A اتصال با سرعت ثابت بین جعبه دنده و توپی چرخ قرار می گیرد و قدرت چرخشی را با سرعت زاویه ای ثابت منتقل می کند، حتی اگر حرکت سیستم تعلیق زاویه حرکت را تغییر دهد. بر خلاف یک اتصال جهانی، که نوسانات سرعت را هنگام کار در یک زاویه ایجاد می کند، یک اتصال CV که به درستی مهندسی شده است، تحویل گشتاور صاف را از طریق قفل فرمان و فشرده سازی تعلیق به طور یکسان حفظ می کند. به همین دلیل است که پلتفرم های دیفرانسیل جلو و تمام چرخ متحرک تقریباً به طور کامل به جای طراحی های قدیمی به سبک کاردان به اتصالات CV متکی هستند.
برای مهندسان و تیم های تدارکاتی که جایگزینی یا قطعات OEM را تامین می کنند، فرآیند انتخاب به ندرت به سادگی تطبیق شماره قطعه است. وزن وسیله نقلیه، گشتاور خروجی، محدوده مفصل بندی و چرخه وظیفه، همگی شکل هندسه مفصل، طراحی قفس و مواد صندوق عقب را در میدان نگه می دارند. انتخاب نادرست فقط عمر مفید را کوتاه نمی کند. می تواند باعث ایجاد لرزش، تغییر احساس فرمان و در موارد شدید، خرابی پیشرانه در سرعت بزرگراه شود.
این راهنما از طریق معیارهای فنی که یک اتصال قابل اعتماد را از اتصالی که زودتر از موعد خراب می شود جدا می کند، شامل انواع اتصالات، علم مواد، تشخیص سایش، ارزیابی تامین کننده و محاسبات هزینه ای است که در طول عمر ناوگان یا دوره تولید اهمیت دارند.
طرح پیشرانه همچنین الگوی باری را که هر مفصل در طول عمر خود می بیند شکل می دهد. یک سدان دیفرانسیل جلو عمدتاً از مفاصل بیرونی خود میخواهد که گشتاور ثابتی در زوایای فرمان متوسط داشته باشند، در حالی که یک کراس اوور جمعوجور با فاصله بین دو محور کوتاهتر و شعاع چرخش باریکتر، همان مفاصل را به حداکثر حد مفصل خود به صورت روزانه نزدیکتر میکند. سیستم های چهار چرخ متحرک و پاره وقت چهار چرخ متحرک متغیر دیگری را اضافه می کنند، زیرا نسبت های تقسیم قدرت و دیفرانسیل های قفل کننده می توانند به طور لحظه ای سهم بسیار بیشتری از گشتاور را از طریق یک محور منفرد نسبت به پلتفرم دیفرانسیل جلو قابل مقایسه ای که تا به حال شاهد آن هستند، عبور دهند. درک محل قرارگیری یک وسیله نقلیه یا برنامه ناوگان معین در این طیف، اولین گام عملی قبل از مقایسه شماره قطعات یا قیمتهای عرضهکننده است، زیرا میدان را به خانوادههای مشترکی که در واقع برای آن ترکیب بار و زاویه طراحی شدهاند، محدود میکند تا آنهایی که صرفاً با الگوی پیچ مطابقت دارند، و در زمان بعدی در فرآیند ارزیابی صرفهجویی میشود.
هر محور محرک از دو اتصال با کار متفاوت استفاده می کند. اتصال بیرونی، نزدیک ترین به چرخ، باید زوایای فرمان بزرگ اما حرکت محوری بسیار کمی را کنترل کند. اتصال داخلی، نزدیکتر به گیربکس، زاویه کمتری را کنترل می کند، اما باید کوتاه شدن و طولانی شدن محور را که در حین حرکت سیستم تعلیق در طول حرکت رخ می دهد، سازگار کند. این دو الزام منجر به ایجاد دو خانواده مشترک گسترده شد.
