Vetoakselin tasapainotus

Julkaisija Nikolai Shelkovenko on .

Sisällysluettelo

1. Vetoakselityypit

Nivelakseli (vetoakseli) on mekanismi, joka välittää vääntömomentin nivelakselien välillä, jotka leikkaavat toisensa nivelakselin keskipisteessä ja voivat liikkua toisiinsa nähden kulmassa. Ajoneuvossa vetoakseli siirtää vääntömomentin vaihteistosta (tai siirtokotelosta) vetäville akseleille, jos kyseessä on klassinen tai nelivetokokoonpano. Täysvetoisissa ajoneuvoissa kardaaninivel yhdistää tavallisesti vaihteiston vetoakselin siirtokotelon vetoakseliin ja siirtokotelon vetoakselit vetoakselien pääakselien vetoakseleihin.

Runkoon kiinnitetyt yksiköt (kuten vaihteisto ja vaihteensiirtolaatikko) voivat liikkua toisiinsa nähden tukiensa ja itse rungon muodonmuutosten vuoksi. Vetoakselit on puolestaan kiinnitetty runkoon jousituksen kautta, ja ne voivat liikkua suhteessa runkoon ja siihen asennettuihin yksiköihin jousituksen elastisten elementtien muodonmuutosten vuoksi. Tämä liike voi muuttaa yksiköitä yhdistävien vetoakselien kulmien lisäksi myös yksiköiden välistä etäisyyttä.

Nivelakselilla on merkittävä haittapuoli: akselien epätasainen pyöriminen. Jos toinen akseli pyörii tasaisesti, toinen ei, ja tämä epätasaisuus kasvaa akselien välisen kulman kasvaessa. Tämä rajoitus estää kardaanivetoisen voimansiirron käytön monissa sovelluksissa, kuten etuvetoisten ajoneuvojen voimansiirrossa, jossa tärkeintä on vääntömomentin siirtäminen kääntyville pyörille. Tämä haitta voidaan osittain kompensoida käyttämällä yhdellä akselilla kaksoisnivelakseleita, joita käännetään neljäsosakierroksen verran toisiinsa nähden. Kuitenkin sovelluksissa, joissa vaaditaan tasaista kiertoa, käytetään tyypillisesti vakioniveliä (CV-nivelet). CV-nivelet ovat kehittyneempi mutta myös monimutkaisempi rakenne, joka palvelee samaa tarkoitusta.

Nivelakselit voivat koostua yhdestä tai useammasta nivelakselista, jotka on yhdistetty vetoakseleilla ja välitukilla.

Kuva 1. Kaavio nivelakselista: 1, 4, 6 - vetoakselit; 2, 5 - kardaaninivelet; 3 - tasausliitos; u1, u2 - akselien väliset kulmat.

Yleisesti ottaen kardaaniveto koostuu kardaaninivelistä 2 ja 5, vetoakseleista 1, 4 ja 6 sekä kompensoivasta liitoksesta 3. Joskus vetoakseli on asennettu ajoneuvon rungon poikkipalkkiin kiinnitettyyn välitukeen. Nivelakseleilla varmistetaan vääntömomentin siirto akselien välillä, joiden akselit leikkaavat toisensa kulmassa. Nivelakselit jaetaan epäyhtenäisiin ja vakionopeustyyppeihin. Epätasaisen nopeuden nivelet luokitellaan edelleen elastisiin ja jäykkiin niveliin. Vakionopeusnivelet voivat olla pallotyyppisiä, joissa on jakava ura, pallotyyppisiä, joissa on jakava vipu, ja nokkatyyppisiä. Ne asennetaan tyypillisesti etummaisten ohjattujen pyörien voimansiirtoon, jossa akselien välinen kulma voi olla 45°, ja kardaaninivelen keskipisteen on osuttava pyörän pyörimisakselien ja pyörän kääntöakselin leikkauspisteeseen.

Joustavat yleisnivelet siirtävät vääntömomentin sellaisten akselien välille, joiden akselit leikkaavat toisiaan 2...3°:n kulmassa liitoselementtien elastisen muodonmuutoksen vuoksi. Jäykkä epäkeskonivel siirtää vääntömomentin akselilta toiselle jäykkien osien liikkuvan liitoksen avulla. Se koostuu kahdesta jokkarista 3 ja 5, joiden sylinterimäisiin reikiin liitososan A, B, V ja G - ristin 4 - päät on asennettu laakereilla. Jenkit on liitetty jäykästi akseleihin 1 ja 2. Joke 5 voi pyöriä ristin akselin BG ympäri ja samanaikaisesti ristin kanssa pyöriä akselin AV ympäri, mikä mahdollistaa pyörimisliikkeen siirtämisen akselilta toiselle akselille niiden välisen kulman muuttuessa.

Kuva 2. Kaavio jäykästä epätasaisen nopeuden yleisnivelestä.

