Продовжуючи розвивати тему виробництва, пропоную читачам ознайомитися з тим, як випускають карданні вали на замовлення. Відразу скажу, це виробництво заточене під одиничні екземпляри - про масові обсяги не йдеться.
Герой нинішньої розповіді - компанія Tom Wood Driveshafts (http://www.4xshaft.com/) знаходиться в Огдені (штат Юта) і працює поки всього 13 років, але її засновник - Том Вуд - до цього працював у галузі автомеханіки два десятки років . Враховуючи те, що сам засновник є фанатом офф-роуду і людиною, яка розуміє запити цієї категорії автовласників, продукція, що виходить "з-під пера" являє собою вдалий сплав якості, надійності та ціни.
Цікаво, що виробництво карданних валів не дуже складне, але потребує навичок та обладнання. Про всі етапи цього виробництва і розповідає наша екскурсія.
Все починається з прийому замовлення, яке можна розмістити або телефоном, або електронною поштою. Технар заносить у журнал вимоги та розраховує довжину майбутнього валу, попутно відзначаючи типи карданних шарнірів і так далі:
Більшість компонентів для майбутніх валів у неї є:
Вибір труби - крок відповідальний, оскільки вони (труби) є різного діаметра і з різною товщиною стін. На цій ділянці відрізається необхідний шматок заготовки:
На токарному верстаті проводиться підготовка до зварювальних робіт:
Після того, як усі заготовки розкладені та обміряні, настає час зварювальних робіт:
Щоб уникнути вібрацій валу балансування окремих компонентів починається буквально з початку будівництва:
У міру того, як зварюються окремі частини заготовки, їх перевіряють щодо виведення через високу температуру зварювання. Якщо виведення трапилося, робітник гріє деталь у певних місцях до тих пір, поки вона не вирівнюється:
Після того, як труба зварена і виправлена, вона надходить на ділянку установки карданних шарнірів:
Ось кілька прикладів фланців, що використовуються компанією:
Після встановлення фланців та хрестовин настає час балансування валу. Спочатку - полірування за допомогою дрібного наждакового паперу:
Автомат підказує, де саме треба встановити вантажі та якої маси. Процес приклеювання грузиків триває доти, доки не буде досягнуто роботи без вібрацій:
Після цього грузики приварюються до валу:
Для захисту деталі від іржі її покривають або безбарвним лаком, або фарбують:
У тих випадках, коли потрібно, всі хрестовини набиваються мастилом:
Після цього готовий вал завертається до поліетилену і відправляється замовнику:
Приклади труб використовуються компанією для виробництва валів. Труби можуть бути до десяти сантиметрів у діаметрі:
Приклади карданних шарнірів:
Як було зазначено на початку, засновник компанії Том Вуд не цурається іноді помісити бруд.
Процес діагностики цих елементів відбувається в такий спосіб. Якщо виявити причину несправності не вдалося при візуальному огляді (у разі серйозних поломок визначити несправність можна і неозброєним), то елемент розбирається і повністю знімається з автомобіля. Його складові, що обертаються, поміщаються на балансувальний стенд, статичні ж очищаються від забруднень і скрупульозно оглядаються на наявність механічних пошкоджень.
Чим вище кутова швидкість деталі, тим більша ймовірність отримання дисбалансу, а усунути вібрацію можна тільки і виключно на складних балансирних верстатах. Причому, чим габаритніша деталь, тим складнішим має бути обладнання. Балансування карданного валу своїми руками відео спроб якої ми представили нижче, як правило, дає результати лише психологічні, але аж ніяк не реальні.
Справа в тому, що усунути баланс карданної передачі можна тільки в тому випадку, якщо точно вивірити місце та вагу дисбалансу, причому кардан повинен балансуватися виключно у зборі з хрестовинами. В умовах гаража і без балансувального обладнання це можливо тільки за умови встановлення кардана на автомобіль.
Карданний вал - механізм, що з'єднує коробку передач з редуктором заднього моста і призначений для передачі моменту, що крутить. Найбільшого поширення передача такого типу отримала на автомобілях із заднім та повним приводом.
