سه شاخه پلوس

سه شاخه پلوس

۱. معرفی جامع مهندسی، سینماتیک غلتشی-لغزشی و نقش در مفصل لغزشی داخلی

سه‌شاخه پلوس (Tripod Spider Joint) قطعه مرکزی و متحرک در مفصل لغزشی داخلی سمت گیربکس (Inner CV Joint) است. این قطعه روی هزارخاری سر میله شفت پلوس نصب شده و درون شیارهای سه‌گانه محفظه مشعلی (Tulip Housing) قرار می‌گیرد.

نقش دینامیکی و عملکردی سه‌شاخه:

• انتقال گشتاور پیچشی تحت زاویه متغیر: سه‌شاخه گشتاور چرخشی میله پلوس را از طریق سه رولر کروی مستقر در فواصل زاویه‌ای دقیق ۱۲۰ درجه به دیواره‌های مشعلی منتقل می‌کند.
• کاهش اصطکاک حرکتی لغزشی به غلتشی: هنگام بازی سیستم تعلیق و جابه‌جایی عمودی اکسل، رولرهای سه‌شاخه به لطف ساچمه‌های سوزنی داخلی خود، هم‌زمان هم حرکت خطی لغزشی در طول کانال مشعلی دارند و هم دوران چرخشی روی پایه‌های اسپایدر؛ این طراحی اصطکاک را از نوع لغزشی خشک به غلتشی سیال تبدیل کرده و حرکات سیستم تعلیق را نرم و بی‌صدا می‌سازد.
• آزادی نوسان زاویه‌ای (Tilting Freedom): رولرهای بیرونی سه‌شاخه‌های مدرن دارای فرم محدب کروی (Spherical Profile) هستند که امکان کج شدن زاویه‌ای میله پلوس تا ۲۵ درجه را بدون ایجاد گیرپاژ مکانیکی فراهم می‌آورند.

۲. متالورژی اسپایدر، سختی رولرها و تلرانس اجزای سوزنی

سه‌شاخه تحت تنش‌های فشاری نقطه‌ای بسیار بالا (Hertzian Contact Stress) و شوک‌های دینامیکی پیوسته ناشی از دست‌اندازهای جاده قرار دارد:

• بدنه اسپایدر مرکزی (Central Spider Hub - فولاد آلیاژی 20CrMo / 20CrMnTi): قطعه به روش فورج قالب‌بسته داغ تولید می‌شود تا بافت میکروساختاری پیوسته و بدون تنش پسماند داشته باشد. پس از تراشکاری و خان‌کشی هزارخاری، تحت کربوراسیون گازی عمیق (Case Hardening) قرار می‌گیرد. پایه‌های سه‌شاخه سختی سطحی ۵۸ تا ۶۲ HRC با عمق نفوذ حداقل ۱.۰ تا ۱.۴ میلی‌متر دارند، در حالی که هسته داخلی برای مقاومت در برابر شکست ترد ناشی از ضربات ناگهانی شتاب‌گیری، نرم و چقرمه باقی می‌ماند.
• رولرها و پیاله‌های کروی بیرونی (Outer Rollers - فولاد بلبرینگ کروم‌دار 100Cr6 / AISI 52100): تمام‌سخت‌کاری‌شده تا سختی یکنواخت ۶۰ تا ۶۴ HRC. سطح جانبی پیاله‌ها با سنگ‌زنی دقیق CNC تا زبری سطح میکرونی Ra≤0.15 μmRa \le 0.15 \ \mu mRa≤0.15 μm پرداخت می‌شود تا تماس بدون ساییدگی با کانال مشعلی تضمین شود.
• ساچمه‌های سوزنی داخلی (Precision Needle Rollers - گرید G2 بر اساس استاندارد ISO 3096): هر رولر شامل ۳۰ تا ۴۰ عدد ساچمه استوانه‌ای فوق‌دقیق است که با تلرانس ابعادی کمتر از ۲ میکرون در کنار هم چیده شده‌اند تا بار شعاعی را به‌طور یکنواخت در پیرامون پایه سه‌شاخه توزیع کنند.
• خارهای جانبی و رینگ‌های نگهدارنده ساچمه (Retaining Rings): رولرهای سوزنی به وسیله رینگ‌های آب‌بند فولادی پرسی روی پایه مهار شده‌اند تا در زمان دمونتاژ از هم نپاشند (طراحی مهارشده / Retained Design).

