Балансування ротора. Як відбалансувати вал у домашніх умовах.

Єдиним способом додаткового зменшення вібрації ДВЗ є балансування агрегату. Рядний чотирициліндровий мотор отримує неврівноважені сили, які виникають під час руху мас з урахуванням тієї чи іншої частоти обертання коленвала. Величина інерції залежить від обсягу ДВЗ, зі зростанням обсягу силової установкиінерція збільшується.

Балансувальний вал встановлюється на рядних чотирициліндрових моторах з робочим об'ємом вище двох літрів. Варто відзначити, що встановлення таких валів призводить до помітного подорожчання конструкції і не дуже активно застосовується на автомобілях навіть середнього цінового сегмента.

Балансирні вали ставляться парами. Їх часто мають симетрично по обидва боки коленвала. Місцем установки балансирних валів найчастіше стає картер двигуна, щоб вали виявилися нижчими колінчастого валуДВЗ. Виходить, що зазначені вали знаходяться під колінвалом, а місцем їх встановлення стає масляний піддон.

Балансирні вали мають прямий привід коленвала. Привід реалізує обертання врівноважувальних валів у різні боки.

Кутова швидкість обертання балансиров подвоєна. Привід може бути виконаний як окремо за допомогою зубчастого редуктора або ланцюгової передачі, так і є сукупністю рішень. Крутильні коливаннявід обертання самих валів гасяться пружинним гасителем коливань, який розміщений у приводній зірочці приводу врівноважуючого валу.

У процесі роботи та завдяки особливостям конструкції приводу балансирні валисхильні до серйозних навантажень. Найбільш перевантажені підшипники, які розташовані у протилежній від приводу стороні. Має місце їх швидке знос, який проявляється додатковими шумами та появою посилених вібрацій. У найгірших випадках може статися урвище приводного ланцюга. Додатковим недоліком стає відбір потужності ДВЗяка витрачається на привід балансирних валів.

Читайте також

Чому двигун може вібрувати на неодружених оборотах. Причини неполадки, діагностика. Поради та рекомендації щодо зниження рівня вібрацій мотора.

Особливості та відмінності оппозитного двигунавід інших поршневих ДВЗ. Переваги оппозитного двигуна, мінуси даної конструкції, нюанси обслуговування.

ДИНАМІЧНЕ БАЛАНСУВАННЯ РОТОРІВ НА ВЕРСТАЦІ З РАЙМАННЯМ

Балансування роторів - це процедура, необхідна, якщо частина машини, що обертається, не врівноважена. В цьому випадку, при обертанні з'являється струс (вібрація) усієї машини. Це може призвести до руйнування підшипників, фундаменту і, згодом, самої машини. Щоб уникнути цього, всі частини, що обертаються, повинні бути відбалансовані.

Сам по собі ротор - це деталь, що обертається, що утримується при обертанні за допомогою несучих поверхонь в опорах (цапфи та ін). Осі ротора є пряма, що з'єднує центри ваги контурів на поперечних перерізах центру несучих поверхонь. Розрізняють деталі кількох видів:

Двохпірні;

Багатоопорні;

Міжпорні;

Консольні;

Двоконсольні.

Розрізняють балансування роторів статичне та динамічне. Перша виконується на призмах, друга при обертанні деталі, що балансується.

Фахівці компанії «КарданБаланс» пропонують послуги з якісного балансування ротора. Наші центри оснащені сучасним обладнанням, що гарантує точність балансування. Цього досягти досить складно, адже вона повинна повністю збігатися з точністю виготовлення ротора. Усі роботи здійснюються на стендах власної розробки, які дають точність балансування, що вп'ятеро перевищує заводські вимоги!

У цьому розділі ви зможете ознайомитись з основною технічною інформацієющодо способів динамічного балансування ротора (спосіб винятків, метод Б.В.Шітікова). Корисний практичний матеріал, який дасть основне уявлення про проблему. Що таке гідравлічне балансування, що являє собою верстат для балансування коліс та інша інформація зрозуміло викладена на нашому ресурсі. Також Ви зможете скористатися нашими послугами, які включають ремонт карданів, балансування вантажних коліс, колінчастого валу та ін. Скільки коштує балансування та інші роботи описано у розділі «Послуги та ціни».