Пристрій кардана
Карданний вал ВАЗ 2107 складається з наступних елементів:
- одна або кілька секцій із тонкостінної порожнистої труби;
- шліцеве розсувне з'єднання;
- веделка;
- хрестовина;
- підвісний підшипник;
- елементи кріплення;
- задній рухомий фланець.
Карданна передача бути одновальною або двовальною. Другий варіант передбачає використання проміжного механізму, до задньої частини якого прикріплено хвостовик зі шліцами зовні, а на передній через шарнір зафіксована ковзна втулка. В одновальних конструкціях проміжна ділянка відсутня.
Передня частина кардана кріпиться до коробки через рухливу муфту на шліцевому з'єднанні. Для цього на кінці валу є отвір із внутрішніми шліцами. Пристрій кардан передбачає подовжнє переміщення цих шліців в момент обертання. Конструкцією також передбачено підвісний підшипник, прикріплений за допомогою кронштейна до кузова. Він є додатковою точкою кріплення кардана та призначений для обмеження амплітуди його руху.
Між середнім та переднім елементом карданного валу розташована вилка. Разом з хрестовиною вона передає крутний момент при згинанні кардана. Задня частина валу прикріплена до редуктора заднього моста через фланець. Хвостовик за допомогою зовнішніх шліців входить у зачеплення з фланцем головної передачі.
Кардан є уніфікованим всім класичних моделей ВАЗ.
Хрестовина ВАЗ 2107 призначена для суміщення осей кардана та передачі моменту при згинанні його елементів. Шарнір забезпечує з'єднання виделок, прикріплених до кінців механізму. Основним елементом хрестовини є голчасті підшипники, завдяки яким кардан може рухатися. Ці підшипники вставляються в отвори виделок і фіксуються стопорними кільцями. При зносі шарніра карданний вал починає стукати під час руху. Зношена хрестовина завжди змінюється на нову.
Види карданних валів
Карданні вали бувають наступних типів:
- з шарніром рівних кутових швидкостей (ШРУС);
- із шарніром нерівних кутових швидкостей (класична конструкція);
- з напівкарданними пружними шарнірами;
- із жорсткими напівкарданними шарнірами.
Класичний кардан складається з виделки та хрестовини з голчастими підшипниками. Такими валами оснащується більшість задньопривідних автомобілів. Кардани зі ШРУС зазвичай встановлюються на позашляховиках. Це дозволяє повністю усунути вибрацію.
Механізм з пружними шарнірами складається з гумової муфти, здатної передавати момент, що крутить, при кутах не більше 8˚. Так як гума досить м'яка, кардан забезпечує плавний початок руху та запобігає різким навантаженням. Такі вали не потребують технічного обслуговування. Жорсткий напівкарданний шарнір має складну конструкцію, що передбачає передачу моменту, що крутить, завдяки зазорам в шліцевому з'єднанні. Такі вали мають ряд недоліків, пов'язаних із швидким зносом та складністю виготовлення, і в автомобільній індустрії не використовуються.
Шрусовий кардан
Недосконалість конструкції класичного кардана на хрестовинах проявляється в тому, що при великих кутах виникають вібрації і втрачається момент, що крутить. Карданний шарнір може відхилитися максимум на 30–36˚. За таких кутів механізм може заклинити або зовсім вийти з ладу. Цих недоліків позбавлені карданні вали на ШРУСах, які зазвичай складаються з:
- кульок;
- двох кілець (зовнішнього та внутрішнього) з канавками для кульок;
- сепаратора, що обмежує рух кульок.
Максимально можливий кут нахилу кардану такої конструкції становить 70˚, що помітно вище, ніж у валу на хрестовинах. Існують і інші конструкції шрусових карданів.
Кардан ВАЗ 2107 кріпиться в кількох місцях:
- задня частина фіксується болтами до фланця редуктора заднього моста;
- передня частина являє собою рухоме шліцеве з'єднання з еластичною муфтою;
- середня частина кардана кріпиться до кузова через поперечку підвісного підшипника.
