Diagrama de junta en U explicado: piezas, tipos y cómo medir una junta universal

Contenido

1 Lo que realmente etiqueta un diagrama de unión en U
- 1.1 Las partes que muestra cada diagrama.
2 Cómo se comporta la geometría de cruz y yugo bajo carga
3 Los tipos de juntas que cubren la mayoría de los diagramas
4 Medición de una junta universal respecto al diagrama
5 Uso del diagrama para leer el desgaste y las fallas
6 Dónde terminan los diagramas de juntas universales y comienzan los diagramas de juntas homocinéticas

Cuando un eje de transmisión comienza a hacer ruido al cambiar de marcha o a temblar a alta velocidad, la decisión de repararlo generalmente se reduce a un problema práctico: identificar la junta universal exacta instalada en el vehículo, a menudo después de años de sal en la carretera que han borrado el número de pieza estampado en el eje transversal. Un diagrama de junta en U es la herramienta más directa para ese trabajo. Si se lee correctamente, convierte una pieza desgastada en tres o cuatro dimensiones mensurables, y esas dimensiones en el reemplazo adecuado. Este artículo cubre lo que etiqueta un diagrama estándar, cómo se comporta la geometría del cruce y el yugo bajo carga, los tipos de juntas que distinguen la mayoría de los gráficos y la rutina de medición que siguen los talleres y compradores de repuestos antes de realizar el pedido.

Lo que realmente etiqueta un diagrama de unión en U

Cada diagrama convencional de una junta universal tipo Cardán se centra en un componente: el eje transversal, a menudo llamado araña. Cuatro pasadores de muñón pulidos se extienden desde su centro a intervalos de 90 grados, y cada pasador lleva un rodamiento de agujas empaquetado dentro de una tapa de rodamiento. Los yugos impulsores y conducidos encajan sobre pares opuestos de muñones, por lo que el par puede pasar en ángulo mientras ambos ejes siguen girando.

Las partes que muestra cada diagrama.

Eje transversal (araña): el centro de carga; la dureza del muñón y el acabado de la superficie deciden en gran medida la vida útil.
Tapas de cojinetes con rodillos de agujas: cuatro por articulación; las agujas distribuyen la carga y permiten que cada yugo se articule unos pocos grados bajo torsión.
Sellos: mantenga la grasa adentro y mantenga afuera el agua y la arena; La falla del sello es el punto de partida habitual del desgaste de las juntas.
Paso de grasa y racor: En juntas engrasables, una ruta perforada a través del eje transversal alimenta las cuatro tapas desde un conector.
Hardware de retención: anillos elásticos, clips inyectados o placas de soporte que bloquean las tapas en las orejas del yugo.

Las versiones de ingeniería del diagrama agregan una variable más: el ángulo de operación entre los dos ejes, generalmente escrito como la letra griega alfa. Ese único ángulo separa una imagen que simplemente nombra las piezas de un diagrama que predice cómo se comportará la junta en servicio.

Cómo se comporta la geometría de cruz y yugo bajo carga

El mecanismo consta de dos bisagras separadas 90 grados y unidas por una cruz. Esa disposición transporta el par en ángulo, pero no a una velocidad perfectamente constante: una sola junta cardán que gira en ángulo hace girar su eje de salida un poco más rápido, luego un poco más lento, dos veces por revolución. El swing crece con el ángulo. A 10 grados, la velocidad de salida se desvía aproximadamente un 1,5 por ciento a ambos lados de la media; Por debajo de unos pocos grados, la fluctuación apenas se nota, mientras que a partir de unos 20 grados se convierte en vibración y desgaste acelerado.

Esta es la razón por la que los ángulos de trabajo dominan el diseño de la línea motriz. La práctica común de los OEM mantiene el ángulo de funcionamiento de cada junta por debajo de aproximadamente 3 grados y hace coincidir los ángulos emparejados dentro de aproximadamente 1 grado, por lo que la variación de velocidad de una junta cancela la de la otra. Cuando una sola articulación no puede hacer frente (ejes cortos, alto torque, recorrido de suspensión extremo), el diagrama cambia de forma: una disposición de doble cardán agrega un yugo de centrado y una segunda cruz, suprimiendo la mayor parte de la fluctuación.