| نوع مفصل | مکان معمولی | حداکثر بیان | شیرجه محوری |
|---|---|---|---|
| ثابت (به سبک Rzeppa) | خارج از هواپیما | 45 تا 50 درجه | حداقل |
| غوطه ور شدن (به سبک سه پایه) | داخل هواپیما | 20 تا 26 درجه | تا 50 میلی متر |
| غوطه ور شدن دوتایی | داخل هواپیما, high-travel platforms | 22 تا 24 درجه | تا 60 میلی متر |
اتصالات ثابت از آرایش قفس و توپ استفاده میکنند که نقطه مرکزی را ثابت نگه میدارد و در عین حال امکان تغییر زاویه فرمان را فراهم میکند، به همین دلیل است که تقریباً در هر خودروی دیفرانسیل جلو بر کاربردهای بیرونی غالب هستند. در مقابل، مفاصل غوطهور از یاتاقانهای سهپایه یا مسیرهای توپی افست استفاده میکنند که به شفت اجازه میدهند به داخل و خارج بلغزند و تغییرات طول ایجاد شده توسط هندسه تعلیق را بدون انتقال آن حرکت به توپی چرخ جذب کنند.
عدم تطابق این طرح ها، به عنوان مثال نصب یک اتصال کم فرورفتگی بر روی یک برنامه داخلی با یک حرکت تعلیق طولانی، یکی از رایج ترین اشتباهات منبع در کارهای جایگزینی پس از فروش است. اتصال ممکن است به درستی پیچ شود و حتی برای مدت کوتاهی کار کند، اما خیلی زودتر از فاصله زمانی خدمات رتبه بندی شده خود، متصل می شود یا از کار می افتد.
هندسه قفس متغیر دومی است که هنگام مقایسه اتصالاتی که در یک برگه مشخصات یکسان به نظر می رسند، به راحتی می توان از آن چشم پوشی کرد. قفس توپها را در موقعیت خود نگه میدارد و در عین حال به آنها اجازه میدهد تا در مسیرهای خود به هنگام مفصلبندی مفصل بچرخند، و تفاوتهای کوچک در شکل جیب یا زاویه پنجره، نحوه تقسیم بار یکنواخت روی توپ را در زوایای شدید فرمان تغییر میدهد. قفسی طراحی شده با فاصله سخاوتمندانه از پنجره معمولاً خنکتر و بیصداتر در نزدیکی حد اتصال خود کار میکند، که برای وسایل نقلیه جمع و جور که به طور منظم در حین مانورهای با سرعت کم مانند پارک کردن، نزدیک به قفل کامل هدایت میشوند، اهمیت دارد. برعکس، طراحی محکمتر قفس میتواند سفتی پیچشی را به بهای حداکثر زاویه بهبود بخشد، که یک معامله معقول برای پلتفرمهای عملکرد محور است که به ندرت به قفل کامل فرمان نزدیک میشوند اما گشتاور بالایی را مشاهده میکنند.
مسیرهای توپ، قفس و مسابقه داخلی یک اتصال CV تحت بارگذاری نقطه ای مکرر با سرعت چرخش بالا عمل می کنند، بنابراین انتخاب آلیاژ و فرآیند عملیات حرارتی تقریباً بیش از هر متغیر دیگری عمر خستگی را تعیین می کند. اکثر اتصالات با کیفیت از فولاد آلیاژی با کربن متوسط استفاده می کنند که از طریق فرآیندهای القایی یا کربوریزه کردن به سختی سطحی در محدوده 58 تا 62 HRC سخت شده است، در حالی که یک هسته سخت تر و انعطاف پذیرتر برای مقاومت در برابر شکست تحت بارگذاری ضربه ای حفظ می شود.
فراتر از خود آلیاژ، دقت ابعادی در شیارهای توپ تعیین می کند که چگونه بار به طور یکنواخت بین شش یا هشت توپ در یک اتصال معمولی توزیع شود. شیارهایی که خارج از تحمل ابعادی قابل قبول ماشین کاری می شوند، بار را روی تعداد کمتری از نقاط تماس متمرکز می کنند، که باعث تسریع حفره شدن سطح و در نهایت ایجاد صدای کلیک می شود که اکثر رانندگان آن را با اتصال قایق بیرونی مرتبط می دانند. خطوط تولید معتبر هندسه شیار را با تجهیزات اندازه گیری مختصات بر اساس نمونه برداری، نه فقط در بازرسی مونتاژ نهایی، تأیید می کنند.