Для кріплення кардану на ВАЗ 2107 використовуються чотири болти розмірністю М8х1.25х26 з конічною головкою. На них накручується гайка, що самостопориться, з кільцем з нейлону. Якщо болт при закручуванні або відкручуванні провертається, його стопорять викруткою.
Еластична муфта
Еластична муфта є проміжним елементом для з'єднання хрестовини кардану і вторинного валу коробки. Для зниження вібрації вона виготовлена із гуми високої міцності. Муфта знімається при механічних пошкодженнях для заміни або ремонту коробки передач. При встановленні старої муфти потрібно хомут відповідного розміру для її стягування. Нові еластичні муфти зазвичай продаються в комплекті з хомутом, який знімається після установки.
Демонтувати кардан ВАЗ 2107 для ремонту чи заміни можна без естакади чи підйомника. Для цього потрібно:
- ріжковий та торцевий ключі на 13;
- плоска викрутка;
- головка на 13 з коміром або тріскачкою;
- молоток;
- пасатижі.
Демонтаж кардана
Для ремонту або заміни еластичної муфти кардан потрібно зняти з автомобіля. Його демонтаж здійснюється у такому порядку:
- Стоянковим гальмом фіксуються задні колеса.
- Відкручуються чотири болти кріплення кардана до заднього редуктора.
- Відвертаються дві гайки кріплення підвісного підшипника до кузова.
- Несильним ударом молотка вал вибивається зі шліців. Якщо муфта працездатна, її не потрібно знімати.
- На кардан і фланець заднього моста наносяться мітки (насічки молотком, викруткою або зубилом), щоб при наступному складанні їх положення не змінилося. В іншому випадку можлива поява шумів та вібрацій.
Якщо шарнірах з'явився люфт, хрестовину зазвичай змінюють на нову. Справа в тому, що зношені голчасті підшипники не підлягають ремонту. Демонтаж хрестовини після зняття кардана здійснюється так:
- Спеціальним знімачом або підручними інструментами виймають стопорні кільця, що утримують склянки шарнірів у пазах.
- Завдаючи різких ударів по хрестовині молотком, знімаються склянки. Стакани, що вийшли в результаті ударів зі своїх посадкових місць, виймаються плоскогубцями.
- Посадкові місця під шарнір очищаються від забруднень та іржі дрібним наждачним папером.
- Нова хрестовина встановлюється у зворотній послідовності.
При виникненні вібрації через дисбаланс карданного валу буде потрібно його балансування. Самостійно зробити це проблематично, тому зазвичай звертаються до автосервісу. Балансують кардан в такий спосіб.
- Карданний вал встановлюють на спеціальний верстат, де вимірюють ряд параметрів.
- На одну зі сторін кардану прикріплюють вантаж і знову тестують.
- Вимірюють параметри кардану з вантажем, прикріпленим до протилежної сторони.
- Вал перевертають вал на 180 і повторюють вимірювання.
Отримані результати дозволяють відбалансувати кардан, приваривши у встановлені за результатами вимірювань місця вантажі. Після цього знову перевіряють баланс.
Кардан служить для з'єднання коробки передач і заднього (у задньопривідному автомобілі) або переднього (повнопривідних) мосту. Його завдання – передати мосту чи мостам обертання від двигуна. Взлом з'єднання цих елементів є шарнір, головна частина якого – це хрестовина. Вона має форму хреста, на кінцях якого є чашки з голчастими підшипниками.
Перш ніж проводити ремонт, потрібно визначити причину несправності. Для цього доведеться загнати автомобіль на яму або витяг. Ставимо коробку на нейтральну передачу та залазимо під машину. Оглядаємо кардан, особливу увагу слід звернути на стан сальників хрестовин. Далі, утримуючи хрестовину, обертаємо сам кардан.