۳. ریشه‌یابی و آسیب‌شناسی عیوب سه‌شاخه پلوس (FMEA)

کوچک‌ترین آسیب در سه‌شاخه مستقیماً به لرزش بدنه و کوبش اکسل تبدیل می‌شود:

• لرزش ریتمیک کل اتاق خودرو فقط هنگام شتاب‌گیری و فشردن پدال گاز در سرعت‌های بین ۶۰ تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت:
  • علت: خرد شدن سوزن‌های داخلی یکی از پایه‌ها یا سایش بیضوی رولر بیرونی؛ این نقص باعث خارج شدن میله پلوس از مرکز هندسی حین انتقال گشتاور و تولید ارتعاش عرضی متناوب می‌شود. با رها کردن گاز، لرزش قطع می‌شود.
• صدای تقه، کوبش یا خلاصی تق‌تق (Clunk Noise) هنگام تعویض دنده‌ها یا رها کردن ناگهانی پدال کلاچ:
  • علت: خوردگی و لقی دندانه‌های هزارخاری داخلی سه‌شاخه روی شفت میانی پلوس به دلیل شکستگی خار مهارکننده یا جنس نامرغوب آلیاژ.
• صدای خردشدگی فلز یا صدای خرخر خشن از زیر خودرو هم‌زمان با چرخش پلوس:
  • علت: خروج ساچمه‌های سوزنی از درون رولر در اثر پارگی گردگیر، نشت گریس، فرسودگی رینگ نگهدارنده یا خشک کار کردن سه‌شاخه.
• قفل شدن موقت خط انتقال قدرت و شکستن بدنه مشعلی:
  • علت: شکستن یکی از پایه‌های سه‌شاخه در اثر ضربه شدید (مثلاً افتادن در چاله بزرگ حین شتاب‌گیری کامل با موتور تیونینگ‌شده).

۴. راهنمای تخصصی مونتاژ، تلرانس‌گیری و کالیبراسیون ایمنی

تعویض و نصب سه‌شاخه نیازمند رعایت اصول مونتاژ دقیق مکانیکی برای جلوگیری از پخش شدن ساچمه‌ها و آسیب به شفت است:

• روش اصولی دمونتاژ و جا زدن روی هزارخاری شفت: هرگز به پایه‌های سه‌شاخه یا رولرهای کروی آن با چکش مستقیم ضربه نزنید. برای بیرون کشیدن سه‌شاخه کهنه از فولی‌کش دو یا سه‌شاخه استفاده کنید که بازوهای آن به هاب مرکزی سه‌شاخه تکیه دارند. برای جا زدن سه‌شاخه نو، از یک بوش لوله‌ای هم‌قطر با هاب مرکزی استفاده کرده و ضربات نرم را منحصراً به مرکز سه‌شاخه اعمال کنید تا روی شفت بنشیند.
• نصب خار فنری تثبیت‌کننده (Retaining Circlip): پس از قرار گرفتن سه‌شاخه در انتهای شفت، خار فنری نو باید حتماً در شیار انتهایی شفت با انبر خار بازکن قفل شود. با تکان دادن محوری سه‌شاخه با دست، اطمینان حاصل کنید که خار بدون لقی در شیار نشسته و مانع خروج سه‌شاخه از شفت می‌شود.
• روانکاری اولیه و نوع گریس مصرفی: پیش از قرار دادن سه‌شاخه داخل مشعلی، مقداری گریس تخصصی سه‌شاخه به درون لایه‌های رولر و سوزن‌ها تزریق کنید. هشدار مهم: از گریس‌های سنگین حاوی ذرات درشت گرافیت یا مولیبدن با غلظت بالا برای سه‌شاخه‌های مجهز به ساچمه‌های سوزنی ریز استفاده نکنید؛ این گریس‌ها ممکن است مانع چرخش روان سوزن‌ها شده و منجر به سر خوردن (Skidding) به جای غلتش شوند. از گریس‌های ویژه پلی‌یوره یا لیتیوم کمپلکس NLGI 1 یا 1.5 با روانروی مناسب استفاده نمایید.

۵. چک‌لیست تطبیق فنی پیش از خرید

پیش از نهایی کردن سفارش سه‌شاخه، ابعاد زیر را روی قطعه کهنه با کولیس دقیق بررسی کنید:

1. تعداد دندانه‌های هزارخاری داخلی (Internal Spline Tooth Count): شمارش دقیق دندانه‌های مادگی داخل هاب سه‌شاخه (مثلاً ۱۹، ۲۱، ۲۲، ۲۹، ۳۰ یا ۳۴ دندانه).
2. قطر خارجی رولرهای کروی (Roller Outer Diameter): اندازه‌گیری قطر بیرونی پیاله با کولیس دیجیتال (سایزهای رایج: ۲۹.۹۵، ۳۱.۹۵، ۳۳.۹۵ میلی‌متر - حتی چند دهم میلی‌متر اختلاف باعث لقی یا جا نرفتن می‌شود).
3. طول بازوها و قطر کلی سه‌شاخه (Overall Spider Span): فاصله بین لبه بیرونی دو رولر متقارن.
4. فرم پیاله‌ها (Roller Profile): تخت (Cylindrical) یا کروی محدب (Spherical).

۶. جدول محصولات مکمل و الزامات تعویض (Cross-Selling)

 ردیف                    نام قطعه مکمل          دلیل الزام تعویض هم‌زمان / مصرف مکمل