Veovõlli tasakaalustamine: põhjalik juhend

Kujutage ette, et juhite veoautot ja tunnete järsku teravat vibratsiooni või kuulete valju kolinat kiirendamisel või käiku vahetades. See on enamat kui lihtsalt ebameeldivus – see võib viidata tasakaalustamata kardaanvõllile. Inseneride ja tehnikute jaoks viitavad sellised vibratsioonid ja mürad efektiivsuse langusele, komponentide kiirenenud kulumisele ja potentsiaalselt kulukatele seisakutele, kui neid ei ravita.

Selles põhjalikus juhendis pakume praktilisi lahendusi kardaanvõlli tasakaalustamise probleemidele. Saate teada, mis on kardaanvõll ja miks see vajab tasakaalustamist, tunnete ära levinumad rikked, mis põhjustavad vibratsiooni või müra, ja järgite selget samm-sammult dünaamilise kardaanvõlli tasakaalustamise protsessi. Neid parimaid tavasid rakendades saate säästa remondikuludelt raha, vähendada tõrkeotsingu aega ja tagada, et teie masin või sõiduk töötab usaldusväärselt minimaalse vibratsiooniga.

Sisukord

• 1. Ajovõlli tüübid
• 2. Universaalliigendi ajami rikkeid
• 3. Ajovõlli tasakaalustamine
• 4. Kaasaegsed tasakaalustusmasinad ajamivõllide jaoks
• 5. Ettevalmistus ajamivõlli tasakaalustamiseks
• 6. Ajovõlli tasakaalustamise protseduur
• 7. Jäikade rootorite soovitatavad tasakaalustamise täpsusklassid

1. Ajovõlli tüübid

Kardaanajam (ajam) on mehhanism, mis edastab pöördemomenti kardaanide vahel, mis ristuvad kardaanliigese keskpunktis ja võivad üksteise suhtes nurga all liikuda. Sõidukis edastab veovõlli abil pöördemomenti käigukastist (või ülekandekastist) veetavate telgedeni, kui tegemist on klassikalise või täispöördelise ajamiga. Universaalliigendiga ühendatakse täisajamiga sõidukite puhul tavaliselt käigukasti veovõlli ülekandekasti veovõlliga ja ülekandekasti veovõllid veetavate telgede peajõude.

Raamile paigaldatud seadmed (näiteks käigukast ja jaotuskast) saavad üksteise suhtes liikuda oma tugede ja raami enda deformatsiooni tõttu. Samal ajal on veoteljed raami külge kinnitatud vedrustuse kaudu ja saavad raami ja sellele paigaldatud seadmete suhtes liikuda vedrustuse elastsete elementide deformatsiooni tõttu. See liikumine võib muuta mitte ainult seadmeid ühendavate veovõllide nurki, vaid ka seadmete vahelist kaugust.

Kardaanajamil on oluline puudus: võllide ebaühtlane pöörlemine. Kui üks võll pöörleb ühtlaselt, siis teine mitte, ja see ebaühtlus suureneb koos võllitevahelise nurga suurenemisega. See piirang takistab kardaanajami kasutamist paljudes rakendustes, näiteks esiveoliste sõidukite jõuülekandes, kus peamine probleem on pöördemomendi ülekandmine pöörlevatele ratastele. Seda puudust saab osaliselt kompenseerida, kui kasutada ühel võllile topeltuniversaalliigendit, mis on üksteise suhtes veerand pööret pööratud. Rakendustes, mis nõuavad ühtlast pöörlemist, kasutatakse selle asemel tavaliselt püsikiiruselisi liigendeid (CV-liigendid). CV-liigendid on arenenum, kuid ka keerulisem konstruktsioon, mis täidab sama eesmärki.

Kardaanajamid võivad koosneda ühest või mitmest kardaanliigendist, mis on ühendatud ajamitelgede ja vaheseinte abil.

Joonis 1. Kardaanajami skeem: 1, 4, 6 - veovõllid; 2, 5 - kardaanliigendid; 3 - kompenseeriv ühendus; u1, u2 - võllide vahelised nurgad.

Üldiselt koosneb kardaanliigendi ajam kardaanliigenditest 2 ja 5, veovõllidest 1, 4 ja 6 ning kompenseerivast ühendusest 3. Mõnikord on veovõll paigaldatud sõiduki raami risttala külge kinnitatud vahetoele. Kardaanliigendid tagavad pöördemomendi ülekande võllide vahel, mille teljed ristuvad nurga all. Kardaanliigendid jagunevad mitteühtlase kiirusega ja püsikiirusega liigenditeks. Mitteühtlase kiirusega liigendid liigitatakse edasi elastseteks ja jäikadeks. Püsikiirusega liigendid võivad olla jagamissoontega kuulliigendid, jagamishoovaga kuulliigendid ja nukkliigendid. Need paigaldatakse tavaliselt juhtivate juhitavate rataste ajamisse, kus võllide vaheline nurk võib ulatuda 45°-ni ja kardaanliigendi kese peab kokku langema ratta pöörlemistelgede ja pöördetelje lõikepunktiga.

Elastsed universaalsed liigendid edastavad pöördemomenti võllide vahel, mille teljed ristuvad 2...3° nurga all ühenduselementide elastse deformatsiooni tõttu. Jäik mitteühtlase kiirusega liigend edastab pöördemomenti ühelt võllilt teisele jäikade osade liikuva ühenduse kaudu. See koosneb kahest hargist – 3 ja 5, mille silindrilistesse aukudesse on laagritele paigaldatud ühenduselemendi – risti 4 – otsad A, B, V ja G. Hargid on jäigalt ühendatud võllidega 1 ja 2. Hark 5 saab pöörelda ümber risti telje BG ja samaaegselt koos ristiga pöörelda ümber telje AV, võimaldades seeläbi pöörlemise ülekandumist ühelt võllilt teisele, mille vahel on muutuv nurk.