Якщо хрестовина потребує заміни, люфт можна побачити відразу. Якщо люфт не буде, а будуть чути різні шуми і скрипи при обертанні, то можливо хрестовину міняти не знадобиться. Потрібно лише замінити мастило. Хрестовин у кардані дві і діагностувати потрібно обидві. Найшвидше виходить з ладу хрестовина заднього кардана, тому що на неї припадають великі навантаження. Бруд і волога при русі також потрапляють більше на задню хрестовину.
Основною ознакою виникнення розбалансування карданного валу автомобіля є поява вібрації всього корпусу машини. При цьому вона збільшується зі збільшенням швидкості руху, і в залежності від ступеня дисбалансу може виявлятися як вже на швидкості 60-70 км/год, так і більше 100 кілометрів на годину.
Як змінити хрестовину на кардані
Нерідко буває, що вібрація кардана після заміни хрестовин знову проявляє себе в, здавалося б, вже відремонтованій деталі. Це відбувається через її неправильне складання. Досвідчені майстри знають, наскільки важливо в процесі заміни хрестовини і подальшого складання карданного валу дотриматися початкового заводського положення деталей один щодо одного.
Курйозність ситуації полягає в тому, що, якщо мітки на складових кардана перед його розбиранням не були проставлені, визначити, чи правильно було здійснено складання, не вийде. Єдине, що можна порадити в цьому випадку, – це розібрати хрестовину та знову зібрати вал. Звичайно, не забувши при цьому помітити розташування його компонентів один до одного.
Нерідко буває, коли виникла вібрація, хрестовина заднього кардана стала причиною несправності, оскільки була зношена. Але й після її заміни проблема не зникла. У таких випадках є сенс ще раз перевірити балансування кожної зі складових валу. З новими деталями центрування змінилося, і, швидше за все, причина тепер у його розбалансуванні.
Важливо! Перед тим як зробити додаткове балансування валу, можна спробувати змінити розташування елементів хрестовини - інакше майстер даремно зріже з елемента шар металу.
У багатьох випадках причиною вібрації кардана стає підвісний підшипник: або люфт, що утворився в результаті його зносу, або кріплення, що розбовталися, за допомогою яких той жорстко фіксується на днище автомобіля. Якщо вібрація супроводжується гулом, то, швидше за все, справа саме у ньому. Підвісні підшипники можуть бути розбірними чи нерозбірними. Якщо перші можна відремонтувати, замінивши елементи, що вийшли з ладу, то другі доводиться міняти повністю.
Важливо! Підвісний підшипник, як і сам карданний вал, вимагає балансування. Якщо цю процедуру не зробити, то проблема може виникнути знову.
Якщо і після цього не пройшла вібрація, хрестовина може виявитися ні до чого. Відомі випадки, коли така проблема в карданному валі з'являється не в результаті поломок будь-яких його складових, а передається від двигуна або КПП. Імовірність таких несправностей мала, але зводити її до нуля теж не можна.
Якщо причиною вібрації кардана стала коробка передач, то ця несправність дасть про себе знати й іншими ознаками - наприклад, вискакуванням або прослизанням передачі (якщо йдеться про механічну коробку) або скреготом і стукотом, що з'являються в КПП при переході з однієї передачі на іншу.
Як бачите, причин виникнення вібрації при русі автомобіля безліч, і не всі вони безпосередньо пов'язані з карданним валом. Тільки якісна діагностика ходової частини автомобіля, виконана фахівцями автосервісу, здатна точно встановити її причину.
- Люфт хрестовини
- Зношування підшипника голчастого
- Знос самої хрестовини
- Витікання та відсутність мастила
- Руйнування кільця ущільнювача
- Металевий дзвін під час руху
- Шум та тріск у районі кардана
Теоретично, хрестовина дуже надійна деталь, ресурс якої має бути близько 500 000 кілометрів пробігу. Але на практиці заміна хрестовини кардана відбувається за пробігу 50-100 тисяч кілометрів. На це впливають такі фактори як умови експлуатації, фірма-виробник деталі, якість матеріалів, що застосовуються при виготовленні деталі.