1. ВВЕДЕННЯ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

При обертанні m(маси) навколо точки (нерухомий) з w (кутова швидкість) F (відцентрова силаінерції) цієї маси:

(1.1)
де а n –нормальне прискорення маси; - Відстань від осі обертання до центру маси. При переміщенні маси F змінюватиме напрямок і впливатиме (вібраційне) на опори і через них на конструкції, прикріплені до стійки.
D(Дисбаланс) - векторна величина, яка дорівнює добутку неврівноваженої маси ексцентриситет (радіус-вектор центру маси). Розмір вимірюється в гр/мм.

Причому вектори D»і « е»колінеарні величини.

У векторному вигляді формула має такий вигляд:

Пропорційними один одному виявляються вектори F та D.

2. НЕРІВНОВАЖЕНІСТЬ РОТОРА І ЇЇ ПРОЯВ

За ГОСТ 19534-74, ротор - тіло, що при обертанні утримується в опорах своїми несучими поверхнями. У автомобілях це може бути зубчасте колесо, шків, ротор електродвигуна, барабан, колінчастий вал тощо.
Якщо маси розподілені в роторі так, що під час обертання вони викликають навантаження в опорах, його називають неврівноваженим. Причому розрізняють 3 типи неврівноваженості ротора:

• Статичну. При якій вісь обертання та головна вісь інерції паралельні. При цьому змінні тиски дорівнюють 0

• Динамічну. При якій головна вісь та вісь обертання перехрещуються або перетинаються, але не в центрі мас, через це і виникає розбалансованість найчастіше.
• Моментну

У всіх випадках неврівноваженості ротора, сили інерції мас створюють динамічні навантаження. Усуваються вони перерозподілом мас (установкою противаг).

Динамічна балансуванняздійснюється за допомогою спеціального верстата, оснащеного рамою, що коливається.

3. Балансування ротора способом виключень

Для того, щоб визначити параметри маси (коригуючою) у площині П, ротор встановлюють на верстаті та призначають ексцентриситет маси. У площині намічається коло, причому її центр повинен збігатися з геометричною віссю обертання. Радіус приймають рівним вибраному ексцентриситету. Коло ділиться на 4 частини. Мастику (пластилін) прикріплюємо так, щоб центр шматочка збігся з точкою 1. Наведемо ротор у обертання та виміряємо амплітуда коливань. Показник записуємо біля точки 1.

Переносимо мастику в точку 2, розганяємо ротор і фіксуємо його амплітуду. Записуємо її. Фіксуємо решту 2 крапок.

Порівнюємо амплітуди до тих пір, поки вони не виявляться найменшими. Точка До, знайдена нами, визначає кінцеве положення коригувальної маси. Протилежна точка H – неврівноважена маса.

Тепер починаємо змінювати масу мастики на точки K та вимірювати коливання ротора. Так ми знайдемо величину коригувальної маси.

4. БАЛАНСУВАННЯ РОТОРА СПОСІБ Б.В. ШИТИКОВА

Встановимо ротор на раму та розженемо його. Після цього зафіксуємо амплітуду A 1 .

У точку П 1 встановимо додаткову масу m g з ексцентриситетом e g.При резонансі фіксуємо амплітуду AS.

Переставляємо масу в протилежну точку та фіксуємо другу амплітуду. Позначаємо точки на площині відповідно до нерівності, при якій перша амплітуда більша за другу.

По 3-м амплітудам будуємо паралелограм і знаходимо четверту амплітуду та кут

1

Використовуючи формулу, визначаємо коефіцієнт пропорційності маси

m= А g /D g = А g / ( m g e g),

Визначаємо дисбаланс мас

Тепер задаємо величину маси (що коригує) з рівності дисбалансів і знаходимо потрібний ексцентриситет

D до = D 1 е до =D 1 / m до.

