуквадрата то применили запрессованные Диаметр осей шарниров пальцы, трубчатые шпильки и даЗазор в сочленении "квадратпроушина" же винты с потайными головками, Диаметр полумуфт хотя совершенно очевидно, что Длина рабочего участка отверстия только заклепка в состоянии нав "квадрате", контактирующего с осью и передающего момент дежно стягивать проушины полуОтсутствие лишних проставочных муфты. Расстояние между проэлементов в сочленении 'квадрат ушинами должно быть таким, чтопроушины - ось', снижающих прочность бы соединительный квадрат плотно "вползал" между ними, снимая с Конструкция оси оси значительную долю нагрузки. Сумма Ау нас получилось следующее: Коэффициент оптимальности между проушинами - от 13,2 до (в долях от "идеала") 15 СвоимиСшшмиМомент начала упругопластической 284 деядамации. Н м Наличие упругопластических и остаточных Не допластических дефорпускамаций при минимальется ном испытательном моменте Мисп=280 Нм Момент наступления Не чортекучести шарнира, мируН-м ется Момент, при котором наступает: - неработосгтэбностъ 280 - разрушение Сохранение работоспособности шарнира + при Мисп=280 Н-м++i204220 274РИТИЧ1211+330 350№6 68№7 70№8 60№9 80№1019085Разрушение+++РазрушениеРазрушениеРазрушение+357352394282290260260270300380368 408394290 331308 390276 311260270 320290 361++-++-+/----+/-) OE Рекомендация стандартов и инженерной теории 40ХФА 46-52 14 мм 6 мм 0-0,029 мм 2В мм (DIN) 14 мм Дополнительные элементы не рекомендуются Двусторонняя заклепка. стягивающая проушины Максимальный коэффициент №1 №2 №3 эффективностиЮПИ91№5 №6 №7 №8 №9№11281 11111111111030,810,9 0,7 0,7 0.7 0.91 10.8 0.70.9 0,9 0,3 0.5 0,7 0.7 0,70.6 0,6110.8 0.6 0.410.61 110,6 о: 0.7 0.6 0,7 0,611060,5 0.6 0.3 05 0.20,6 0/0.3 0.3с.з 0.5 0.5 0.30.6 0.4 С5 0.4 I ( 0.7 0,6 0,5 0,810,8 0,6 0.6 0.8 0,60.8 0,610,5 0.5 0.5 0,5 0.50.5 0.5 0.5 0,50.5 0.51 9110,800,5 0.50.5 0.8 О 0.5 Д 6.2 6.2 4,7 6.00.5 05637,3 6,7 5,0 6.4 5,65,30.81 0,74 0.56 0.71 0.62 0.69 0,69 0 52 0 67 0,70 059ЗР 6/99147