Jos akseli 7 pyörii akselinsa ympäri kulman α verran, akseli 2 pyörii saman ajanjakson aikana kulman β verran. Akselien 7 ja 2 kiertokulmien välinen suhde määräytyy lausekkeen mukaan seuraavasti tanα = tanβ * cosγ, jossa γ on akselien akselien asentokulma. Tämä lauseke osoittaa, että kulma β on joskus pienempi, yhtä suuri tai suurempi kuin kulma α. Näiden kulmien yhtäläisyys tapahtuu akselin 7 jokaisen 90°:n kierron yhteydessä. Näin ollen akselin 1 tasaisen pyörimisen yhteydessä akselin 2 kulmanopeus on epätasainen ja vaihtelee sinimuotoisen lain mukaisesti. Akselin 2 pyörimisnopeuden epäyhtenäisyys korostuu, kun akselien välinen kulma γ kasvaa.

Jos akselin 2 epätasainen pyöriminen siirtyy yksiköiden akseleille, voimansiirrossa syntyy sykkiviä lisäkuormia, jotka kasvavat kulman γ myötä. Jotta akselin 2 epätasainen pyöriminen ei siirtyisi yksiköiden akseleille, kardaanivetojärjestelmässä käytetään kahta ristiniveltä. Ne asennetaan siten, että kulmat γ1 ja γ2 ovat yhtä suuret; epätasaisesti pyörivään akseliin 4 kiinnitettyjen ristinivelten haarukoiden on oltava samassa tasossa.

Nivelakselien pääkappaleiden rakenne on esitetty kuvassa 3. Epätasaisen nopeuden yleisnivel koostuu kahdesta ristillä (3) yhdistetystä nivelakselista (1). Toisessa haarukassa on joskus laippa, kun taas toinen on hitsattu kiinni vetoakselin putkeen tai siinä on hammastettu pää (6) (tai holkki) vetoakseliin liittämistä varten. Ristin nivelet asennetaan molempien jokkien silmiin neulalaakereilla (7). Kukin laakeri on kotelossa (2) ja sitä pidetään jangen silmässä korkilla, joka on kiinnitetty jokkaan kahdella pultilla, jotka on lukittu aluslevyn kielekkeillä. Joissakin tapauksissa laakerit on kiinnitetty jokkiin sulkurenkailla. Voiteluaineen säilyttämiseksi laakerissa ja sen suojaamiseksi vedeltä ja lialta on kuminen itsekiristyvä tiiviste. Ristin sisäinen ontelo täytetään rasvalla laakereihin ulottuvan rasvanipan kautta. Ristissä on yleensä varoventtiili, joka suojaa tiivistettä vaurioitumiselta ristiin pumpattavan rasvan paineen vuoksi. Kiilaliitos (6) voidellaan rasvaliitoksella (5).

Kuva 3. Jäykän epäyhtenäisen nopeuden yleisnivelen yksityiskohdat.

Jäykillä epäyhtenäisen nopeuden yleisnivelillä yhdistettyjen akselien välinen enimmäiskulma ei yleensä ole yli 20°, koska hyötysuhde heikkenee huomattavasti suuremmilla kulmilla. Jos akselien akselien välinen kulma vaihtelee 0...2%:n sisällä, neulalaakerit vääntävät ristin navat, jolloin kardaaninivel vioittuu nopeasti.

Suurnopeusraiteisten ajoneuvojen voimansiirrossa käytetään usein hammaspyöräkytkimellä varustettuja ristiniveliä, jotka mahdollistavat vääntömomentin siirtämisen akselien välillä, joiden akselit leikkaavat toisiaan enintään 1,5...2°:n kulmassa.

Vetoakselit valmistetaan tyypillisesti putkimaiseen muotoon käyttäen erikoisteräksestä valmistettuja saumattomia tai hitsattuja putkia. Nivelakselien, hammastettujen holkkien tai kärkien nivelet hitsataan putkiin. Vetoakseliin kohdistuvien poikittaiskuormitusten vähentämiseksi suoritetaan dynaaminen tasapainotus, kun kardaaninivelet on asennettu. Epätasapaino korjataan hitsaamalla tasapainotuslevyt vetoakseliin tai joskus asentamalla tasapainotuslevyt kardaaninivelten laakerikorkkien alle. Nivelakselin liitososien suhteellinen sijainti nivelakselin kokoonpanon ja tasapainotuksen jälkeen tehtaalla merkitään yleensä erityisin tarroin.

Kardaaninivelen kompensointiliitos on yleensä tehty hammastetun liitoksen muodossa, mikä mahdollistaa kardaaninivelen käyttöosien aksiaalisen liikkeen. Se koostuu hammastetusta kärjestä, joka sopii nivelakselin hammastettuun holkkiin. Voiteluaine syötetään kiilaliitokseen rasvanipan kautta tai se levitetään kokoonpanon aikana ja vaihdetaan ajoneuvon pitkäaikaisen käytön jälkeen. Rasvan vuotamisen ja saastumisen estämiseksi asennetaan yleensä tiiviste ja kansi.

Pitkissä vetoakseleissa nivelakseleissa käytetään yleensä välitukia. Välituki koostuu tyypillisesti ajoneuvon rungon poikkipalkkiin pultattavasta kannattimesta, jossa kuulalaakeri on asennettu kumiseen elastiseen renkaaseen. Laakeri on tiivistetty molemmin puolin korkilla ja siinä on voitelulaite. Joustava kumirengas auttaa kompensoimaan asennuksen epätarkkuutta ja laakerin virheasentoa, joita voi esiintyä rungon muodonmuutosten vuoksi.