مشخصات گریس اغلب به عنوان یک فکر بعدی در هنگام منبع یابی در نظر گرفته می شود، با این حال نقش مستقیمی در طول عمر خستگی در کنار متالورژی ایفا می کند. گریس مشترک CV با افزودنی های فشار شدید طراحی شده است که برای حفظ یک لایه محافظ تحت فشارهای تماس بسیار بالا ایجاد شده در رابط توپ به مسیر، شرایطی که گریس شاسی همه منظوره برای تحمل آن ساخته نشده است، طراحی شده است. بسته افزودنی همچنین باید در طیف وسیعی از دما ثابت بماند، زیرا یک اتصال نزدیک اگزوز یا توربوشارژر در برخی طرحبندیهای موتور عرضی میتواند دمای پایدار را بسیار بالاتر از آنچه که یک چکمه در نزدیکی چرخ تجربه میکند، ببیند. بررسی برگه اطلاعات گریس ارائه شده با اتصال، به جای فرض اینکه گریس مارک سازنده معادل است، یک بررسی ساده است که تعداد شگفت انگیزی از اجزای نامرغوب را قبل از نصب پیدا می کند.
ساییدگی مفصل CV پیشرونده است و در بیشتر موارد قبل از شکست کامل قابل تشخیص است. چکمه پاره شده یا ترک خورده اولین و قابل پیشگیری ترین نقطه شکست است، زیرا اجازه می دهد تا گریس از بین برود و آلاینده ها وارد شوند و به طور چشمگیری سایش در مسیرهای توپ زیرین را تسریع کنند.
هنگامی که آلودگی شروع می شود، سایش به جای پیشرفت با یک نرخ ثابت، شتاب می گیرد، که در منحنی شیب نشان داده شده در بالا، زمانی که یک اتصال تقریباً دو سوم عمر مفید خود را سپری می کند، منعکس می شود. قابل اعتمادترین شاخص های میدانی عبارتند از:
بازرسی روتین بوت در طول فواصل سرویس برنامه ریزی شده، تنها راه مقرون به صرفه برای جلوگیری از تعویض کامل مفصل است، زیرا یک بوت به تنهایی معمولاً کسری از مونتاژ کامل هزینه دارد.
یک تکنیک میدانی مفید برای جداسازی مفصلی که باعث ایجاد شکایت نویز میشود این است که خودرو را در یک دایره آهسته و محکم در هر دو جهت در حالی که از پنجره باز گوش میدهید، برانید، زیرا مشکل مفصل بیرونی معمولاً هنگام دور شدن از سمت آسیبدیده صدای بلندتری ایجاد میکند. جداسازی مشکلات مفصل فرورفتگی درونی به تنهایی از طریق گوش سختتر است، و بازرسی خودروی برآمده با چرخ بارگیری و تخلیهشده در حین بررسی بازی در محفظه اتصال معمولاً قابل اعتمادتر از تکیه بر موقعیت صدا در طول آزمایش جاده است. تکنسین هایی که با حجم بالایی از شکایات مربوط به پیشرانه کار می کنند، اغلب یک گزارش تصمیم گیری ساده را نگه می دارند که الگوی نویز، اندازه گیری بازی بارگذاری شده و بدون بار و علت نهایی را به هم مرتبط می کند، زیرا این نوع رکورد داخلی دقت تشخیص را در طول زمان بسیار بیشتر از تکیه بر هر یک از علائم مجزا بهبود می بخشد.
هنگام تعیین یک مشترک برای یک برنامه جدید یا ارزیابی یک مفصل cv خودرو در کاتالوگ تامین کننده، سه معیار عملکرد در عمل بیشترین اهمیت را دارند: حداکثر زاویه مفصل بندی، ظرفیت گشتاور، و رفتار نویز-ارتعاش-سختی در سرعت بزرگراه. نمودار زیر خانواده های مشترک مشترک را در بین این سه عامل بر اساس شاخص نرمال شده رتبه بندی می کند.