Joonis 2. Jäiga ebaühtlase kiirusega universaalliigendi skeem

Kui võll 7 pöörleb ümber oma telje nurga α võrra, siis pöörleb võll 2 sama aja jooksul nurga β võrra. Seos võllide 7 ja 2 pöördenurkade vahel on määratud avaldisega tanα = tanβ * cosγ, kus γ on nurk, mille all võllide teljed paiknevad. See avaldis näitab, et nurk β on mõnikord väiksem, võrdne või suurem kui nurk α. Nende nurkade võrdsus ilmneb võlli 7 iga 90° pöörde järel. Seega võlli 1 ühtlase pöörlemise korral on võlli 2 nurkkiirus ebaühtlane ja muutub vastavalt sinusoidaalsele seadusele. Võlli 2 pöörlemise ebaühtlus muutub olulisemaks, kui võlli telgede vaheline nurk γ suureneb.

Kui võlli 2 ebaühtlane pöörlemine kantakse üle üksuste võllidele, tekivad ülekandes täiendavad pulseerivad koormused, mis suurenevad koos nurgaga γ. Et vältida võlli 2 ebaühtlase pöörlemise ülekandumist üksuste võllidele, kasutatakse universaalajamites kahte universaalliigendit. Need on paigaldatud nii, et nurgad γ1 ja γ2 on võrdsed; universaalliigeste kahvlid, mis on kinnitatud ebaühtlaselt pöörlevale võllile 4, peaksid asetsema samal tasandil.

Universaalliigendi ajamite põhiosade konstruktsioon on näidatud joonisel 3. Ebaühtlase kiirusega universaalliigend koosneb kahest hargist (1), mis on ühendatud ristiga (3). Ühel hargil on mõnikord äärik, teine aga keevitatud veovõlli toru külge või on sellel hargiga ots (6) (või hülss) veovõlliga ühendamiseks. Risti tihvtid on paigaldatud mõlema hargi aasadesse nõellaagritel (7). Iga laager on paigutatud korpusesse (2) ja kinnitatud hargi aasa korgiga, mis on hargi külge kinnitatud kahe poldiga, mis on lukustatud seibi sakkidega. Mõnel juhul on laagrid hargidesse kinnitatud lukustusrõngastega. Laagri määrde säilitamiseks ja selle kaitsmiseks vee ja mustuse eest on olemas kummist isepingulduv tihend. Risti sisemine õõnsus on täidetud määrdega läbi määrdenipli, mis jõuab laagriteni. Ristil on tavaliselt kaitseklapp, mis kaitseb tihendit kahjustuste eest, mis on tingitud risti pumbatava määrde rõhust. Hargiga ühendust (6) määritakse määrdenipli (5) abil.

Joonis 3. Jäiga ebaühtlase kiirusega universaalliigendi üksikasjad

Jäikade mitteühtlase kiirusega universaalliigenditega ühendatud võllide telgede vaheline maksimaalne nurk ei ületa tavaliselt 20°, kuna suuremate nurkade korral väheneb efektiivsus oluliselt. Kui võllide telgede vaheline nurk varieerub vahemikus 0...2%, deformeeruvad nõellaagrid risti pöördtappide pöördtappide tõttu, mis põhjustab universaalliigendite kiire rikke.

Kiirete roomiksõidukite käigukastides kasutatakse sageli hammasratassiduri tüüpi universaalseid liigendeid, mis võimaldavad pöördemomendi ülekandmist võllide vahel, mille teljed ristuvad kuni 1,5...2° nurga all.

Ajovõllid valmistatakse tavaliselt torukujuliselt, kasutades spetsiaalseid terasest õmblusteta või keevitatud torusid. Kardaanühenduste jokid, spinnitud muhvid või otsad keevitatakse torude külge. Ajovõllile mõjuvate põikekoormuste vähendamiseks tehakse dünaamiline tasakaalustamine koos monteeritud kardaanliigenditega. Tasakaalustamatust korrigeeritakse, keevitades tasakaalustusplaadid veovõlli külge või mõnikord paigaldades tasakaalustusplaadid universaalliigendite laagrikorkide alla. Keermestatud ühendusdetailide suhteline asend pärast kardaanajami kokkupanekut ja tasakaalustamist tehases märgistatakse tavaliselt spetsiaalsete siltidega.

Kardaanajami kompenseeriv ühendus on tavaliselt valmistatud splain-liitmetena, mis võimaldab kardaanajami osade aksiaalset liikumist. See koosneb spinnitud otsast, mis sobitub universaalliigese ajami spinnitud muhviga. Määrde viiakse spinniühendusse määrdeühendusega või kantakse seda kokkupaneku ajal ja asendatakse pärast sõiduki pikemaajalist kasutamist. Tavaliselt paigaldatakse tihend ja kate, et vältida määrde lekkimist ja saastumist.

Pikkade veovõllide puhul kasutatakse üldjuhul universaallülitusajamites vahepealseid tugesid. Vahepealne tugi koosneb tavaliselt sõiduki raami risttala külge polditud klambrist, milles on kummist kummirõngasse paigaldatud kuullaager. Laager on mõlemalt poolt suletud korkidega ja sellel on määrimisseade. Elastne kummirõngas aitab kompenseerida paigaldamise ebatäpsusi ja laagri paigutusvead, mis võivad tekkida raami deformatsioonide tõttu.

Nõelalaagritega kardaanliigend (joonis 4a) koosneb juppidest, ristist, nõelalaagritest ja tihenditest. Nõelalaagritega tassid on paigaldatud risttõlvidele ja tihendatakse tihenditega. Tassid kinnitatakse jokkide külge kruvidega kinnitatud nipsrõngaste või korkidega. Universaalühendusi õlitatakse ristis olevate sisepuuride kaudu määrdeühenduste kaudu. Liigendis oleva liigse õlirõhu kõrvaldamiseks kasutatakse kaitseklappi. Vedava jupi ühtlase pöörlemise ajal pöörleb veetav jupp ebaühtlaselt: see liigub ettepoole ja jääb taha vedavast jupist kaks korda ühe pöörde kohta. Ebaühtlase pöörlemise kõrvaldamiseks ja inertskoormuse vähendamiseks kasutatakse kahte universaalliigendit.