Якщо ваш автомобіль часто експлуатується в районі сільської місцевості, то бруд і різні вибоїни скоротять життя вашої хрестовини в кілька разів. Найпоширеніша причина виходу з ладу хрестовини – банальна неуважність під час проведення планового техогляду. Часто на відсутність мастила не звертають уваги, поки хрестовина не нагадає про себе вібрацією, шумом чи дзвоном.
Щоб здійснити ремонт хрестовини, необхідно зняти кардан. Перед тим, як розібрати, потрібно знати деякі нюанси:
- Залити гайки медведкою, щоб кріплення легше відкручувалися.
- Поставити зубилом мітки на флянцах кардана та флянцах заднього моста. Якщо цього не зробити, можлива поява вібрації на кардані.
- Щоб не зіпсувати різьблення гайок, бажано використати вигнутий накидний ключ.
- Якщо карданні болти прокручуються, потрібно зафіксувати їх за допомогою викрутки.
Спочатку відкручуються чотири болти на карданному валі, потім знімаємо кріплення підвісного підшипника. Після цих процедур знімаємо кардан, його потрібно дістати з шліцевої сполуки КПП. Перед зняттям хрестовини шліцеву частину бажано замотати матеріалом, щоб туди не потрапив пісок. Перед тим, як зняти хрестовину, потрібно підготувати інструмент: молоток, круглогубці, товсту викрутку і круглу трубку, що підходить по діаметру.
Затискання валу в лещатах набагато полегшить роботу. Існують спеціальні знімники для зняття хрестовин, але їх часто не використовують навіть на СТО. Втім, багато гаражні умільці здатні за 10-15 хвилин змайструвати собі такий пристрій. Далі дістаються стопорні кільця. Часто, щоб їх витягти, потрібно обстукати молотком за допомогою проставки.
Ремонт буде проведено неякісно, якщо не зачистити вуха та вилку від бруду та іржі. Це робиться металевою щіткою чи наждачкою. Усі внутрішні поверхні також потрібно очистити і змастити перед встановленням нової хрестовини. Не варто забувати про канавки стопорних кілець, їх потрібно прочистити за допомогою шила або тонкої викрутки.
Далі знімаються чашки з нової хрестовини, а сама вона вставляється між вухами. При знятті чашок слід стежити, щоб голки підшипників не розсипалися. Якщо під новими чашками немає мастила, деталь варто поміняти або змастити самостійно. Чашки одягаються на хрестовину, потім їх потрібно втопити молотком, доки відкриються стопорні канавки. Завершує ремонт хрестовини заміна стопорних кілець.
Діагностика несправностей
Карданний вал ВАЗ 2107 у процесі експлуатації під впливом постійних навантажень зношується. Найбільше зносу піддається хрестовина. В результаті кардан втрачає свої оригінальні характеристики, з'являється вібрація, стукіт тощо.
Вібрація
Іноді під час руху на ВАЗ 2107 починає вібрувати кузов. Причина цього зазвичай у карданної передачі. Це може бути встановлення валу спочатку низької якості або неправильне складання вузла. Вібрація може виникнути і при механічних впливах на кардан при наїзді на перешкоди або при ДТП. Така проблема також може бути наслідком неправильного загартування металу.
Причин, що призводять до дисбалансу карданної передачі, є чимало. Вібрація може з'явитися у разі великих навантажень. Крім цього, кардан ВАЗ 2107 може деформуватися навіть за нечастої експлуатації автомобіля. Це також призведе до виникнення вібрації. У таких ситуаціях потрібне балансування або заміна вузла, причому проблема має бути усунена негайно. Інакше вібрація кардана може призвести до руйнування хрестовин та редуктора заднього моста, і вартість ремонту багаторазово зросте.
Крім цього, вібрація може виникнути через гумового елемента підвісного підшипника. Гума з часом стає менш еластичною, і баланс може порушитись. Вироблення підшипника також може призвести до вібрації кузова під час рушання з місця. Це, у свою чергу, може стати причиною передчасного виходу з хрестовин.