مفاصل ثابت بالاترین امتیاز را در شاخص کامپوزیت میگیرند که عمدتاً به دلیل دامنه مفصلی گسترده و امضای NVH کم است که تسلط آنها را در موقعیتهای بیرونی تقریباً در هر سکوی مسافری توضیح میدهد. اتصالات شیار متقاطع مقداری محدوده مفصلی را با بستهای فشردهتر مبادله میکنند که برای کاربردهای با فاصله کم مناسب است، اما به طور کلی استفاده از آنها را به پلتفرمهایی با گشتاور کمتر محدود میکند.
شایان ذکر است که شاخص ترکیبی بالا یک مقایسه مهندسی کلی است تا رتبهبندی قطعات تک تک تامینکنندگان، و عملکرد واقعی هنوز به شدت به کیفیت مواد و تحمل تولید که قبلاً بحث شد بستگی دارد. دو اتصال از یک خانواده طراحی می توانند نتایج خستگی قابل توجهی متفاوتی را بسته به ثبات عملیات حرارتی ایجاد کنند، بنابراین نوع اتصال باید به عنوان یک فیلتر شروع برای تصمیم گیری منبع در نظر گرفته شود تا کلمه نهایی در مورد اینکه کدام قطعه خاص را خریداری کنیم.
تیم های تدارکات در حال ارزیابی یک جدید تامین کننده مشترک cv به جای تکیه بر یک محموله نمونه، از یک توالی صلاحیت ساختاریافته بهره مند شوید. جریان زیر یک فرآیند پنج مرحله ای را نشان می دهد که در اکثر برنامه های منبع یابی صنعتی استفاده می شود.
بررسی گواهی مواد باید درجه آلیاژ، مشخصات عملیات حرارتی و سوابق تست سختی را تایید کند تا اینکه برگه اطلاعات عمومی را بپذیرد. تست رومیزی، به طور ایدهآل شامل چرخه خستگی پیچشی و تست طول عمر انعطافپذیری چکمه، مبنایی عینی برای مقایسه دو تامینکننده ارائهدهنده قطعات بصری یکسان ارائه میدهد. ممیزی فرآیند تاسیسات، حتی یک ممیزی از راه دور که از طریق مرورهای ویدئویی و مستندات فرآیند انجام میشود، نشان میدهد که آیا بازرسی در مراحل درست و نه فقط در بستهبندی نهایی انجام میشود.
| معیار ارزیابی | وزن | چه چیزی را تأیید کنید |
|---|---|---|
| قابلیت ردیابی مواد | 25 درصد | گواهی های آسیاب مطابق با شماره های دسته ای |
| سازگاری ابعادی | 25 درصد | گزارش های CMM در چندین لات های تولیدی |
| داده های تست خستگی | 20 درصد | تست چرخه مستقل یا شخص ثالث |
| کیفیت چکمه و گریس | 15 درصد | درجه عمر انعطاف پذیر و برگه مشخصات گریس |
| ثبات تحویل | 15 درصد | عملکرد به موقع در سفارشات اخیر |
کمترین قیمت واحد به ندرت باعث ایجاد کمترین هزینه کل می شود که ادعاهای گارانتی، نیروی کار برای تعویض زودرس و زمان خرابی در نظر گرفته شود. مقایسه زیر نشان می دهد که چگونه نرخ خرابی در یک پنجره خدمات رتبه بندی شده هزینه موثر هر واحد را در سه سطح قیمت تغییر می دهد.
قطعات سطح بودجه اغلب دارای قیمت خرید 20 تا 30 درصد کمتر از گزینههای میانرده هستند، اما نرخ خرابی بالاتر در اوایل عمر اغلب این پسانداز را در دو بازه خدمات اول پس از گنجاندن نیروی کار پاک میکند. اپراتورهای ناوگان و تولیدکنندگان با چرخه های کاری قابل پیش بینی عموماً متوجه می شوند که قطعات متوسط یا درجه یک، که از تامین کنندگانی که می توانند داده های تست خستگی ثابت را نشان دهند، تهیه می شوند، حتی اگر قیمت برچسب بالاتر باشد، هزینه کمتری برای هر مایل خدمات ایجاد می کنند.