Eesmiste veorataste ajamile on paigaldatud püsikiirusega kardaanliigendid. GAZ-66 ja ZIL-131 sõidukite konstantse kiirusega liigendajam koosneb juppidest 2, 5 (joonis 4b), neljast kuulist 7 ja keskmisest kuulist 8. Ajamijupp 2 on lahutamatult seotud sisemise teljevõlliga, samas kui ajamijupp on sepistatud koos välimise teljevõlliga, mille otsa on kinnitatud ratta telje rummu. Ajamomendi ülekandmine õlgelt 2 õlgele 5 toimub kuulide 7 kaudu, mis liiguvad mööda õlgades olevaid ringikujulisi soone. Keskne kuul 8 on keskel paiknevate juppide tsentreerimiseks ja seda hoiavad paigal tihvtid 3, 4. Juppide 2, 5 pöörlemissagedus on sama, kuna mehhanism on sümmeetriline juppide suhtes. Võlli pikkuse muutumine on tagatud jokkide ja võlli vabade hammasrataste ühendustega.

Joonis 4. Universaalliigendid: a - universaalliigend: 1 - kork; 2 - tass; 3 - nõelalaager; 4 - tihend; 5, 9 - jupid; 6 - kaitseklapp; 7 - rist; 8 - määrdeühendus; 10 - kruvi; b - püsikiirusega universaalliigend: 1 - sisemine teljevõlli; 2 - ajamijupp; 3, 4 - nööbid; 5 - ajamijupp; 6 - väline teljevõlli; 7 - kuul; 8 - keskkuulik.

2. Universaalliigendi ajami rikkeid

Rikked universaallülitusajamites ilmnevad tavaliselt universaallülituste teravate koputuste kujul, mis tekivad sõiduki liikumise ajal, eriti käiguvahetuste ja mootori väntvõlli pöörlemiskiiruse järsu suurenemise ajal (näiteks mootori pidurdamiselt kiirendamisele üleminekul). Universaalliigendi rikke märgiks võib olla selle kuumenemine kõrgele temperatuurile (üle 100 °C). See juhtub kardaanliigendi pukside ja tihvtide, nõelalaagrite, ristide ja hammasliidete märkimisväärse kulumise tõttu, mille tulemuseks on kardaanliigendi paigutusviga ja nõelalaagrite märkimisväärne löögi telgkoormus. Kardaanliigendi risti korktihendite kahjustused põhjustavad kandekonksu ja selle laagri kiire kulumise.

Hoolduse käigus kontrollitakse kardaanliigendi ajamit, pöörates käega järsult veovõlli mõlemas suunas. Võlli vaba pöörlemise ulatus määrab kindlaks kardaanliigendite ja hammasliitmike kulumise. Iga 8-10 tuhande kilomeetri järel kontrollitakse käigukasti veovõlli äärikute ja peajõuseadme ajamivõlli poltühenduste seisundit otsakeste kardaanliigendite äärikutega ning veovõlli vahetusmuhvi kinnitust. Samuti kontrollitakse hammasrattaühenduste kummist saapaid ja universaallülituse risti korktihendeid. Kõik kinnituspoldid peavad olema täielikult pingutatud (pingutusmoment 8-10 kgf-m).

Kardaanühenduste nõelalaagreid määritakse vedela õliga, mida kasutatakse jõuülekandeüksuste puhul; enamiku sõidukite hammasliiteid määritakse määrdedega (US-1, US-2, 1-13 jne.); nõelalaagrite määrimine määrdeainega on rangelt keelatud. Mõnes sõidukis on hammasliitmikud määritud ülekandeõliga. Vahepealne tugilaager, mis on paigaldatud kummist muhvi, ei vaja praktiliselt määrimist, kuna see määritakse tehases kokkupaneku ajal. ZIL-130 sõiduki tugilaagrit määritakse regulaarse hoolduse käigus (iga 1100-1700 km järel) rõhuühendusega määrdeainega.

Joonis 5. Universaalliigendi ajam: 1 - äärik veovõlli kinnitamiseks; 2 - universaalliigendi rist; 3 - universaalliigendi jupp; 4 - liugjupp; 5 - veovõlli toru; 6 - suletud otsaga nõelarull-laager.

Kardaanajam koosneb kahest nõelalaagritega kardaanliigendist, mis on ühendatud õõnes võlli ja evoluutsete hammastega liuguriga. Et tagada usaldusväärne kaitse mustuse eest ja hammaslihviühenduse hea määrimine, on liugjupp (6), mis on ühendatud käigukasti sekundaarvõlliga (2), paigutatud käigukasti korpuse külge kinnitatud pikendusse (1). Lisaks suurendab selline splainelise ühenduse asukoht (väljaspool liitsõlmede vahelist tsooni) oluliselt universaalkäigukasti jäikust ja vähendab võlli vibratsiooni tõenäosust, kui libisev splaineline ühendus kulub ära.

Veovõll on valmistatud õhukeseinalisest elektrikeevitatud torust (8), millesse on mõlemast otsast pressitud kaks identset hargi (9) ja seejärel kaarkeevitusega kokku keevitatud. Risti (25) nõellaagri korpused (18) on pressitud harkide (9) aasadesse ja kinnitatud vedrukinnitusrõngastega (20). Iga universaalliigendi laager sisaldab 22 nõela (21). Ristide väljaulatuvatele pöördtappidele on pressitud stantsitud korgid (24), millesse on paigaldatud korgirõngad (23). Laagreid määritakse risti keskel olevasse keermestatud auku keeratud nurgelise määrdenipli (17) abil, mis on ühendatud risti pöördtappides olevate kanalitega. Universaalliigendi risti vastasküljel asub selle keskel kaitseklapp (16), mis on ette nähtud liigse määrde vabastamiseks risti ja laagrite täitmisel ning rõhu tekkimise vältimiseks risti sees töötamise ajal (klapp aktiveerub rõhul umbes 3,5 kg/cm²). Kaitseklapi lisamise vajadus tuleneb asjaolust, et liigne rõhu tõus risti sees võib põhjustada korgitihendite kahjustumist (väljasurumist).

Joonis 6. Käiguvõlli kokkupanek: 1 - käigukasti pikendus; 2 - käigukasti sekundaarvõll; 3 ja 5 - mustusepüüdjad; 4 - kummitihendid; 6 - liugjupp; 7 - tasakaalustusplaat; 8 - veovõlli toru; 9 - jupp; 10 - äärikjupp; 11 - polt; 12 - tagatelje veoratta äärik; 13 - vedruseib; 14 - mutter; 15 - tagatelg; 16 - turvaventiil; 17 - nurklihv; 18 - nõelalaager; 19 - jupi silm; 20 - vedru kinnitusrõngas; 21 - nõel; 22 - torusäärne seib; 23 - korgiring; 24 - stantsitud kork; 25 - rist.