Несправності та зношування окремих елементів карданного валу ВАЗ 2107 в результаті тертя призводить до утворення люфтів у механізмі і, як наслідок, до появи стуків. Найчастіше причинами стукоту є:
- Несправна хрестовина. Стук з'являється в результаті зносу та руйнування підшипників. Деталь слід замінити.
- Ослаблення затягування болтів кріплення кардана. Проблема вирішується оглядом та затягуванням ослаблених з'єднань.
- Сильний знос шліцевої сполуки. І тут змінюють шлицы карданної передачі.
- Люфт підвісного підшипника. Підшипник змінюється на новий.
Для збільшення терміну служби елементів карданної передачі необхідно їх періодичне обслуговування, що передбачає мастило за допомогою спеціального шприца. Якщо хрестовини необслуговуються, при появі люфта їх просто замінюють. Підвісний підшипник та хрестовини змащуються «Літолом-24» через кожні 60 тис. км. пробігу, а шліцева частина – «Фіолом-1» через кожні 30 тис. км.
Клацання при торканні
Часто при торканні класичних моделей ВАЗ можна почути клацання. Вони мають характерний металевий звук, є наслідком люфту в якомусь елементі кардану і можуть бути спричинені такими причинами:
- вийшла з ладу хрестовина;
- виробилося шліцеве з'єднання;
- ослаблені болти кріплення кардана.
У першому випадку хрестовина змінюється новою. При виробленні шліцевого з'єднання потрібно замінити передній фланець кардана. Якщо ж це не допоможе, доведеться міняти карданний вал повністю. При ослабленні болтів кріплення їх потрібно просто надійно затягнути.
Балансування карданного валу можна проводити як власноруч, так і на СТО. У першому випадку для цього потрібне використання спеціальних інструментів та матеріалів – грузиків та хомутів. Однак краще довірити балансування працівникам станції техобслуговування, оскільки вручну неможливо з точністю обчислити масу балансиру та місце його встановлення. Існує кілька «народних» методів балансування, про які ми поговоримо далі.
Ознаки та причини розбалансування
Основною ознакою виникнення розбалансування карданного валу автомобіля є поява вібраціївсього корпусу машини. При цьому вона збільшується зі збільшенням швидкості руху, і в залежності від ступеня дисбалансу може виявлятися як вже на швидкості 60-70 км/год, так і більше 100 кілометрів на годину. Це є наслідком того, що при обертанні валу центр його тяжіння зміщується, і відцентрова сила, що виникає, як би «підкидає» автомобіль на дорозі. Додатковою ознакою до вібрації є поява характерного гулу, що виходить з-під днища машини.
Розбалансування дуже шкідливе для трансмісії та ходової частини автомобіля. Тому при її найменших ознак необхідно виконати балансування «кардана» на машині.
До таких наслідків може призвести нехтування поломкою
Причин виникнення цієї поломки є кілька. Серед них:
- природний зносдеталі за тривалої експлуатації;
- механічні деформації, що виникли внаслідок ударів чи надмірних навантажень;
- заводський брак;
- великі зазориміж окремими елементами валу (якщо він не цільний).
Вібрація, що відчувається в салоні, може виходити не від карданного валу, а від невідбалансованих коліс.
Незалежно від причин, у разі описаних вище ознак необхідно виконати перевірку наявності розбалансування. Ремонтні роботи можна виконати і у власному гаражі.
Як відбалансувати кардан у домашніх умовах
Опишемо процес балансування карданного валу своїми руками за допомогою відомого «дідівського» методу. Він нескладний, проте його виконання може зайняти достатньо багато часу. Вам обов'язково потрібна оглядова яма, на яку необхідно попередньо загнати машину. Також вам знадобляться кілька вантажів різних мас, що використовуються при балансуванні коліс. Як варіант, замість вантажівок можна використовувати нарізані шматочками електроди від зварювання.
Примітивний грузик для балансування кардану в домашніх умовах
Алгоритм роботи буде таким:
- Довжину карданного валу умовно ділять на 4 рівні частини в поперечній площині (частин може бути і більше, все залежить від амплітуди вібрацій та бажання автовласника витрачати на це багато сил та часу).