Залишилося визначити точки встановлення вантажів та пробними пусками визначити залишкову амплітуду, а також оцінити якість врівноваження у площині.

D oct = A oct /m

У компанії «КарданБаланс» ви можете купити карданний валШевроле Нива, карданний вал УАЗ, карданний вал Мерседес Віто та комплектуючі для інших автомобілів. Ми здійснюємо не тільки продаж запчастин, а й їхню наступну установку.

Усі компоненти автомобіля повинні працювати справно, щоб забезпечити його максимальні характеристики. Однак згодом деталі зношуються. Тому їх потрібно періодично змінювати та за потребою проводити балансування. Особливо це стосується маховика.

Що таке маховик?

Маховиком називається дископодібний компонент автомобіля, який з'єднується з колінчастим валом. Хоча він практично не має частин, що рухаються, він вкрай важливий для нормального функціонування коленвала. Його основне завдання – створення інерції для деяких деталей автомобіля. Крім того, він з'єднує собою стартер і вал, що забезпечує початок роботи двигуна.

Це досить потужний елемент автомобіля, який не дає поршням залишатися нерухомими. Завдяки великій масі він дозволяє легко розпочати рух інших механізмів.

Проте через високу масу створюється одна проблема — балансування. Якщо цей елемент має зміщений центр ваги, обертання призводить до виникнення додаткових сил. Зміщення відбувається з різних причин, будь то шлюб, знос деталі або неправильне встановлення. Однак важливо, що ці сили призводять до виникнення вібрації, що є вкрай небезпечним для деталей автомобіля.

У цій частині автомобіля навіть невелика вібрація може призвести до суттєвого пошкодження деталей. Руйнування стартера, колінвала та інших компонентів - це не межа при знехтуванні цим фактором. Тому важливо стежити за центром тяжіння маховика та за потребою проводити балансування.

Основи балансування

Балансування - це процес, при якому центр тяжіння повертається до геометричного центру маховика. Особливо часто проводиться після процедури полегшення цієї деталі, що нерідко практикується автомобілістами. Балансування вкрай важливе, адже інакше на двигун можуть діяти руйнівні сили.

Зазначають кілька видів дисбалансу на маховику, серед них:

• статичний;
• миттєвий;
• динамічний.

У статичному випадку на осі деталі з'являється якась маса. Через це вісь пристрою зміщується щодо осі обертання, що призводить до виникнення вібрацій. У моментальному ж додаткові маси виникають на краях деталі. Якщо маховик не рухається, то вібрації не виникають, але при обертанні можуть виявлятися вкрай сильно. Останній варіант – динамічний. Він поєднує у собі попередні види дисбалансу.

Порада! Для усунення динамічного дисбалансу нерідко проводять балансування коліс. Вона допомагає уникнути цього ефекту.

Найчастіше для усунення подібних проблем автомобіль везуть у сервіс. Там проводять ретельне балансування маховика, повертаючи центр важкості у початкове становище. Однак здійснити цю процедуру можна без сторонньої допомоги, проводячи її в домашніх умовах. Складнощів тут мінімум

Балансування маховика своїми руками

Найбільш простим рішеннямє статичне балансування. Хоча провести її можна у різний спосіб, Далі буде використовуватися один з найпростіших. Він дозволяє повністю здійснити процедуру без спеціальних інструментів.

Для початку важливо визначити точку усунення ваги. Для цього через центр маховика протягується металевий прут, який може витримати таку вагу без деформації. Якщо в його конструкції все ще є вал, можна використовувати його для цього завдання. Далі потрібно взяти дві прямі опори і закріпити їх паралельно.

Важливо! Варто проводити цю процедуру з водяним рівнем, адже найменший прорахунок може призвести до хибних висновків у процесі діагностики.