Mõlema universaalliigendiga kokku pandud veovõll on mõlemast otsast hoolikalt dünaamiliselt tasakaalustatud, keevitades toru külge tasakaalustusplaadid (7). Seetõttu tuleb võlli lahtivõtmisel kõik selle osad hoolikalt märgistada, et neid saaks algsele kohale tagasi kokku panna. Selle juhise eiramine härib võlli tasakaalu, põhjustades vibratsioone, mis võivad kahjustada käigukasti ja sõiduki keret. Kui üksikud osad kuluvad, eriti kui toru löögi tõttu paindub ja võlli dünaamiline tasakaalustamine pärast kokkupanekut muutub võimatuks, tuleb kogu võll välja vahetada.

Võimalikud veovõlli talitlushäired, nende põhjused ja lahendused

Tõrke põhjus	Lahendus
Ajovõlli vibratsioon
1. Takistusest tingitud võlli paindumine	1. Sirgestage ja tasakaalustage kokku pandud võlli dünaamiliselt või vahetage kokku pandud võlli välja.
2. Laagri ja ristkandmise kulumine	2. Asendage laagrid ja ristid ning tasakaalustage kokku pandud võlli dünaamiliselt.
3. Pikendushülsside ja liugjupi kulumine	3. Asendage pikendus ja liugjupp ning tasakaalustage kokkupandud võll dünaamiliselt.
Koputused käivitamisel ja rannikulöögi ajal
1. Liuguri hammasrataste või sekundaarse käigukasti võlli kulumine	1. Vahetage kulunud osad välja. Liugraua vahetamisel tasakaalustage kokkupandud võlli dünaamiliselt.
2. Lahtised poldid, mis kinnitavad ääriku jupi tagatelje käigukasti ääriku külge.	2. Pingutage poldid
Õli viskamine universaalliigendi tihenditest
Korkrõngaste kulumine universaallülituste tihendites	Asendage korgirõngad, säilitades kokkupaneku ajal kõigi ajamivõlli osade suhtelise asendi. Kui ristid ja laagrid on kulunud, vahetage laagrid ja ristid välja ning tasakaalustage kokkupandud võlli dünaamiliselt.

3. Ajovõlli tasakaalustamine

Pärast veovõlli parandamist ja kokkupanekut tasakaalustatakse see dünaamiliselt masinaga. Üks tasakaalustusmasina konstruktsioon on näidatud joonisel 7. Masin koosneb plaadist (18), pendliraamist (8), mis on paigaldatud neljale vertikaalsele elastsele vardale (3), mis tagab selle võnkumise horisontaaltasandil. Pendliraami (8) pikitorudele on paigaldatud kronstein ja esiotsak (9), mis on kinnitatud kronsteini (4) külge. Tagumine päitser (6) on liikuva traaversi (5) peal, mis võimaldab erineva pikkusega veovõllide dünaamilist tasakaalustamist. Peapoti spindlid on paigaldatud täpsete kuullaagritega. Eesmise peapoti (9) spindlit ajab masinapõhja paigaldatud elektrimootor kiilrihmaülekande ja vahevõlli kaudu, millele on paigaldatud jäseme (10) (astmeline ketas). Lisaks on masinaplaadile (18) paigaldatud kaks sissetõmmatavate lukustustihvtidega (17) varustatud statiivi (15), mis tagavad pendliraami esi- ja tagumise otsa kinnitamise sõltuvalt veovõlli esi- või tagumise otsa tasakaalustatusest.

Joonis 7. Dünaamiline tasakaalustusmasin ajamivõllide jaoks

1-klamber; 2-damper; 3-elastiline varras; 4-käepide; 5-liigutatav traversaal; 6-taustaplaat; 7-ristvarras; 8-pendliraam; 9-esimene ajamiplaat; 10-kõõluseadme ketas; 11-milivoltmeeter; 12-kommutaator-korrektsioonivõlli haru; 13-magnetoelektriline andur; 14-fikseeritud statiiv; 15-fiksaatori statiiv; 16-tugi; 17-fiksaator; 18-tugiplaat.

Fikseeritud statiivid (14) on paigaldatud masinaplaadi tagaküljele ja neile on paigaldatud magnetoelektrilised andurid (13), mille vardad on ühendatud pendliraami otstega. Raami resonantsvibratsiooni vältimiseks on kronsteinide (4) alla paigaldatud õliga täidetud summutid (2).

Dünaamilise tasakaalustamise käigus paigaldatakse ja kinnitatakse masinale libiseva hargiga kardaanvõlli komplekt. Kardaanvõlli üks ots on äärikhargi abil ühendatud esimese ajamipea äärikuga ja teine ots libiseva hargi tugikaela abil tagumise peapea hammashülsi külge. Seejärel kontrollitakse kardaanvõlli pöörlemise kergust ja masina pendelraami üks ots fikseeritakse fiksaatori abil. Pärast masina käivitamist pööratakse alaldi haru vastupäeva, viies millivoltmeetri nõela maksimaalse näiduni. Millivoltmeetri näit vastab tasakaalustamatuse suurusele. Millivoltmeetri skaala on gradueeritud gramm-sentimeetrites või vastukaalu grammides. Alaldi haru vastupäeva pööramist jätkates nullitakse millivoltmeetri näit ja masin peatatakse. Alaldi haru näidu põhjal määratakse nurknihe (tasakaalustamatuse nihke nurk) ja kardaanvõlli käsitsi pöörates seatakse see väärtus vahevõlli harule. Tasakaalustusplaadi keevituskoht on kardaanvõlli ülaosas ja raskusega osa allosas korrektsioonitasandis. Seejärel kinnitatakse tasakaalustusplaat ja seotakse see õhukese traadiga keevisõmblusest 10 mm kaugusel kinni, käivitatakse masin ja kontrollitakse kardaanvõlli otsa tasakaalu plaadiga. Tasakaalustamatus ei tohiks olla suurem kui 70 g cm. Seejärel, vabastades pendli raami ühe otsa ja kinnitades teise otsa fiksaatori alusega, teostatakse kardaanvõlli teise otsa dünaamiline tasakaalustamine vastavalt eespool kirjeldatud tehnoloogilisele järjestusele.