Para ver dónde se ubica la junta universal entre la caja de cambios y el eje (junto al yugo deslizante, el cojinete central y las bridas de conexión), la guía para ¿Qué constituye una línea motriz completa? lo coloca en el contexto de ensamblaje completo. El eje que lleva estas articulaciones en la mayoría de los diseños de tracción trasera es el eje de hélice:

Prop Shaft for Rear-Wheel-Drive Drivelines

Eje de transmisión para líneas motrices con tracción trasera Este eje intermedio sirve de puente entre la transmisión y el eje motriz en diseños de tracción trasera y lleva las juntas universales que se analizan aquí. Su construcción de aleación de acero de alta rigidez, su cojinete de soporte de precisión y su equilibrio dinámico hacen que valga la pena revisarlo al seleccionar un conjunto completo de eje de transmisión. Ver producto →

Los tipos de juntas que cubren la mayoría de los diagramas

Los cuadros de identificación clasifican las juntas universales según dos ejes: arquitectura interna y forma de retención de las tapas de los cojinetes. La arquitectura se divide en la cruz cardán única, el conjunto cardán doble y la opción engrasable versus sellada. El estilo de retención es más importante durante el reemplazo, porque decide qué herramientas necesita el trabajo y si se debe modificar el yugo.

Los estilos de retención determinan cómo se separa una junta universal, razón por la cual aparecen de manera destacada en los diagramas de identificación.
Estilo de retención	Cómo lo muestra el diagrama	Aplicación típica
Anillo de retención interno	Circlips colocados en un avellanado dentro de cada oreja del yugo.	La mayoría de los ejes de turismos y camiones ligeros
Anillo de retención externo	Clips colocados alrededor del exterior de las orejas del yugo.	Ejes todoterreno y de servicio pesado
Bloqueo inyectado (clip C)	Un anillo de plástico plano inyectado en una ranura.	Muchos ejes de transmisión de equipo original
Redondo completo con placas de soporte.	Placas atornilladas que sujetan las tapas de los cojinetes	Camiones comerciales y unidades industriales.

Las series de tallas reducen aún más el campo. La práctica del mercado de repuestos norteamericano agrupa las uniones en series numeradas: 1310, 1330, 1350, 1410 y más allá, cada uno definido por una combinación fija de diámetro de tapa y ancho total de junta. Conocer la serie convierte una petición vaga en una parte exacta.

Medición de una junta universal respecto al diagrama

Las guías de medición de los principales fabricantes de rodamientos siguen la misma secuencia y un calibrador digital es la única herramienta que requieren la mayoría de los trabajos. Trabaja en este orden:

Confirme el estilo de retención. Anillo elástico, clip inyectado o placa de soporte: esto decide cómo queda la junta vieja.
Mida el diámetro de la tapa del cojinete. Mida el exterior de cada tapa, no el muñón desgastado; el desgaste cambia el muñón pero no la tapa.
Mida el ancho total de la junta. Desde la cara exterior de una tapa de rodamiento hasta la cara exterior de la tapa opuesta, el diagrama indica los puntos de referencia correctos para cada estilo de retención.
Compruebe el engrasador. Observe si la junta es engrasable y dónde se asienta el accesorio: en una tapa, en la cruz o en una eslinga.
Relaciona los números con una tabla de series. Una diferencia de medio milímetro suele significar una serie diferente, no una pieza desgastada.

Dos medidas (diámetro de la tapa del cojinete y ancho total de la junta) separan la serie de tamaños de juntas universales comunes.
Serie	Diámetro de la tapa del cojinete	Ancho total de la junta
1310	1,062 pulgadas (27,0 mm)	3,219 pulgadas (81,8 mm)
1330	1,062 pulgadas (27,0 mm)	3,625 pulgadas (92,1 mm)
1350	1,188 pulgadas (30,2 mm)	3,625 pulgadas (92,1 mm)
1410	1,188 pulgadas (30,2 mm)	4,188 pulgadas (106,4 mm)

Dos hábitos previenen la mayoría de los errores al realizar pedidos. Primero, mida con la junta limpia: la grasa acumulada y las incrustaciones de óxido distorsionan las lecturas del calibrador lo suficiente como para cruzar un límite de serie. En segundo lugar, vuelva a comprobar el yugo y la junta, porque una oreja de yugo estirada no mantendrá una junta que encaje correctamente incluso cuando la junta misma mida exactamente correctamente.

