Un arbore cardanic cunoscut și sub denumirea de articulație cardanică, articulație Hooke sau articulație în U) este o componentă fundamentală utilizată pe scară largă în sistemele de antrenare mecanică. Funcția sa principală este de a conecta doi arbori ale căror axe nu sunt coliniare și de a transmite cuplul și mișcarea de rotație între ei. Principiul său de funcționare se bazează pe un mecanism de legătură sferică, permițând arborilor conectați să formeze un anumit unghi inclus (de obicei, până la 15°-20°) într-un plan și compensând alinierea minoră axială, radială și unghiulară.
Un cuplaj obișnuit cu articulație universală unică constă în principal din următoarele componente:
Jug (Jug de antrenare și Jug antrenat): Capetele furcii în formă de U sau în formă de jug atașate de arbori.
Arbore transversală/Pianjen (Cruciform): componenta de bază, având patru trunion aranjate în formă de cruce.
Rulmenți cu role cu ace / Rulmenți simpli: Instalați între fusele arborelui transversal și orificiile jugului pentru a reduce frecarea și uzura.
Capac de rulment / Inel de reținere (Circlip): Folosit pentru a fixa și etanșa rulmenții, prevenind dezasamblarea.
Pentru a depăși fluctuația inerentă a vitezei unei singure îmbinări, practica inginerească folosește de obicei un aranjament „dublu universal” în serie. Această configurație trebuie să respecte regula de instalare conform căreia „unghiurile arborelui de intrare și arborelui de ieșire în raport cu arborele intermediar sunt egale, iar jugul de la ambele capete ale arborelui intermediar se află în același plan” pentru a obține o viteză constantă de transmisie.
Compensează nealinierea unghiulară mare:
Avantajul său cel mai proeminent. O singură îmbinare poate găzdui un unghi de lucru relativ mare (de obicei 15°-25°, până la 35° cu modele speciale), făcându-l ideal pentru conectarea arborilor cu erori semnificative de instalare sau cei supuși unei mișcări relative în timpul funcționării.
Design compact cu capacitate mare de încărcare:
Construcție relativ simplă, dar robustă, adesea forjată din oțel aliat de înaltă rezistență. Capabil să transmită un cuplu foarte mare, potrivit pentru utilaje grele (de exemplu, laminoare, nave, echipamente miniere).
Eficiență ridicată de transmisie:
Cu rulmenții cu role cu ace, pierderea prin frecare este minimă, atingând rate de eficiență de 98%-99,9%.
Fiabilitate ridicată și întreținere relativ simplă:
Robustă și durabilă, cu o durată lungă de viață atunci când este lubrifiată corespunzător. Defecțiunile se manifestă de obicei ca uzură a arborelui transversal sau a rulmenților, care sunt relativ ușor de înlocuit.
Potrivit pentru medii dure:
Poate funcționa în medii cu praf, umezeală sau cu variații de temperatură atunci când este echipat cu capace sau garnituri de protecție.
Câmpuri de aplicare principale:
Industria auto: sisteme de arbore de transmisie, care conectează transmisia la axa motoare.
Mașini metalurgice: Mecanisme de antrenare pentru laminoare, mașini de îndreptat.
Mașini de construcții: Locații care necesită transmisie de putere cu unghi mare în macarale, excavatoare, camioane cu pompă de beton etc.
Mașini pentru hârtie, industria maritimă, mașini de exploatare pentru exploatare grea: echipamente care transmite un cuplu mare și implică alinierea greșită a arborelui.