Yleisnivel, jossa on neulalaakerit (kuva 4a), koostuu jokkeleista, rististä, neulalaakereista ja tiivisteistä. Neulalaakeroidut kupit asennetaan ristin niveliin ja tiivistetään tiivisteillä. Kupit on kiinnitetty jokkeleihin kiristysrenkailla tai ruuveilla kiinnitetyillä suojuksilla. Nivelet voidellaan rasvanipan avulla ristiin tehtyjen sisäisten porojen kautta. Varoventtiiliä käytetään poistamaan liiallinen öljynpaine nivelessä. Vetävän haarukan pyöriessä tasaisesti vetävä haarukka pyörii epätasaisesti: se etenee ja jää jälkeen vetävästä haarukasta kaksi kertaa kierrosta kohti. Epätasaisen pyörimisen poistamiseksi ja inertiakuormituksen vähentämiseksi käytetään kahta ristiniveltä.

Etuvetävien pyörien voimansiirtoon asennetaan vakionopeusnivelet. GAZ-66- ja ZIL-131-ajoneuvojen vakionivelen voimansiirto koostuu jokkeleista 2, 5 (kuva 4b), neljästä kuulasta 7 ja keskimmäisestä kuulasta 8. Vetoaisa 2 on kiinteä osa sisäistä akseliakselia, kun taas vetoaisa on taottu yhteen ulkoisen akseliakselin kanssa, jonka päähän pyörän napa on kiinnitetty. Vetomomentti haarukasta 2 haarukkaan 5 siirretään pallojen 7 välityksellä, jotka liikkuvat haarukoissa olevia pyöreitä uria pitkin. Keskimmäinen kuula 8 keskittää jokkien keskipisteen, ja sitä pitävät paikallaan nastat 3, 4. Jokkien 2 ja 5 pyörimistaajuus on sama, koska mekanismi on symmetrinen suhteessa jokkiin. Akselin pituuden muuttaminen varmistetaan jokkien ja akselin vapaalla hammastuksella varustetuilla liitoksilla.

Kuva 4. Nivelnivelet: a - Nivelnivel: 1 - korkki; 2 - kuppi; 3 - neulalaakeri; 4 - tiiviste; 5, 9 - jokkeli; 6 - varoventtiili; 7 - risti; 8 - rasvanippa; 10 - ruuvi; b - vakionopeuksinen nivelnivel: 1 - sisäinen akseliakseli; 2 - vetävä jokkeli; 3, 4 - nastat; 5 - vetävä jokkeli; 6 - ulkoinen akseliakseli; 7 - kuulat; 8 - keskikuula.

2. Nivelakselin toimintahäiriöt

Kardaanivaihteiden toimintahäiriöt ilmenevät tyypillisesti terävinä kolhuina kardaaninivelissä, jotka esiintyvät ajoneuvon liikkuessa, erityisesti vaihteiden välillä vaihdettaessa ja moottorin kampiakselin kierrosluvun äkillisissä nousuissa (esimerkiksi siirryttäessä moottorijarrutuksesta kiihdytykseen). Merkkinä kardaaninivelen toimintahäiriöstä voi olla sen kuumeneminen korkeaan lämpötilaan (yli 100 °C). Tämä tapahtuu kardaaninivelen holkkien ja nivelten, neulalaakereiden, ristien ja hammasliitosten huomattavan kulumisen vuoksi, mikä johtaa kardaaninivelen virheasentoon ja neulalaakereihin kohdistuviin huomattaviin aksiaalisiin iskukuormituksiin. Kardaaninivelen ristin korkkitiivisteiden vaurioituminen johtaa nivelakselin ja sen laakerin nopeaan kulumiseen.

Huollon aikana kardaaninivelen voimansiirto tarkistetaan pyörittämällä voimansiirtoakselia voimakkaasti käsin molempiin suuntiin. Akselin vapaan pyörimisen aste määrittää kardaaninivelten ja hammastettujen liitosten kulumisen. 8-10 tuhannen kilometrin välein tarkistetaan vaihteiston vetoakselin laippojen ja päävaihteiston vetoakselin ruuviliitosten kunto päätyjen kardaaninivelten laippojen kanssa sekä vetoakselin välituen kiinnitys. Lisäksi tarkastetaan hammasnivelen liitosten kumisaappaiden ja ristinivelen korkkitiivisteiden kunto. Kaikki kiinnityspultit on kiristettävä kokonaan (kiristysmomentti 8-10 kgf-m).

Nivelnivelten neulalaakerit voidellaan voimansiirtoyksiköissä käytettävällä nestemäisellä öljyllä; useimmissa ajoneuvoissa olevat hammasliitokset voidellaan rasvoilla (US-1, US-2, 1-13 jne.); rasvan käyttö neulalaakerien voiteluun on ehdottomasti kielletty. Joissakin ajoneuvoissa hammastetut liitokset voidellaan vaihteistoöljyllä. Kumiholkkiin asennettu välitukilaakeri ei käytännössä tarvitse voitelua, koska se voidellaan tehtaalla kokoonpanon yhteydessä. ZIL-130-ajoneuvon tukilaakeri voidellaan rasvalla paineliitännän kautta määräaikaishuollon yhteydessä (1100-1700 km:n välein).