Uso del diagrama para leer el desgaste y las fallas

El mismo diagrama también funciona como un mapa de fallas, porque cada pieza etiquetada falla de una manera reconocible:

Muñones en salmuera: abolladuras cuadradas debajo de los rodillos de agujas causadas por cargas de choque; Se siente como un ruido sordo al engranar una marcha.
Sellos de tapa fallidos: la grasa se escapa, el agua entra, las agujas se corroen: el clásico comienzo del desgaste final.
Casquillos de cojinete secos: omitir el engrase hace que las agujas colapsen, produciendo una vibración que aumenta con la velocidad de la carretera.
Orejas de yugo alargadas: la cruz se balancea dentro del yugo, causando ruido de holgura incluso después de instalar una nueva junta.

Un detalle es muy importante durante la instalación: en un eje de dos juntas, los yugos soldados en cada extremo deben estar escalonados, con sus orejas alineadas en el mismo plano, de modo que la fluctuación de velocidad de una junta anule la de la otra. Volver a montar un eje desfasado recrea la misma vibración que las nuevas juntas debían solucionar.

Dónde terminan los diagramas de juntas universales y comienzan los diagramas de juntas homocinéticas

Las dos familias conjuntas resuelven problemas diferentes. Una junta universal de tipo transversal es simple, rígida a la torsión y de mantenimiento económico, pero no es un dispositivo de velocidad constante, por lo que se adapta a ejes de transmisión que giran en ángulos pequeños y fijos. Una junta homocinética (tipo Rzeppa o trípode) mantiene la velocidad de salida realmente constante a través de ángulos de 40 grados o más , razón por la cual los ejes de tracción delantera y los semiejes de suspensión independiente lo utilizan en su lugar.

En los vehículos con tracción delantera y tracción total, el conjunto completo construido alrededor de las juntas homocinéticas es el eje mismo, uno de los conjuntos de línea motriz que Quaconst fabrica y suministra para programas OEM y distribución de posventa:

Conjunto de eje CV/eje de transmisión Construido según los estándares OE con mecanizado CNC de precisión, este conjunto completo de eje CV alberga las juntas homocinéticas en el extremo de la rueda descritas anteriormente. Se adapta a vehículos con tracción delantera y tracción total y es el siguiente paso natural una vez que se identifica el diagrama de disposición de los ejes. Ver producto →

La distinción también se vuelve borrosa en el caso de los vehículos utilitarios ligeros. Muchos ejes traseros de ATV y UTV combinan una junta universal en el extremo del diferencial con una junta homocinética en el extremo de la rueda, mientras que las máquinas más pesadas de lado a lado a menudo utilizan juntas en U a lo largo de todo el eje. Por lo tanto, el abastecimiento de la pieza correcta comienza con el diagrama correcto para la disposición de los ejes:

Eje ATV / UTV / SSV Los ejes utilitarios ligeros suelen combinar una junta universal en el extremo del diferencial con una junta homocinética en el extremo de la rueda. Este semieje de cromoly 4340, con juntas de alta articulación y botas de TPEE selladas, se adapta a ese diseño mixto y resiste el uso todoterreno con cargas elevadas. Ver producto →

Ambas familias conjuntas se encuentran dentro de la cadena de suministro de transmisión más amplia, y la catálogo de componentes de la línea motriz muestra cómo se organizan los semiejes, los ejes de hélice y las juntas individuales tanto para los programas OEM como para la distribución del mercado de repuestos.

Un diagrama de unión en U es una instrucción de medición, no solo una imagen. El diámetro de la tapa, el ancho total de la junta, el estilo de retención y la ubicación del engrasador identifican cualquier junta tipo cruz; Si se combinan correctamente, esas mismas dimensiones deciden si el reemplazo funcionará silenciosamente durante los próximos cien mil kilómetros o si regresará como una queja por vibraciones. Los compradores que tratan el diagrama de esa manera, y verifican cada medición con una tabla de series antes de realizar el pedido, eliminan la mayor parte del riesgo del reemplazo de juntas universales, ya sea que la pieza esté destinada al eje de transmisión de un automóvil de pasajeros, un eje de transmisión de un vehículo comercial o un eje de un vehículo utilitario.