Kardanový hřídel, také známý jako kardanový kloub, Hookeův kloub nebo U-Joint, je základní komponentou široce používanou v systémech mechanických pohonů. Jeho primární funkcí je spojovat dva hřídele, jejichž osy nejsou kolineární, a přenášet mezi nimi krouticí moment a rotační pohyb. Jeho princip fungování je založen na kulovém spojovacím mechanismu, který umožňuje spojeným hřídelům svírat určitý sevřený úhel (typicky do 15°-20°) v rovině a kompenzuje menší axiální, radiální a úhlové nesouososti.
Typická jednoduchá spojka kardanového kloubu sestává hlavně z následujících součástí:
Třmen (hnací třmen a hnaný třmen): Konce vidlic ve tvaru U nebo třmenu připojené k hřídelím.
Cross Shaft/Spider (Cruciform): Základní komponenta se čtyřmi čepy uspořádanými do kříže.
Jehlová válečková ložiska / kluzná ložiska: Instalují se mezi čepy křížového hřídele a otvory třmenu, aby se snížilo tření a opotřebení.
Ložiskové víko / pojistný kroužek (pojistný kroužek): Používá se k zajištění a utěsnění ložisek, což zabraňuje demontáži.
K překonání inherentního kolísání rychlosti jednoho kloubu obvykle inženýrská praxe používá uspořádání "dvojitého univerzálního kloubu" v sérii. Toto nastavení se musí řídit instalačním pravidlem, že "úhly vstupního hřídele a výstupního hřídele vzhledem k mezihřídelu jsou stejné a třmeny na obou koncích mezilehlého hřídele leží ve stejné rovině", aby bylo dosaženo přenosu konstantní rychlosti.
Kompenzuje velké úhlové vychýlení:
Jeho nejvýraznější přednost. Jediný kloub může pojmout relativně velký pracovní úhel (typicky 15°-25°, až 35° u speciálních konstrukcí), díky čemuž je ideální pro spojování hřídelí s významnými chybami při instalaci nebo těch, které jsou vystaveny relativnímu pohybu během provozu.
Kompaktní design s vysokou nosností:
Relativně jednoduchá a přitom robustní konstrukce, často kovaná z vysokopevnostní legované oceli. Schopný přenášet velmi vysoký točivý moment, vhodný pro těžké stroje (např. válcovny, lodě, důlní zařízení).
Vysoká účinnost přenosu:
U jehlových ložisek je ztráta třením minimální a dosahuje účinnosti 98%-99,9%.
Vysoká spolehlivost a relativně jednoduchá údržba:
Robustní a odolný s dlouhou životností při správném mazání. Poruchy se typicky projevují jako opotřebení křížového hřídele nebo ložisek, jejichž výměna je relativně jednoduchá.
Vhodné pro drsná prostředí:
Může pracovat v prašném, vlhkém prostředí nebo v prostředí s kolísáním teploty, pokud je vybaven ochrannými kryty nebo těsněními.
Primární aplikační pole:
Automobilový průmysl: Systémy hnacích hřídelí, spojující převodovku s hnací nápravou.
Hutní stroje: Pohonné mechanismy pro válcovny, rovnačky.
Stavební stroje: Místa vyžadující velkoúhlový přenos síly v jeřábech, bagrech, vozech s čerpadlem na beton atd.
Papírenské stroje, námořní průmysl, těžké těžební stroje: Zařízení, které přenáší vysoký kroutící moment a zahrnuje nesouosost hřídele.