Далі маховик розміщується цих опорах. Після цього найбільш важка сторона зміщуватиметься вниз, провертаючи вісь. Це дасть зрозуміти приблизне розташування центру ваги. До речі, для цього завдання можна замінити прямі опори лещатами, затиснувши вал, на якому знаходиться деталь.

Хоча фахівці рекомендують вішати грузики для балансування, часто зайвий метал просто висвердлюється. Проблема в тому, що це не тільки призводить до зниження загальної ваги маховика, але й може привести деталь у непридатність.

Також можна проводити балансування на вазі, якщо деталі є підшипник. Задум той же, є декілька вантажів та маховик під кутом. Поступово обертаючи та визначаючи нестачу ваги, потрібно розміщувати вантажі до повного балансу деталі. Багато хто вважає такий варіант зручнішим, адже маховик ніде не закріплюється і постійно перебуває у підвішеному стані.

Найчастіше в сервісах проводиться динамічне балансування даного елемента. Вона більш надійна і швидка, а результат є абсолютним балансом деталі. Такий підхід рекомендується всім, але для цього потрібно їхати в сервіс. Самостійно провести таку процедуру практично неможливо, адже для цього потрібний спеціальний стенд із обладнанням. Крім того, тут використовується не лише маховик, а також колінвал та зчеплення.

Так що для самостійного проведенняробіт краще підійдестатичне балансування. Вона дозволяє швидко і досить непогано повернути на місце центр ваги, використовуючи лише підручні засоби. Хоча на стенді це робиться швидше і точніше, такий варіант підійдедля бюджетного ремонту

А для кращого розуміння процедури балансування маховика рекомендується переглянути це відео. Тут демонструється закріплена деталь, де можна визначити зміщення центру тяжкості. Це основа для подальших процедур балансування:

У кожному механізмі, який виконує обертальні рухи, внаслідок механічного впливуабо зношування комплектуючих виникає дисбаланс, який проявляється у вигляді вібрацій. Якщо по кузову автомобіля з набором швидкості йдуть вібрації, то є ймовірність, що з'явилося розбалансування карданного валу. Ця проблема може призвести не тільки до виходу з ладу кардана, але і всього автомобіля, що вимагатиме значних матеріальних витрат на його ремонт. Балансування можна виконати самостійно, а можна звернутись на СТО.

Якщо спостерігається вібрація карданного валу, рекомендується негайно виконати його балансування. Фото: cardan-garant.ru

Навіщо проводити балансування карданного валу

Напевно, кожен автолюбитель чув про балансування кардану, але не кожен розуміє, яка необхідність її проведення. Головна функція, яку виконує карданний вал автомобіля, полягає в передачі моменту, що крутить.

Карданний вал, що має дисбаланс, може вплинути на роботу інших суміжних деталей.

Передчасне зношування відбувається з підшипниками фланця хвостовика редуктора і вторинним валомКПП. У разі зношування хвостовика редуктора під час їзди можуть виникнути аварійні ситуації, наслідки яких можуть бути вкрай небажаними.

Основні причини появи дисбалансу

Причин появи дисбалансу досить багато. Вони різняться за своєю природою та іншими особливостями. Серед найпоширеніших можна виділити такі:

1. Неякісно виконано початкове складання карданного валу;
2. Недотримання технології під час закріплення деталей. У тому випадку, якщо баланс був знайдений, то неправильно закріплені деталі незабаром розхитаються, після чого буде потрібно балансування;
3. Низька якість використовуваних матеріалів, неправильно виконане загартування металу, з якого робиться кардан. Карданний вал, який виготовлений з металу з недостатньо високими експлуатаційними характеристиками, не витримає всіх статичних та динамічних навантажень;
4. Занадто велике навантаження. Дисбаланс з'являється навіть у випадках, коли автомобіль не використовувався протягом деякого часу;
5. Механічні ушкодження деталей, що можуть виникнути внаслідок ДТП.