- До поверхні першої частини карданного валу надійно, але з можливістю подальшого демонтажу, прикріплюють згаданий вище вантаж. Для цього можна скористатися металевим хомутом, пластиковою стяжкою, скотчем або іншим подібним пристроєм. Замість вантажу можна використовувати електроди, яких під хомут можна підкласти одразу кілька штук. У міру зниження маси їх кількість зменшують (або навпаки зі збільшенням додають).
- Далі проводиться тестування. Для цього виїжджають машиною на рівну дорогу і аналізують, чи не зменшилася вібрація.
- Якщо нічого не змінилося, необхідно повернутися в гараж і переважити вантаж на наступний відрізок карданного валу. Після цього повторити тестування.
Монтаж вантажу на кардані
Пункти 2, 3 і 4 з наведеного списку необхідно виконувати до тих пір, поки ви не знайдете на карданному валі ділянку, на якій вантаж зменшує вібрацію. Далі аналогічно досвідченим шляхом необхідно визначити масу вантажу. В ідеалі при його правильному доборі вібрація має зникнутизовсім.
Остаточне балансування «кардана» своїми руками полягає у жорсткій фіксації обраного вантажу. Для цього бажано використовувати електрозварювання. Якщо у вас її немає, то в крайньому випадку можна скористатися популярним засобом під назвою «холодне зварювання», або добре затягнути металевим хомутом (наприклад, сантехнічним).
Балансування карданного валу в домашніх умовах
Існує ще один, хоч і менш ефективний метод діагностики. Відповідно до нього необхідно демонтувати карданний валз автомобіля. Після цього потрібно знайти або підібрати рівну поверхню (бажано ідеально горизонтальну). На неї кладуться два сталеві куточки або швелери (їх розмір неважливий) на відстані трохи менше довжини карданного валу.
Після цього ними укладається сам «кардан». Якщо він вигнутий чи деформований, його центр тяжкості зміщений. Відповідно, у цьому випадку він прокрутиться і стане таким чином, що його важча частина опиниться внизу. Це буде очевидною вказівкою автовласнику, в якій площині потрібно шукати розбалансування. Подальші дії аналогічні до попереднього методу. Тобто, на карданний вал кріпляться грузики і досвідченим шляхом обчислюються місця їхнього кріплення та маса. Природно, що грузики кріплять на протилежній сторонівід тієї, куди зміщено центр ваги валу.
Ще один ефективний метод полягає у використанні аналізатора частоти. Його можна зробити своїми руками. Однак необхідна програма, яка на ПК імітує електронний осцилограф, що показує рівень частоти коливань, що виникають при обертанні кардана. Її можна сказати з інтернету у вільному доступі.
Отже, для вимірювання звукових коливань вам знадобиться чутливий мікрофон у механічному захисті (поролон). Якщо його немає, то можна змайструвати пристосування з динаміка середнього діаметра та металевого прута, який передаватиме на нього звукові коливання (хвилі). Для цього центр динаміка приварюється гайка, в яку вставляється металевий прут. На виходи динаміка припаюється провід зі штекером, який приєднується на вхід мікрофона до ПК.
- Привідну вісь автомобіля вивішують, даючи колесам вільно обертатися.
- Водій машини «розганяє» її до швидкості, на якій зазвичай виникає вібрація (зазвичай це 60...80 км/год, і подає сигнал людині, яка проводить вимірювання).
- Якщо ви користуєтеся чутливим мікрофоном, досить близько піднести його до місця нанесення міток. Якщо ж у вас динамік з металевим щупом, його попередньо потрібно закріпити до місця, максимально наближеного до нанесених міток. Результат фіксується.
- На карданний вал наносять умовні чотири мітки по колу через кожні 90 градусів і нумерують їх.
- До однієї з міток приєднують тестовий грузик (масою 10...30 грам) за допомогою стрічки або хомута. Також можна використовувати безпосередньо болтове з'єднання хомута як грузик.