Ajovõllidel on mõned tasakaalustavad omadused. Enamiku osade puhul on dünaamilise tasakaalustamise aluseks tugikaelad (nt elektrimootorite rootorid, turbiinid, spindlid, väntvõllid jne), kuid ajamivõllide puhul on selleks äärikud. Kokkupaneku ajal tekivad erinevates ühendustes vältimatud tühimikud, mis põhjustavad tasakaalustamatust. Kui tasakaalustamise käigus ei ole võimalik saavutada minimaalset tasakaalustamatust, lükatakse võll tagasi. Tasakaalustamise täpsust mõjutavad järgmised tegurid:

• Vahe ajamivõlli ääriku maandumisrihma ja vasaku ja parema tugiotsakute kinnitusääriku sisemise augu vahelises ühenduses;
• ääriku aluspindade radiaal- ja otsakuti;
• Hinge- ja hammasliidete lüngad. Hammasliidete õõnsuses olev määrdeaine võib põhjustada "ujuvat" tasakaalustamatust. Kui see takistab vajaliku tasakaalustustäpsuse saavutamist, tasakaalustatakse veovõlli ilma määrdeaineta.

Mõned tasakaalustamatused võivad olla täiesti parandamatud. Kui ajamivõlli kardaanliigendites täheldatakse suurenenud hõõrdumist, suureneb korrigeerimistasandite vastastikune mõju. See toob kaasa tasakaalustamise jõudluse ja täpsuse vähenemise.

Vastavalt standardile OST 37.001.053-74 on kehtestatud järgmised tasakaalustamatuse standardid: kahe liigendiga (kahe toega) kardaanvõllid tasakaalustatakse dünaamiliselt ja kolme liigendiga (kolme toega) kardaanvõllid – kokkupanduna vahetoega; üle 5 kg kaaluvate kardaanvõllide ja haakeseadiste äärikud (haagid) tasakaalustatakse enne võlli või haakeseadise kokkupanekut staatiliselt; kolme liigendiga kardaanvõllide mõlemas otsas või vahetoel olevate kardaanvõllide jääktasakaalustamatuse norme hinnatakse eritasakaalustamatuse abil;

Võlli mõlemas otsas või vaheltbal, samuti kolmeliigendiga kardaanvõllide puhul tasakaalustusstendi mis tahes asendis ei tohiks maksimaalne lubatud jääktasakaalustamatuse norm ületada: sõiduautode ja väikeveokite (kuni 1 t) ning väga väikeste busside käigukastidel – 6 g-cm/kg, ülejäänud osadel – 10 g-cm/kg. Kardaanvõlli või kolmeliigendiga kardaanvõlli maksimaalne lubatud jääktasakaalustamatuse norm tasakaalustusstendil peaks olema tagatud pöörlemissagedusel, mis vastab nende sagedustele käigukastis sõiduki maksimaalsel kiirusel.

Veoautode, mille kandevõime on 4 t ja rohkem, väikeste ja suurte busside kardaanvõllide ja kolmeliigendiliste kardaanvõllide puhul on lubatud tasakaalustusstendil pöörlemissagedust vähendada ülekandevõllide pöörlemissageduse võrra 70%-ni sõiduki maksimaalsel kiirusel. Vastavalt standardile OST 37.001.053-74 peaks kardaanvõllide tasakaalustav pöörlemissagedus olema võrdne järgmisega:

n_b = (0,7 ... 1,0) n_r,

kus n_b – tasakaalustav pöörlemissagedus (peaks vastama stendi peamistele tehnilistele andmetele, n=3000 min-1)^-1; n_r – maksimaalne tööpöörlemissagedus, min^-1.

Tegelikkuses ei saa ajamivõlli tasakaalustada soovitatud pöörlemissageduse juures, kuna liigendites ja hammasliitmikes on vahe. Sellisel juhul valitakse teine pöörlemissagedus, millega see tasakaalustub.

4. Kaasaegsed tasakaalustusmasinad ajamivõllide jaoks

Joonis 8. Tasakaalustusmasin kuni 2 meetri pikkustele ja kuni 500 kg kaaluvatele ajamitelgedele

Mudelil on 2 statiivi ja see võimaldab tasakaalustamist 2 parandustasandil.

Tasakaalustusmasin kuni 4200 mm pikkustele ja kuni 400 kg kaaluvatele ajamitelgedele

Joonis 9. Tasakaalustusmasin kuni 4200 mm pikkustele ja kuni 400 kg kaaluvatele ajamitelgedele

Mudelil on 4 statiivi ja see võimaldab tasakaalustamist korraga 4 korrigeerimistasandil.

Joonis 10. Horisontaalne kõva laagri tasakaalustusmasin ajamivõllide dünaamiliseks tasakaalustamiseks

1 - Tasakaalustatav element (ajamivõlli); 2 - masina alus; 3 - masina toed; 4 - masina ajam; Masina toe konstruktsioonielemendid on näidatud joonisel 9.

Joonis 11. Masina tugielemendid ajamivõllide dünaamiliseks tasakaalustamiseks

1 - Vasakpoolne reguleerimata tugi; 2 - Vahepealne reguleeritav tugi (2 tk); 3 - Paremal asuv reguleerimata fikseeritud tugi; 4 - Tugiraami lukustuskäepide; 5 - Liikuv tugiplatvorm; 6 - Tugi vertikaalse reguleerimise mutter; 7 - Vertikaalasendi lukustuskäepidemed; 8 - Tugi klamber; 9 - Vahepealne laagri liikuv klamber; 10 - Klambri lukustuskäepide; 11 - Klambrilukk; 12 - Ajam (juhtiv) spindel toote paigaldamiseks; 13 - Ajamspindel.

5. Ettevalmistus ajamivõlli tasakaalustamiseks

Järgnevalt käsitleme masina tugede seadistamist ja tasakaalustava elemendi (nelja tugedega ajamivõlli) paigaldamist masina tugedele.