Kuva 5. Nivelakseli: 1 - laippa vetoakselin kiinnittämistä varten; 2 - ristinivel; 3 - ristinivelen poikkiputki; 4 - liukuputki; 5 - vetoakselin putki; 6 - suljettu neulalaakeri.

Kardaaniveto koostuu kahdesta neulalaakeroidusta kardaaninivelestä, jotka on yhdistetty toisiinsa onttoakselilla, ja liukujohteesta, jossa on epäkeskoiskierteet. Jotta varmistetaan luotettava suojaus lialta ja hammasliitoksen hyvä voitelu, vaihteiston toissijaiseen akseliin (2) liitetty liukujohde (6) on sijoitettu vaihteistokoteloon kiinnitettyyn jatkokappaleeseen (1). Lisäksi tämä kiilaliitoksen sijainti (nivelten välisen vyöhykkeen ulkopuolella) lisää merkittävästi kardaanivaihteen jäykkyyttä ja vähentää akselin värähtelyn todennäköisyyttä liukuvan kiilaliitoksen kulumisen yhteydessä.

Vetoakseli on valmistettu ohutseinäisestä sähköhitsatusta putkesta (8), jonka molempiin päihin on puristettu kaksi identtistä haarukkaa (9), jotka on hitsattu kaarihitsaamalla. Ristin (25) neulalaakeripesät (18) puristetaan paikoilleen jokkien (9) silmiin ja kiinnitetään jousipiderenkailla (20). Kukin ristinivelen laakeri sisältää 22 neulaa (21). Ristien ulkoneviin nivelkannattimiin on puristusasennettu leimattuja suojuksia (24), joihin on asennettu korkkirenkaat (23). Laakerit voidellaan ristin keskellä olevaan kierteitettyyn reikään ruuvatulla kulmavoitelulaitteella (17), joka on yhdistetty ristin nivelakseleissa oleviin läpivientikanaviin. Nivelristin vastakkaisella puolella sen keskellä on varoventtiili (16), jonka tarkoituksena on vapauttaa ylimääräinen rasva ristin ja laakereiden täytön yhteydessä ja estää paineen muodostuminen ristin sisälle käytön aikana (venttiili aktivoituu noin 3,5 kg/cm²:n paineessa). Varoventtiili on tarpeen, koska liiallinen paineen nousu ristin sisällä voi johtaa korkkitiivisteiden vaurioitumiseen (puristumiseen).

Kuva 6. Vetoakselin kokoonpano: 1 - vaihdelaatikon jatke; 2 - vaihdelaatikon toissijainen akseli; 3 ja 5 - lianpoistajat; 4 - kumitiivisteet; 6 - liukujohde; 7 - tasapainotuslevy; 8 - vetoakselin putki; 9 - johde; 10 - laippajohde; 11 - pultti; 12 - taka-akselin voimansiirtovaihteen laippa; 13 - jousialuslevy; 14 - mutteri; 15 - taka-akseli; 16 - varoventtiili; 17 - kulmavoitelulaite; 18 - neulalaakeri; 19 - ikean silmä; 20 - jousen pidätinrengas; 21 - neula; 22 - aluslevy, jossa on torusmainen pää; 23 - korkkirengas; 24 - leimattu korkki; 25 - risti.

Molempien kardaaninivelten kanssa koottu vetoakseli tasapainotetaan huolellisesti dynaamisesti molemmista päistä hitsaamalla tasapainotuslevyt (7) putkeen. Siksi akselia purettaessa kaikki sen osat on merkittävä huolellisesti, jotta ne voidaan koota uudelleen alkuperäisiin asentoihinsa. Tämän ohjeen noudattamatta jättäminen häiritsee akselin tasapainoa ja aiheuttaa tärinää, joka voi vahingoittaa vaihteistoa ja ajoneuvon koria. Jos yksittäiset osat kuluvat, erityisesti jos putki taipuu iskun seurauksena ja akselin dynaaminen tasapainottaminen kokoonpanon jälkeen on mahdotonta, koko akseli on vaihdettava.

Vetoakselin mahdolliset toimintahäiriöt, niiden syyt ja ratkaisut

Toimintahäiriön syy Ratkaisu
Vetoakselin tärinä
1. Akselin taipuminen esteen vuoksi 1. Suorista ja tasapainota koottu akseli dynaamisesti tai vaihda koottu akseli.
2. Laakerin ja ristin kuluminen 2. Vaihda laakerit ja ristit ja tasapainota koottu akseli dynaamisesti.
3. Jatkoholkkien ja liukujohteen kuluminen. 3. Vaihda jatko-osa ja liukujohde ja tasapainota koottu akseli dynaamisesti.
Koputukset käynnistettäessä ja ajettaessa
1. Liukujohteen tai toissijaisen vaihdelaatikon akselin kuluminen. 1. Vaihda kuluneet osat. Kun vaihdat liukujokea, tasapainota koottu akseli dynaamisesti.
2. Löysät pultit, jotka kiinnittävät laippajokea taka-akselin vetopyörän laippaan. 2. Kiristä pultit
Yleisnivelen tiivisteiden öljyn heittäminen
Korkkirenkaiden kuluminen yleisnivelen tiivisteissä Korkkirenkaat vaihdetaan, ja kaikki vetoakselin osat säilytetään kokoonpanon aikana oikeassa asennossa. Jos ristit ja laakerit kuluvat, vaihda laakerit ja ristit ja tasapainota koottu akseli dynaamisesti.