یک راه مفید برای چارچوب بندی داخلی این تصمیم، محاسبه هزینه به ازای هر مایل طول عمر مورد انتظار به جای هزینه برای هر واحد است، با در نظر گرفتن ساعات کار برای نصب اولیه و هر جایگزینی اولیه مورد انتظار. برای ناوگانی که دهها یا صدها وسیله نقلیه را اداره میکند، حتی یک تفاوت ناچیز در ترکیبات نرخ خرابی اولیه به سرعت وجود دارد، زیرا هر تعویض برنامهریزی نشده نیز هزینه برنامهریزی را به شکل زمان توقف خودرو دارد که در فاکتور قطعات نشان داده نمیشود. ساخت این محاسبه در قالب خرید استاندارد، بهجای مقایسه قیمتهای واحد بهصورت مجزا، تصمیمات منبعیابی را به سمت تأمینکنندگانی تغییر میدهد که میتوانند ادعای قابلیت اطمینان خود را با دادههای آزمایشی به جای زبان بازاریابی به تنهایی اثبات کنند.
حتی یک اتصال خوب تولید شده نیز می تواند زودتر از کار بیفتد، اگر شیوه های نصب ناسازگار باشد. فهرست کوتاهی از عادات، تاسیساتی را که به عمر رتبهبندی کامل میرسند از مواردی که این کار را نمیکنند جدا میکند:
این مراحل تنها چند دقیقه اضافی در هر محور طول می کشد، اما به طور معنی داری نرخ ادعای گارانتی را در تنظیمات ناوگان و تعمیرگاه کاهش می دهد، زیرا سهم بزرگی از خرابی های اولیه اتصال به آلودگی گریس یا گشتاور نادرست به جای خود قطعه بازمی گردد.
مغازههایی که کیفیت نصب را در کنار عملکرد قطعه دنبال میکنند، اغلب هنگام تجزیه و تحلیل ادعاهای گارانتی، جدا کردن این دو را دشوار میدانند، که دلیل دیگری است که چک لیست نصب ثابت برای حجم زیادی از کار به جای تعمیرات گاه به گاه، هزینههای خود را پرداخت میکند.
بیشتر اتصالات برای مسافتی بیش از 100000 مایل زمانی که صندوق بار دست نخورده باقی می ماند و از گریس مشخص شده کارخانه استفاده می شود رتبه بندی می شوند، اگرچه چرخه کار، قرار گرفتن در معرض نمک جاده و سبک رانندگی همگی بر عمر مفید واقعی تأثیر می گذارند.
اگر چکمهای زود گیر شود و مفصل هنوز در معرض آلودگی قرار نگرفته باشد، گاهی اوقات میتوان آن را به تنهایی تعویض کرد، اما وقتی شن وارد مسیرهای توپ شد، تعویض فقط چکمه عمر کامل را بازیابی نمیکند.
صدای کلیک در حین پیچها یکی از قابلاطمینانترین شاخصهای ساییدگی اتصالات بیرونی است، اگرچه باید تأیید کرد که نویز با جهت چرخش و زاویه فرمان قبل از سفارش قطعه جایگزین تغییر میکند.
سیستم های چهارچرخ متحرک می توانند مفاصل عقب یا وسط را در معرض الگوهای گشتاور متفاوتی قرار دهند، اما تنش وارد شده بر هر مفصل بیشتر به زاویه مفصل و تحویل گشتاور بستگی دارد تا به طرح پیشرانه به تنهایی.
انتخاب قطعات تنها بر اساس قیمت و تعداد قطعات، بدون بررسی گواهی مواد یا درخواست دادههای تست خستگی، شایعترین علت کیفیت ناسازگار در یک سفارش انبوه است.
فولاد آلیاژی سخت شده با بدنه با عملیات حرارتی تایید شده معمولاً هزینه بیشتری نسبت به جایگزین های سخت شده دارد، اما تفاوت معمولاً کسری کوچک از هزینه کل واحد نسبت به افزایش قابلیت اطمینان آن است.