Joonis 12. Üleminekuflanšide paigaldamine tasakaalustusmasina spindlitele

Joonis 13. Ajovõlli paigaldamine tasakaalustusmasina tugedele

Joonis 14. Ajamivõlli nivelleerimine horisontaalselt tasakaalustusmasina tugipunktide peal, kasutades mullitasandit.

Joonis 15. Tasakaalustusmasina vahetugede kinnitamine, et vältida ajamivõlli vertikaalset nihkumist.

Pöörake eset käsitsi ühe täispöörde võrra. Veenduge, et see pöörleb vabalt ja ilma tugede külge takerdumata. Pärast seda on masina mehaaniline osa seadistatud ja eseme paigaldamine on lõpetatud.

6. Ajovõlli tasakaalustamise protseduur

Tasakaalustusmasinal toimuva ajamivõlli tasakaalustamise protsessi käsitletakse Balanset-4 mõõtesüsteemi näitel. Balanset-4 on kaasaskantav tasakaalustuskomplekt, mis on ette nähtud ühe, kahe, kolme ja nelja korrigeerimistasandi tasakaalustamiseks rootorite puhul, mis pöörlevad kas oma laagrites või on paigaldatud tasakaalustusmasinale. Seade sisaldab kuni nelja vibratsiooniandurit, faasinurgaandurit, neljakanalilist mõõtmisseadet ja kaasaskantavat arvutit.

Kogu tasakaalustamisprotsess, sealhulgas mõõtmine, töötlemine ja korrigeerivate kaalude suurust ja asukohta käsitleva teabe kuvamine, toimub automaatselt ning ei nõua kasutajalt täiendavaid oskusi ega teadmisi peale etteantud juhiste. Kõikide tasakaalustamisoperatsioonide tulemused salvestatakse tasakaalustusarhiivi ja neid saab vajaduse korral aruannetena välja trükkida. Lisaks tasakaalustamisele saab Balanset-4 kasutada ka tavalise vibrotahhomeetriina, mis võimaldab neljal kanalil mõõta kogu vibratsiooni ruutkeskmist väärtust, vibratsiooni pöörlemiskomponendi ruutkeskmist väärtust ja kontrollida rootori pöörlemissagedust.

Lisaks võimaldab seade kuvada ajafunktsiooni ja vibratsioonispektri graafikuid vibratsioonikiiruse järgi, mis võivad olla kasulikud tasakaalustatud masina tehnilise seisundi hindamisel.

Joonis 16. Välisvaade Balanset-4 seadmest, mida kasutatakse ajamivõlli tasakaalustusmasina mõõte- ja arvutussüsteemina.

Joonis 17. Näide Balanset-4 seadme kasutamisest ajamivõlli tasakaalustusmasina mõõte- ja arvutussüsteemina

Joonis 18. Balanset-4 seadme kasutajaliides

Balanset-4 seadet saab varustada kahte tüüpi anduritega – vibratsioonikiirendusmõõturitega vibratsiooni (vibratsioonikiirenduse) mõõtmiseks ja jõuanduritega. Vibratsiooniandureid kasutatakse resonantsijärgsete tasakaalustusmasinate puhul, jõuandureid aga resonantsieelsete tasakaalustusmasinate puhul.

Joonis 19. Balanset-4 vibratsiooniandurite paigaldamine balansseerimismasina tugipostidele.

Andurite tundlikkustelje suund peaks vastama toe vibratsiooni nihke suunale, antud juhul horisontaalne. Lisateavet andurite paigaldamise kohta leiate jaotisest ROOTORITE TASAKAALUSTAMINE TÖÖTINGIMUSTES. Jõuandurite paigaldamine sõltub masina konstruktsioonilistest iseärasustest.

1. Paigaldage vibratsiooniandurid 1, 2, 3, 4 tasakaalustusmasina tugedele.
2. Ühendage vibratsiooniandurid pistikutesse X1, X2, X3, X4.
3. Paigaldage faasinurkade andur (lasertahomeeter) 5 nii, et tasakaalustatud rootori radiaal- (või otsa-) pinna ja anduri korpuse vaheline nominaalne vahe oleks vahemikus 10-300 mm.
4. Kinnitage rootori pinnale vähemalt 10-15 mm laiune helkurlindi märk.
5. Ühendage faasinurkade andur pistikusse X5.
6. Ühendage mõõtmisseade arvuti USB-porti.
7. Kui kasutate võrguvoolu, ühendage arvuti toiteallikaga.
8. Ühendage toiteplokk 220 V, 50 Hz võrku.
9. Lülitage arvuti sisse ja valige programm "BalCom-4".
10. Vajutage nuppu "F12-nelja tasandi" (või funktsiooniklahvi F12 arvuti klaviatuuril), et valida režiim vibratsiooni mõõtmiseks samaaegselt neljas tasandis, kasutades vibratsiooniandureid 1, 2, 3, 4, mis on ühendatud vastavalt mõõteseadme sisenditesse X1, X2, X3 ja X4.
11. Arvuti ekraanile ilmub mnemooniline skeem, mis illustreerib vibratsiooni üheaegset mõõtmist neljas mõõtekanalis (või tasakaalustamise protsessi neljas tasapinnas), nagu on näidatud joonisel 16.

Enne tasakaalustamist on soovitatav teha mõõtmised vibromeetri režiimis (nupp F5).

Joonis 20. Vibromeetri režiimi mõõtmised

Kui kogu vibratsiooni suurusjärk V1s (V2s) vastab ligikaudu pöörlemiskomponendi suurusele V1o (V2o), võib eeldada, et mehhanismi vibratsiooni peamine põhjus on rootori tasakaalustamatus. Kui kogu vibratsiooni suurusjärk V1s (V2s) ületab oluliselt pöörlemiskomponenti V1o (V2o), on soovitatav mehhanismi kontrollida – kontrollida laagrite seisukorda, tagada kindel kinnitus vundamendile, veenduda, et rootor ei puutu pöörlemise ajal kokku statsionaarsete osadega, ning arvestada teiste mehhanismide vibratsioonide mõjuga jne.

Siin võib olla kasulik uurida ajafunktsiooni graafikuid ja vibratsioonispektreid, mis on saadud režiimis "Graafikud-spektraalne analüüs".