3. Vetoakselin tasapainotus

Kun vetoakseli on korjattu ja koottu, se tasapainotetaan dynaamisesti koneessa. Kuvassa 7 esitetään yksi tasapainotuskoneen malli. Kone koostuu levystä (18) ja heilurikehikosta (8), joka on kiinnitetty neljään pystysuoraan kimmoiseen sauvaan (3), mikä varmistaa heilurin heilumisen vaakatasossa. Heilurikehyksen (8) pitkittäisputkiin on asennettu kannattimeen (4) kiinnitetty kannatin ja etupää (9). Takimmainen päätyakseli (6) on siirrettävän traverssin (5) varassa, mikä mahdollistaa eripituisten vetoakselien dynaamisen tasapainottamisen. Pääkannattimen karat on asennettu tarkkuuskuulalaakereihin. Etupään kara (9) saa käyttövoimansa koneen jalustaan asennetusta sähkömoottorista kiilahihnavetoisen ja väliakselin kautta, johon on asennettu rauta (10) (asteikkolevy). Lisäksi konelevyyn (18) on asennettu kaksi jalustaa (15), joissa on sisäänvedettävät lukitustapit (17), jotka varmistavat heilurikehikon etu- ja takapään kiinnittämisen vetoakselin etu- tai takapään tasapainotuksen mukaan.

Kuva 7. Vetoakselien dynaaminen tasapainotuskoneisto

1-puristin; 2-vaimentimet; 3-joustava tanko; 4-kiinnike; 5-siirrettävä traverssi; 6-taaksepäin suuntautuva pääty; 7-ristikkotanko; 8-heilurikehys; 9-etupään ohjaava pääty; 10-raaja-levy; 11-millivoltti-mittari; 12-kommutaattorin tasasuuntaajan akselin raaja; 13-magneettisähköinen anturi; 14-kiinteä jalusta; 15-kiinteä jalusta; 16-jalusta; 17-kiinteä jalustin; 18-tukilevy.

Kiinteät jalustat (14) on asennettu konelevyn takaosaan, ja niihin on asennettu magneettisähköiset anturit (13), joiden tangot on liitetty heilurikehikon päihin. Rungon resonanssivärähtelyjen estämiseksi kannattimien (4) alle on asennettu öljyllä täytetyt vaimentimet (2).

Dynaamisen tasapainotuksen aikana vetoakselikokoonpano, jossa on liukujohde, asennetaan ja kiinnitetään koneeseen. Vetoakselin toinen pää on liitetty laippa-akselilla etupään vetopään laippaan ja toinen pää liukujohteen tukikaulan avulla takapään vetopään hammastettuun holkkiin. Tämän jälkeen tarkistetaan vetoakselin pyörimisen helppous ja kiinnitetään koneen heilurikehikon toinen pää kiinnittimellä. Koneen käynnistämisen jälkeen tasasuuntaajan vartta käännetään vastapäivään, jolloin millivoltti-mittarin neula saavuttaa maksimilukeman. Millivoltin mittarin lukema vastaa epätasapainon suuruutta. Millivoltinmittarin asteikko on asteikollinen grammasenttimetreinä tai vastapainon grammoina. Jatketaan tasasuuntaajan varren kiertämistä vastapäivään, millivoltti-mittarin lukema saatetaan nollaan ja kone pysäytetään. Tasasuuntaajan haaran lukeman perusteella määritetään kulmasiirtymä (epätasapainon siirtymäkulma), ja kääntämällä vetoakselia käsin tämä arvo asetetaan väliakselin haaraan. Tasapainotuslevyn hitsauspaikka on vetoakselin yläosassa ja painotettu osa alhaalla korjaustasossa. Tämän jälkeen tasapainotuslevy kiinnitetään ja sidotaan ohuella langalla 10 mm:n etäisyydelle hitsauskohdasta, kone käynnistetään ja tarkistetaan vetoakselin pään tasapaino levyn kanssa. Epätasapainon pitäisi olla enintään 70 g cm. Sen jälkeen, kun toinen pää on vapautettu ja heilurikehyksen toinen pää on kiinnitetty kiinnitystelineellä, suoritetaan vetoakselin toisen pään dynaaminen tasapainotus edellä kuvatun teknologisen järjestyksen mukaisesti.

Vetoakseleilla on joitakin tasapainotusominaisuuksia. Useimmissa osissa dynaamisen tasapainotuksen perustana ovat tukikaulat (esim. sähkömoottoreiden roottorit, turbiinit, karat, kampiakselit jne.), mutta vetoakseleissa se on laipat. Kokoonpanon aikana eri liitoksissa on väistämättä aukkoja, jotka johtavat epätasapainoon. Jos tasapainotuksen aikana ei voida saavuttaa minimipoikkeamaa, akseli hylätään. Tasapainotuksen tarkkuuteen vaikuttavat seuraavat tekijät:

  • Vetoakselin laipan laskuhihnan ja vasemman ja oikean tukipään kannattimien kiinnityslaipan sisäreiän välisessä liitoksessa oleva rako;
  • Laipan pohjapintojen säteittäinen ja päätypoikkeama;
  • Aukkoja sarana- ja hammasliitoksissa. Rasvan esiintyminen hammasliitoksen ontelossa voi johtaa "kelluvaan" epätasapainoon. Jos se estää vaaditun tasapainotustarkkuuden saavuttamisen, vetoakseli tasapainotetaan ilman rasvaa.

