Kardanový hriadeľ, tiež známy ako kardanový kĺb, Hookov kĺb alebo U-kĺb, je základný komponent široko používaný v mechanických pohonných systémoch. Jeho primárnou funkciou je spojiť dva hriadele, ktorých osi nie sú kolineárne, a prenášať medzi nimi krútiaci moment a rotačný pohyb. Princíp činnosti je založený na guľovom spojovacom mechanizme, ktorý umožňuje spojeným hriadeľom zvierať určitý uhol (zvyčajne do 15°-20°) v rovine a kompenzuje menšie axiálne, radiálne a uhlové vychýlenie.
Typická jednoduchá univerzálna spojka pozostáva hlavne z nasledujúcich komponentov:
Strmeň (Hnací strmeň a poháňaný strmeň): Konce vidlice v tvare U alebo strmeňa sú pripevnené k hriadeľom.
Krížový hriadeľ/pavúk (krížový): Základný komponent so štyrmi čapmi usporiadanými do kríža.
Ihlové valčekové ložiská / klzné ložiská: Inštalujú sa medzi čapy krížového hriadeľa a vývrty strmeňa, aby sa znížilo trenie a opotrebovanie.
Ložiskový uzáver / poistný krúžok (poistný krúžok): Používa sa na zaistenie a utesnenie ložísk, čím bráni demontáži.
Aby sa prekonalo vlastné kolísanie rýchlosti jedného kĺbu, inžinierska prax bežne používa usporiadanie "dvojitého univerzálneho kĺbu" v sérii. Toto nastavenie sa musí riadiť inštalačným pravidlom, že "uhly vstupného a výstupného hriadeľa vzhľadom na medzihriadeľ sú rovnaké a strmene na oboch koncoch medziľahlého hriadeľa ležia v rovnakej rovine", aby sa dosiahol prenos konštantnej rýchlosti.
Kompenzuje veľké uhlové vychýlenie:
Jeho najvýraznejšia výhoda. Jediný kĺb môže pojať relatívne veľký pracovný uhol (zvyčajne 15°-25°, až 35° pri špeciálnych konštrukciách), vďaka čomu je ideálny pre spojovacie hriadele s významnými chybami inštalácie alebo tie, ktoré sú počas prevádzky vystavené relatívnemu pohybu.
Kompaktný dizajn s vysokou nosnosťou:
Relatívne jednoduchá, no robustná konštrukcia, často kovaná z vysokopevnostnej legovanej ocele. Schopný prenášať veľmi vysoký krútiaci moment, vhodný pre ťažké stroje (napr. valcovne, lode, banské zariadenia).
Vysoká účinnosť prenosu:
S ihlovými ložiskami je strata trením minimálna a dosahuje účinnosť 98% - 99,9%.
Vysoká spoľahlivosť a relatívne jednoduchá údržba:
Robustný a odolný s dlhou životnosťou pri správnom namazaní. Poruchy sa zvyčajne prejavujú ako opotrebovanie krížového hriadeľa alebo ložísk, ktoré sa dajú relatívne jednoducho vymeniť.
Vhodné pre drsné prostredie:
Môže pracovať v prašnom, vlhkom prostredí alebo v prostredí s teplotnými výkyvmi, ak je vybavený ochrannými krytmi alebo tesneniami.
Primárne aplikačné polia:
Automobilový priemysel: Systémy hnacích hriadeľov, spájajúce prevodovku s hnacou nápravou.
Hutnícke stroje: Pohonné mechanizmy pre valcovne, rovnacie stroje.
Stavebné stroje: Miesta vyžadujúce prenos sily pod veľkým uhlom v žeriavoch, rýpadlách, autách na čerpadlá betónu atď.
Papierenské stroje, námorný priemysel, ťažké ťažobné stroje: Zariadenie, ktoré prenáša vysoký krútiaci moment a zahŕňa nesúososť hriadeľa.