Joonis 21. Vibratsiooni ajafunktsiooni ja spektri graafikud

Graafik näitab, millistel sagedustel on vibratsioonitasemed kõrgeimad. Kui need sagedused erinevad tasakaalustatud mehhanismi rootori pöörlemissagedusest, on vaja enne tasakaalustamist tuvastada nende vibratsioonikomponentide allikad ja võtta meetmeid nende kõrvaldamiseks.

Samuti on oluline pöörata tähelepanu näitude stabiilsusele vibromeetri režiimis - vibratsiooni amplituud ja faas ei tohiks mõõtmise ajal muutuda rohkem kui 10-15% võrra. Vastasel juhul võib mehhanism töötada resonantspiirkonna lähedal. Sellisel juhul tuleks rootori kiirust reguleerida.

Neljatasandilise tasakaalustamise teostamisel režiimis „Primary“ on vaja tasakaalustatud masina viit kalibreerimissõitu ja vähemalt ühte kontrollsõitu. Vibratsiooni mõõtmine masina esimesel töötamisel ilma prooviraskuseta tehakse tööruumis „Four-Plane Balancing“. Järgnevad katsed tehakse prooviraskusega, mis on järjestikku paigaldatud veovõllile igas korrektsioonitasandis (iga tasakaalustusmasina toe piirkonnas).

Enne iga järgnevat käivitamist tuleb teha järgmised toimingud:

• Peatage tasakaalustatud masina rootori pöörlemine.
• Eemaldage eelnevalt paigaldatud proovikaal.
• Paigaldage proovikaal järgmisele tasapinnale.

Joonis 23. Nelja tasapinna tasakaalustamise tööruum

Pärast iga mõõtmise lõpetamist registreeritakse rootori pöörlemissageduse (N_ob), samuti RMS-väärtused (V_o1, V_o2, V_o3, V_o4) ja faasid (F₁, F₂, F₃, F₄) tasakaalustatud rootori pöörlemissagedusel vibratsioonist salvestatakse programmiakna vastavatesse väljadesse. Pärast viiendat käivitamist (kaal tasandil 4) ilmub tööruum "Tasakaalustavad kaalud" (vt joonis 24), kus kuvatakse masside arvutatud väärtused (M₁, M₂, M₃, M₄) ja paigaldusnurgad (f₁, f₂, f₃, f₄) korrigeerivatest raskustest, mis tuleb paigaldada rootorile neljas tasapinnas, et kompenseerida selle tasakaalustamatust.

Joonis 24. Tööruum koos arvutatud korrigeerivate kaalude parameetritega neljas tasapinnas

Tähelepanu! Pärast tasakaalustatud masina viienda töötsükli mõõtmisprotsessi lõpetamist on vaja rootori pöörlemine peatada ja eelnevalt paigaldatud prooviviht eemaldada. Alles pärast seda saab jätkata parandusvihtude paigaldamist (või eemaldamist) rootorilt.

Polaarkoordinaatide süsteemis mõõdetakse rootorile parandusraskuse lisamise (või eemaldamise) nurkasendit katseraskuse paigalduskohast. Nurga mõõtmise suund langeb kokku rootori pöörlemissuunaga. Labadega tasakaalustamise korral langeb tinglikult esimeseks labaks peetava tasakaalustatud rootori laba katseraskuse paigalduskohaga. Arvutiekraanil kuvatav labade numeratsiooni suund järgib rootori pöörlemissuunda.

Programmi selles versioonis eeldatakse vaikimisi, et parandusvihje lisatakse rootorile. Seda näitab märk väljal „Lisa“. Kui tasakaalustamatust on vaja korrigeerida raskuse eemaldamise teel (nt puurimise teel), tuleb hiire abil väljal „Eemalda“ märge teha, mille järel parandusvihje nurkasend muutub automaatselt 180 kraadi võrra.

Pärast korrigeerivate raskuste paigaldamist tasakaalustatud rootorile vajutage nuppu „Exit – F10“ (või arvutiklaviatuuril funktsiooniklahvi F10), et naasta eelmisele tööalale „Four-Plane Balancing“ ja kontrollida tasakaalustamistoimingu efektiivsust. Pärast kontrolljooksu lõpetamist kuvatakse rootori pöörlemissageduse (N_ob) ja RMS-väärtused (V_o1, V_o2, V_o3, V_o4) ja faasid (F₁, F₂, F₃, F₄) tasakaalustatud rootori pöörlemissagedusel vibratsioonist salvestatakse. Samal ajal ilmub tööala "Nelja tasapinna tasakaalustamine" kohale tööala "Tasakaalustusraskused" (vt joonis 21), kus kuvatakse täiendavate korrektsioonraskuste arvutatud parameetreid, mis tuleb rootorile paigaldada (või eemaldada), et kompenseerida selle jääktasakaalustamatust. Lisaks näitab see tööala pärast tasakaalustamist saavutatud jääktasakaalustamatuse väärtusi. Kui tasakaalustatud rootori jääkvibratsiooni ja/või jääktasakaalustamatuse väärtused vastavad tehnilises dokumentatsioonis täpsustatud tolerantsinõuetele, saab tasakaalustamisprotsessi lõpule viia. Vastasel juhul saab tasakaalustamisprotsessi jätkata. See meetod võimaldab korrigeerida võimalikke vigu järjestikuste lähenduste abil, mis võivad tekkida korrektsioonraskuse paigaldamisel (eemaldamisel) tasakaalustatud rootorile.

Kui tasakaalustamisprotsess jätkub, tuleb tasakaalustatud rootorile paigaldada (või eemaldada) täiendavad korrigeerivad raskused vastavalt tööruumis „Tasakaalustavad raskused” määratud parameetritele.

Nupu „Koefitsiendid – F8“ (või arvutiklaviatuuril funktsiooniklahvi F8) abil saab vaadata ja arvuti mällu salvestada rootori tasakaalustuskoefitsiente (dünaamilisi mõjukoefitsiente), mis on arvutatud viie kalibreerimistsükli tulemuste põhjal.

7. Jäikade rootorite soovitatavad tasakaalustamise täpsusklassid

Tabel 2. Jäikade rootorite soovitatavad tasakaalustamise täpsusklassid.