Jotkin epätasapainotilat voivat olla täysin korjaamattomia. Jos vetoakselin kardaaninivelissä havaitaan lisääntynyttä kitkaa, korjaustasojen keskinäinen vaikutus kasvaa. Tämä johtaa tasapainotuksen suorituskyvyn ja tarkkuuden heikkenemiseen.

OST 37.001.053-74:n mukaan on vahvistettu seuraavat epätasapainonormit: vetoakselit, joissa on kaksi niveltä (kaksitukiset), tasapainotetaan dynaamisesti ja vetoakselit, joissa on kolme niveltä (kolmitukiset) - kootaan välituen kanssa; yli 5 kg painavien vetoakselien ja kytkinten laipat (jokkien) tasapainotetaan staattisesti ennen akselin tai kytkimen kokoamista; vetoakselien jäännösepätasapainonormit kummassakin päädyssä tai kolminivelisten vetoakselien välitukien kohdalla arvioidaan erityisellä epäsymmetrialla;

Suurin sallittu ominaisjäännösepätasapainon normi akselin kummassakin päässä tai välituen kohdalla sekä kolminivelisten vetoakselien osalta missä tahansa asennossa tasapainotustelineessä ei saisi ylittää seuraavia arvoja: henkilöautojen ja pienten kuorma-autojen (enintään 1 t) ja hyvin pienten linja-autojen vaihteistojen osalta 6 g-cm/kg, muiden osalta 10 g-cm/kg. Vetoakselin tai kolminivelisen vetoakselin suurin sallittu jäännösepätasapainonormi on varmistettava tasapainotustelineessä pyörimisnopeudella, joka vastaa niiden taajuutta voimansiirrossa ajoneuvon suurimmalla nopeudella.

Vähintään 4 t kantavien kuorma-autojen sekä pienten ja suurten linja-autojen vetoakselien ja kolminivelisten vetoakselien osalta sallitaan tasapainotuslaitteessa pyörimisfrekvenssin pienentäminen 70%:iin voimansiirtoakselien pyörimisfrekvenssistä ajoneuvon enimmäisnopeudella. OST 37.001.053-74:n mukaan vetoakselien tasapainotuskierrosluvun on oltava yhtä suuri kuin:

nb = (0.7 ... 1.0) nr,

jossa nb - tasapainotuksen pyörimisnopeus (vastaa jalustan tärkeimpiä teknisiä tietoja, n=3000 min).-1; nr - suurin työtaajuus, min-1.

Käytännössä vetoakselia ei voida tasapainottaa suositellulla kierrosluvulla, koska nivelissä ja hammastetuissa liitoksissa on rako. Tällöin valitaan toinen pyörimisväli, jolla se tasapainottuu.

4. Nykyaikaiset vetoakselien tasapainotuskoneet

Kuva 8. Tasapainotuskone enintään 2 metriä pitkille ja 500 kg:n painoisille vetoakseleille.

Mallissa on 2 jalustaa, ja se mahdollistaa tasapainottamisen kahdessa korjaustasossa.

Tasapainotuskone enintään 4200 mm pitkille, enintään 400 kg painaville vetoakseleille.

Kuva 9. Tasapainotuskone enintään 4200 mm:n pituisille ja 400 kg:n painoisille vetoakseleille.

Mallissa on 4 jalustaa, ja se mahdollistaa tasapainottamisen neljässä korjaustasossa samanaikaisesti.

Kuva 10. Vaakasuora kovan laakerin tasapainotuskone vetoakselien dynaamista tasapainotusta varten.

1 - Tasapainotuskappale (vetoakseli); 2 - Koneen pohja; 3 - Koneen tuet; 4 - Koneen käyttö; Koneen tukien rakenneosat on esitetty kuvassa 9.

Kuva 11. Koneen tukielementit vetoakselien dynaamista tasapainottamista varten.

1 - Vasen ei-säädettävä tuki; 2 - Säädettävä välituki (2 kpl); 3 - Oikea ei-säädettävä kiinteä tuki; 4 - Tukikehyksen lukituskahva; 5 - Liikuteltava tukialusta; 6 - Tuen pystysuuntainen säätömutteri; 7 - Pystysuuntaisen asennon lukituskahvat; 8 - Tuen kiinnityskannatin; 9 - Välilaakeroitu siirrettävä kiinnitin; 10 - Kiinnittimen lukituskahva; 11 - Kiinnityskannattimen lukitus; 12 - Vetävä (johtava) kara kohteen asennusta varten; 13 - Vetävä kara.

5. Vetoakselin tasapainottamisen valmistelu

Seuraavassa tarkastellaan koneen tukien asennusta ja tasapainotuskappaleen (nelitukinen vetoakseli) asentamista koneen tukiin.