- Далі проводяться виміри з грузиком кожному з чотирьох місць у послідовності з нумерацією. Тобто чотири виміри з переміщенням вантажу. Результати амплітуди коливань фіксуються на папері чи комп'ютері.
Місце розташування дисбалансу
Результатом проведених експериментів будуть числові значення напруги на осцилографі, що відрізняються один від одного за величиною. Далі необхідно побудувати схему в умовному масштабі, який відповідав числовим значенням. Малюється коло з чотирма напрямками, що відповідають розташування вантажу. Від центру цим осям в умовному масштабі наносяться відрізки за отриманими даними. Потім слід графічно розділити навпіл відрізки 1-3 і 2-4 перпендикулярними відрізками. Від середини кола через точку перетину останніх відрізків малюється промінь до перетину з коло. Це і буде точка розташування дисбалансу, яку потрібно компенсувати (див. рисунок).
Шукана точка розташування компенсаційного вантажу буде на діаметрально протилежному кінці. Щодо маси грузика, то вона обчислюється за формулою:
- маса дисбалансу - потрібне значення маси встановлюваного дисбалансу;
- рівень вібрації без пробного вантажу – значення напруги по осцилографу, виміряне до встановлення пробного вантажу на кардан;
- середнє значення рівня вібрації - середнє арифметичне між чотирма вимірами напруги по осцилографу при встановленні пробного вантажу в чотирьох зазначених точках на кардані;
- значення маси пробного вантажу - значення маси встановленого експериментального вантажу у грамах;
- 1,1 – поправочний коефіцієнт.
Зазвичай маса встановлюваного дисбалансу становить 10...30 грам. Якщо у вас з якихось причин не вдалося точно обчислити масу дисбалансу, можна встановити її експериментальним шляхом. Головне, знати місце установки, а значення маси коригувати у процесі їзди.
Однак, як показує практика, самостійне балансування карданного валу описаним вище методом лише частково усуває проблему. На машині можна ще їздити тривалий час без істотних вібрацій. Але повністю її позбудеться не вдасться. Тому інші деталі трансмісії та ходової працюватимуть при ній. А це негативно позначається на їхній працездатності та ресурсі. Тому навіть після проведення самостійного балансування потрібно звернутись із цією проблемою на станцію технічного обслуговування.
Технологічний метод ремонту
Верстат для балансування карданів
Але якщо для такої справи не шкода 5 тис. руб. саме такою буде ціна балансування валу в майстерні, то рекомендуємо вирушити до фахівців. Виконання діагностики у ремонтних майстернях передбачає використання спеціального стенду для динамічного балансування. Для цього карданний вал демонтують із машини та встановлюють на нього. До складу приладу входить кілька датчиків і контрольних поверхонь. Якщо вал розбалансований, то при обертанні він торкатиметься своєю поверхнею згаданих елементів. Так аналізується геометрія та її викривлення. Вся інформація відображається на моніторі.
Виконання ремонтних робіт може виконуватись різними методами:
- Установка пластин-балансиров безпосередньо на поверхні карданного валу. При цьому їх маса та місце встановлення точно обчислюється комп'ютерною програмою. А кріпляться вони за допомогою заводського зварювання.
- Балансування карданного валу на верстаті. Цей метод використовується у разі значного пошкодження геометрії елемента. Адже при цьому часто доводиться знімати певний шар металу, що неминуче призводить до зниження міцності валу та збільшення навантаження на нього в режимах нормальної роботи.
Подібний верстат для балансування карданних валів власноруч зробити не вийде, оскільки він дуже складний. Однак без його використання якісне та надійне балансування виконати не вдасться.
Підсумки
Збалансувати кардан самому в домашніх умовах цілком реально. Однак необхідно розуміти, що самостійно неможливо підібрати ідеальну масу противаги та місце його встановлення. Тому самостійний ремонт можливий лише у разі незначних вібрацій або як тимчасовий метод рятування від них. В ідеалі потрібно їхати на станцію техобслуговування, де вам збалансують кардан на спеціальному верстаті.