Як виконати балансування карданного валу самостійно

Виникну вібрацію, що спостерігається в міру підвищення швидкості автомобіля не можна залишати без уваги, при перших ознаках необхідно вжити дії для її усунення. Щоб виконати балансування необхідно мати деякі знання та досвід.

В цілому, самостійне балансування – процес нескладний, хоча може зайняти чимало часу. Фото: static.imfast.com

Щоб провести балансування валу своїми руками, необхідно оглядова ямана яку потрібно попередньо загнати автомобіль. Також потрібно приготувати кілька вантажів із різною вагою, які використовуються під час балансування коліс. Замість них можуть підійти електроди або шматочки свинцю. Для здійснення балансування необхідно виконати такі дії:

1. По довжині поділити кардан на 2 частини;
2. Поперек умовно поділити його на 4 рівні частини. Якщо ви маєте великою кількістювільного часу, кардан можна поділити на 8 або більше частин;
3. До поверхні першої частини потрібно прикріпити вантаж вагою в 30 грам. Прикріпити його потрібно надійно, але з можливістю подальшого демонтажу;
4. Провести тестування карданного валу автомобіля. Для цього потрібно виїхати на рівну ділянку дороги та прислухатися, чи зменшилися вібрації;
5. Якщо вібрації нікуди не зникли, потрібно повернутися в гараж і перемістити вантаж, що використовується, на іншу ділянку карданного валу. Після цього здійснити повторне тестування на дорозі.

Перераховані вище дії необхідно виконувати до тих пір, поки ви не досягнете відсутності вібрацій в салоні автомобіля.

Після зведення вібрації до мінімуму, методом проб потрібно знайти оптимальну вагу грузика, що використовується. В ідеалі при правильному підборійого маси, вібрація має зникнути зовсім.

Після того, як ви знайшли оптимальну вагу грузика, необхідно жорстко зафіксувати його. Зробити це можна за допомогою електрозварювання. У тому випадку, якщо електрозварювання у вас немає, ви можете скористатися ще одним популярним методом – «холодним зварюванням», або ж затягнути вантаж металевим хомутом.

Відео-інструкцію з регулювання ви знайдете в цьому відео:

Скористайтеся послугами СТО з регулювання карданного валу

Якщо ви не маєте великої кількості вільного часу, оптимальний варіантдля усунення несправності – користуватися послугами СТО. Фото: ctokazan.ru

На сьогоднішній день балансування карданного валу пропонує практично кожна майстерня. Щоб бути впевненими як робота, виберіть перевірену майстерню, де всі роботи проводяться на високоякісному обладнанні. Вартість регулювання карданного валу для різних автомобіліввідрізняється. У середньому, регулювання карданного валу вітчизняного автомобіляобійдеться вам 3000-3500 рублів, а іномарки 4000-5000 рублів. Спеціальне обладнання дозволяє зробити балансування за короткий термін. А точність такого балансування буде на порядок вищою, ніж самостійне усуненнядисбалансу.

Процес діагностики кардан здійснюється на спеціальному стенді, який складається з декількох датчиків. Карданний вал знімають із автомобіля, встановлюють на стенд, після чого проводять аналіз геометрії валу. Вся необхідна інформація відображається на моніторі. Після цього приступають безпосередньо до балансування валу.

Балансування валу виконується одним із наступних способів:

1. На нього встановлюють пластини-балансири. При цьому маса та місце встановлення пластин визначається комп'ютерною програмою. Це дозволяє більш точно провести обчислення. Кріплення виконується за допомогою зварювання;
2. Балансування на токарному верстаті. У тому випадку, якщо геометрія валу значно пошкоджена, цей спосіб є більш ефективним. При виконанні балансування на верстаті знімається деякий шар металу, що призводить до збільшення навантаження на нього. Цей спосібє найбільш точним та надійним для балансування карданного валу.

Підсумки

Самостійно виконати балансування карданного валу не так вже й складно, даний процесДосить легкий.

Однак необхідно взяти до уваги те, що ідеально підібрати масу і місце встановлення грузика своїми руками неможливо. Згодом карданний вал знову почне вібрувати.