Kuva 12. Siirtymälaippojen asentaminen tasapainotuskoneen karoihin.

Kuva 13. Vetoakselin asentaminen tasapainotuskoneen kannattimiin.

Kuva 14. Vetoakselin vaaitus vaakasuoraan tasapainotuskoneen kannattimille kuplavaa'an avulla.

Kuva 15. Tasapainotuskoneen välitukien kiinnittäminen vetoakselin pystysuuntaisen siirtymisen estämiseksi.

Pyöritä esinettä käsin koko kierros. Varmista, että se pyörii vapaasti ja jumittumatta tukiin. Tämän jälkeen koneen mekaaninen osa on asennettu, ja kappaleen asennus on valmis.

6. Vetoakselin tasapainotusmenettely

Vetoakselin tasapainotusprosessia tasapainotuskoneella tarkastellaan käyttäen esimerkkinä Balanset-4-mittausjärjestelmää. Balanset-4 on kannettava tasapainotussarja, joka on suunniteltu joko omissa laakereissaan pyörivien tai tasapainotuskoneeseen asennettujen roottoreiden tasapainottamiseen yhdessä, kahdessa, kolmessa ja neljässä korjaustasossa. Laite sisältää jopa neljä värähtelyanturia, vaihekulma-anturin, nelikanavaisen mittausyksikön ja kannettavan tietokoneen.

Koko tasapainotusprosessi, mukaan lukien mittaus, käsittely ja korjaavien painojen suuruutta ja sijaintia koskevien tietojen näyttäminen, suoritetaan automaattisesti, eikä käyttäjältä vaadita muita taitoja tai tietoja kuin annetut ohjeet. Kaikkien tasapainotustoimien tulokset tallennetaan tasapainotusarkistoon, ja ne voidaan tarvittaessa tulostaa raportteina. Balanset-4-laitetta voidaan tasapainotuksen lisäksi käyttää myös tavallisena vibrotahtimittarina, jolloin se mahdollistaa kokonaisvärähtelyn neliöjuurikeskiarvon (RMS) mittaamisen neljällä kanavalla, värähtelyn pyörivän komponentin RMS-arvon mittaamisen ja roottorin pyörimisfrekvenssin valvonnan.

Lisäksi laitteella voidaan näyttää aikafunktion ja värähtelyspektrin kuvaajat värähtelynopeuden mukaan, mikä voi olla hyödyllistä tasapainotetun koneen teknisen kunnon arvioinnissa.

Kuva 16. Ulkonäkymä Balanset-4-laitteesta, jota käytetään vetoakselin tasapainotuskoneen mittaus- ja laskentajärjestelmänä.

Kuva 17. Esimerkki Balanset-4-laitteen käytöstä vetoakselin tasapainotuskoneen mittaus- ja laskentajärjestelmänä.

Kuva 18. Balanset-4-laitteen käyttöliittymä

Balanset-4-laite voidaan varustaa kahdentyyppisillä antureilla - tärinän kiihtyvyysantureilla tärinän (tärinän kiihtyvyyden) mittaamiseen ja voima-antureilla. Tärinäantureita käytetään jälkiresonanssityyppisissä tasapainotuskoneissa, kun taas voima-antureita käytetään esiresonanssityyppisissä koneissa.

Kuva 19. Balanset-4-tärinäantureiden asennus tasapainotuskoneen tukiin.

Antureiden herkkyysakselin suunnan on vastattava tuen värähtelysiirtymän suuntaa, tässä tapauksessa vaakasuoraa. Lisätietoja antureiden asennuksesta on kohdassa ROTORIEN TASAPAINOTUS KÄYTTÖOLOSUHTEISSA. Voima-antureiden asennus riippuu koneen rakenneominaisuuksista.

  1. Asenna tärinäanturit 1, 2, 3 ja 4 tasapainotuskoneen tukiin.
  2. Kytke tärinäanturit liittimiin X1, X2, X3 ja X4.
  3. Asenna vaihekulma-anturi (lasertakometri) 5 siten, että tasapainotetun roottorin säteittäisen pinnan (tai päädyn) ja anturikotelon välinen nimellinen väli on 10-300 mm.
  4. Kiinnitä roottorin pintaan vähintään 10-15 mm leveä heijastinnauhamerkki.
  5. Kytke vaihekulma-anturi liittimeen X5.
  6. Liitä mittausyksikkö tietokoneen USB-porttiin.
  7. Kun käytät verkkovirtaa, liitä tietokone virtalähteeseen.
  8. Kytke virtalähde 220 V, 50 Hz verkkoon.
  9. Käynnistä tietokone ja valitse "BalCom-4"-ohjelma.
  10. Paina painiketta "F12-nelitaso" (tai tietokoneen näppäimistön F12-toimintonäppäintä) valitaksesi tilan, jossa tärinää mitataan samanaikaisesti neljässä tasossa käyttäen tärinäantureita 1, 2, 3 ja 4, jotka on kytketty mittausyksikön tuloihin X1, X2, X3 ja X4.
  11. Tietokoneen näyttöön ilmestyy muistikaavio, joka havainnollistaa värähtelyn mittaamista samanaikaisesti neljällä mittauskanavalla (tai tasapainottamista neljässä tasossa), kuten kuvassa 16 on esitetty.