Jäikade rootorite soovitatavad tasakaalustamise täpsusklassid

Masinate tüübid (rootorid)	Tasakaalustava täpsuse klass	Väärtus eper Ω mm/s
Suurte madala pöörlemiskiirusega (kolvi kiirus alla 9 m/s) laevade diiselmootoritele mõeldud (konstruktsiooniliselt tasakaalustamata) ajamivõllid.	G 4000	4000
ajamivõllid (konstruktsiooniliselt tasakaalustatud) suurtele madala kiirusega meredüüselmootoritele (kolvi kiirus alla 9 m/s)	G 1600	1600
Vibratsioonisolaatoritel olevad (konstruktsiooniliselt tasakaalustamata) ajamivõllid	G 630	630
Jäikadel tugedel olevad (konstruktsiooniliselt tasakaalustamata) ajamivõllid	G 250	250
Sõiduautode, veoautode ja vedurite jaoks kokkupandavad kolbmootorid	G 100	100
Autoosad: rattad, veljed, rattakomplektid, jõuülekanded.
Võllid (struktuurselt tasakaalustatud) vibratsioonisolaatoritel (drive crantshafts)	G 40	40
Põllumajandusmasinad	G 16	16
Jäikadel tugedel olevad (tasakaalustatud) ajamivõllid
Purustid
ajamivõllid (ajamivõllid, kruvivõllid)
Õhusõidukite gaasiturbiinid	G 6.3	6.3
tsentrifuugid (separaatorid, settlerid)
elektrimootorid ja generaatorid (mille võlli kõrgus on vähemalt 80 mm), mille maksimaalne nimipöörlemiskiirus on kuni 950 min.-1
Elektrimootorid, mille võlli kõrgus on alla 80 mm
Fännid
Käigukastid
Üldotstarbelised masinad
Metallilõikamismasinad
Paberi valmistamise masinad
Pumbad
Turbolaadurid
Veeturbiinid
Kompressorid
Arvutiga juhitavad ajamid	G 2.5	2.5
elektrimootorid ja generaatorid (mille võlli kõrgus on vähemalt 80 mm), mille maksimaalne nimipöörlemiskiirus on üle 950 min.-1
Gaasi- ja auruturbiinid
Metallilõikamismasina ajamid
Tekstiilimasinad
Audio- ja videoseadmete ajamid	G 1	1
Lihvimismasinate ajamid
Spindlid ja täppisseadmete ajamid	G 0.4	0.4

Korduma kippuvad küsimused veovõlli tasakaalustamise kohta

Mis on veovõlli tasakaalustamine?

Veovõlli tasakaalustamine on protsess, mille käigus korrigeeritakse veovõlli massi tasakaalustamatust, et see pöörleks sujuvalt ja vibratsiooni tekitamata. See hõlmab võlli ühe külje raskema osa mõõtmist ja seejärel väikese raskuse lisamist või eemaldamist (näiteks tasakaalustusraskuste keevitamist), et seda tasakaalustamatust kompenseerida. Tasakaalustatud veovõll töötab ühtlaselt, mis hoiab ära liigse vibratsiooni ja sõiduki komponentide kulumise.

Miks on veovõlli tasakaalustamine oluline?

Tasakaalustamata veovõll võib põhjustada tugevat vibratsiooni, eriti teatud kiirustel, ning kiirendamisel või käiguvahetusel võib tekkida kolksuvaid helisid. Aja jooksul võivad need vibratsioonid kahjustada laagreid, universaalseid liigendeid ja muid jõuülekande komponente. Veovõlli tasakaalustamine kõrvaldab need vibratsioonid, tagades sujuvama sõidu, vähendades osade koormust ja ennetades kulukaid kahjustusi või seisakuid.

Millised on tasakaalustamata veovõlli tavalised sümptomid?

Tasakaalustamata või vigase kardaanvõlli tüüpilisteks sümptomiteks on märgatav vibratsioon või värisemistunne sõiduki põrandas või istmes, eriti kiiruse suurenedes. Käikude vahetamisel või kiirendamisel ja aeglustamisel võite kuulda ka koputamist või ragistamist. Mõnel juhul võib universaalne liigend tasakaalustamatuse tõttu üle kuumeneda. Kui märkate neid märke, vajab kardaanvõll tõenäoliselt tasakaalustamist või remonti.

Kuidas tasakaalustada veovõlli?

Veovõlli tasakaalustamine toimub tavaliselt spetsiaalse tasakaalustusmasina abil. Veovõll paigaldatakse ja pöörleb suurel kiirusel, samal ajal kui andurid tuvastavad tasakaalustamatuse. Seejärel kinnitab tehnik veovõllile väikesed raskused (või eemaldab materjali) kindlatesse kohtadesse masina näitude põhjal. Seda protsessi korratakse, kuni veovõll pöörleb ilma olulise vibratsioonita. Tänapäevased süsteemid, nagu Balanset-4, suudavad seda protsessi juhtida ja täpselt arvutada, kuhu ja kui palju raskust täpse tasakaalustamise saavutamiseks lisada.

Kokkuvõte

Kokkuvõtteks võib öelda, et kardaanvõlli õige tasakaalustamine on ohutuse, jõudluse ja kulude kokkuhoiu tagamiseks hädavajalik. Tasakaalustamatuse tuvastamise ja korrigeerimise abil hoiate ära osade tarbetu kulumise, kahjustavad rikked ja säilitate masina optimaalse jõudluse. Kaasaegsed tasakaalustussüsteemid, nagu meie Balanset-1 ja Balanset-4 seadmed, muudavad protsessi tõhusaks, aidates isegi väikestel töökodadel saavutada professionaalseid tulemusi.

Kui teil esineb püsivaid kardaanvõlli vibratsioone või vajate usaldusväärset tasakaalustuslahendust, siis ärge kartke tegutseda. Järgige selles juhendis kirjeldatud samme või konsulteerige abi saamiseks meie ekspertidega. Õige lähenemisviisi ja varustuse abil saate tagada oma kardaanvõlli sujuva ja usaldusväärse töö veel aastaid. Võtke meiega ühendust et rohkem teada saada või uurida oma vajadustele vastavaid parimaid veovõlli tasakaalustusseadmeid.