Щоб повністю усунути цю проблемупотрібно використовувати спеціальне обладнання. Тому, оптимальний варіант у ситуації, що склалася - звернення в СТО. З усуненням вібрації не можна, користуючись автомобілем з вібруючим карданним валомможна помітно скоротити термін експлуатації КПП та інших деталей.

Вал – деталь машин і механізмів, призначена передачі крутного моменту вздовж його поздовжньої осі. Найчастіше зустрічаються вали у зборі із встановленими ними робочими колесами, шківами, зірочками та інших.

Як і будь-яка інша механічна деталь, вал може бути неправильно встановлений в підшипникові опори, мати неоднорідності в щільності матеріалу, порушення в геометрії виготовлення і недостатньо точну посадку деталей, що обертаються разом з ним і ін. Ці вібрації можуть бути настільки значними, що можуть призвести до вигину валу та повного руйнування підшипникових вузлів та інших деталей машини. Саме тому важливо врівноважити вплив неврівноважених мас проведенням процедури балансування валу.

Раніше ми вже розглядали види неврівноваженості ротора та відповідні їм види балансування – статичну та динамічну. Було зазначено, що точність динамічного балансування на порядок вища за точність статичного балансування, і що для роторів, чий діаметр значно більший за довжину (шківи, ​​робочі колеса, зірочки), можна обмежитися проведенням тільки статичного балансування.

Що стосується випадку валів у зборі (наприклад, вал з робочим колесом) у більшості випадків можна обмежитися статичним балансуванням робочого колеса і динамічним балансуванням валу в зборі на верстаті та/або у власних опорах. Насправді ідеально збалансований вал у зборі – це вал з окремо відбалансованими деталями, потім відбалансований у зборі на верстаті, і остаточно відбалансований у власних опорах.

Як показує статистика компанії «БАЛТЕХ» – визнаного експерта в галузі балансування, – належне балансування валів машин, що обертаються, на 23%-100% збільшує термін служби крильчаток і робочих коліс, а також на 10%-25% підвищує їх корисну потужність.

Балансування валів у власних опорах необхідно довірити фахівцям технічного сервісу«БАЛТЕХ», озброєний найсучаснішим інструментарієм балансування – мобільними комплектами «ПРОТОН-Баланс-II» та BALTECH VP-3470 та програми багатоплощинного балансування BALTECH-Balance.

Головне ж виробниче спрямування компанії «БАЛТЕХ» – виробництво сучасних дорезонансних верстатів горизонтального, вертикального та автоматичного типудля роторів різних конфігурацій, ваги і габаритів. Розглянемо докладніше можливості балансувальних верстатів "Балтех" на прикладі вертикального балансувального верстата серії BALTECH VBM-7200.

Балансувальні верстати серії BALTECH VBM-7200 призначені для одноплощинного або двоплощинного балансування валів та деталей (робочих коліс, шківів, дисків та ін.) без шийок валу. Стосовно нашої нагоди балансування валів, на цих верстатах також проводять балансування ріжучого інструменту та патронів.

Процедура балансування валу займає всього кілька хвилин і включає:

• Введення геометричних параметрівбалансованого валу;
• Запуск балансованого валу в обертання та зняття автоматично розрахованих даних за величиною та кутом установки коригуючої маси.
• Встановлення/зняття коригувальної маси.

Особливо зазначимо, що висока швидкістьі точність вимірювань досягається за рахунок використання програми BALTECH-Balance, стандартні функціональні можливості якої дозволяють проводити багатоплощинне (до 4-х площин) та багатоточкове (до 16 точок) балансування з приладами вимірювання амплітуди та фази вібрації будь-яких виробників.

Щоб отримати глибокі теоретичні знаннята професійно опанувати навички роботи з балансувальними верстатамита приладами «БАЛТЕХ», рекомендуємо вам записатися на найближчий Курс ТОР-102 «Динамічний баланс» Навчальний центркомпанії Балтех.