Ennen tasapainotuksen suorittamista on suositeltavaa tehdä mittaukset vibrometritilassa (F5-painike).

Kuva 20. Vibrometrimittaustilan mittaukset

Jos kokonaisvärähtelyn suuruus V1s (V2s) vastaa suurin piirtein pyörivän komponentin suuruutta V1o (V2o), voidaan olettaa, että mekanismin värähtelyn suurin osuus johtuu roottorin epätasapainosta. Jos kokonaisvärähtelyn suuruus V1s (V2s) ylittää merkittävästi pyörimisliikkeen komponentin V1o (V2o), on suositeltavaa tarkastaa mekanismi - tarkistaa laakereiden kunto, varmistaa turvallinen kiinnitys perustukseen, varmistaa, että roottori ei kosketa paikallaan olevia osia pyörimisliikkeen aikana, ja ottaa huomioon muiden mekanismien aiheuttaman värähtelyn vaikutus jne.

Tässä yhteydessä voi olla hyödyllistä tutkia "Graphs-Spectral Analysis" -tilassa saatuja aikafunktion kuvaajia ja värähtelyspektrejä.

Ohjelmisto Balanset-1A kannettavalle tasapainotuslaitteelle ja tärinäanalysaattorille. Värähtelyspektrikaaviot.

Kuva 21. Värähtelyaikafunktion ja spektrin kuvaajat

Kuvaajasta näkyy, millä taajuuksilla tärinätasot ovat korkeimmat. Jos nämä taajuudet poikkeavat tasapainotetun mekanismin roottorin pyörimistaajuudesta, on tarpeen tunnistaa näiden värähtelykomponenttien lähteet ja ryhtyä toimenpiteisiin niiden poistamiseksi ennen tasapainottamista.

On myös tärkeää kiinnittää huomiota lukemien vakauteen vibrometrimoodissa - värähtelyn amplitudi ja vaihe eivät saa muuttua yli 10-15% mittauksen aikana. Muussa tapauksessa mekanismi saattaa toimia lähellä resonanssialuetta. Tällöin roottorin nopeutta olisi säädettävä.

Kun suoritetaan nelitasotasapainotus "Primary"-tilassa, tarvitaan viisi kalibrointiajoa ja vähintään yksi tasapainotetun koneen tarkistusajo. Tärinän mittaus koneen ensimmäisen ajon aikana ilman koepainoa suoritetaan "Nelitason tasapainotus"-työtilassa. Seuraavat ajot suoritetaan koepainon kanssa, joka asennetaan peräkkäin vetoakseliin kullakin korjaustasolla (jokaisen tasapainotuskoneen tuen alueella).

Ennen jokaista seuraavaa ajoa on suoritettava seuraavat toimenpiteet:

  • Pysäytä tasapainotetun koneen roottorin pyöriminen.
  • Poista aiemmin asennettu koepaino.
  • Asenna koepaino seuraavaan koneeseen.

Kuva 23. Neljän tason tasapainottamistyötila

Kunkin mittauksen jälkeen roottorin pyörimistaajuuden (Nob) sekä RMS-arvot (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) ja vaiheet (F1, F2, F3, F4) tasapainotetun roottorin pyörimistaajuudella tapahtuvasta värähtelystä tallennetaan ohjelmaikkunan vastaaviin kenttiin. Viidennen ajokerran (Paino tasossa 4) jälkeen avautuu "Balancing Weights" -työalue (ks. kuva 24), jossa näkyvät massojen lasketut arvot (M1, M2, M3, M4) ja asennuskulmat (f1, f2, f3, f4) korjauspainoista, jotka on asennettava roottoriin neljässä tasossa sen epätasapainon kompensoimiseksi.

Kuva 24. Työtila, jossa on lasketut korjauspainojen parametrit neljässä tasossa.

Huomio!: Kun mittausprosessi on saatu päätökseen tasapainotetun koneen viidennen ajon aikana, roottorin pyöriminen on pysäytettävä ja aiemmin asennettu koepaino on poistettava. Vasta tämän jälkeen voit jatkaa roottoriin asennettavien (tai poistettavien) korjauspainojen asentamista.

Kulma-asento, jossa korjauspaino lisätään (tai poistetaan) roottoriin napakoordinaatistossa, mitataan koepainon asennuspaikasta. Kulman mittaussuunta on sama kuin roottorin pyörimissuunta. Jos tasapainotus tehdään lapojen mukaan, tasapainotetun roottorin lapa, jota pidetään ehdollisesti 1. lapana, on sama kuin koepainon asennuspaikka. Tietokoneen näytössä näkyvä lapojen numerointisuunta seuraa roottorin pyörimissuuntaa.

Tässä ohjelmaversiossa oletetaan oletusarvoisesti, että korjaava paino lisätään roottoriin. Tämä ilmaistaan "Add"-kenttään asetetulla merkillä. Jos epätasapainon korjaaminen poistamalla paino (esim. poraamalla) on tarpeen, aseta hiiren avulla merkki kenttään "Poista", minkä jälkeen korjauspainon kulma-asento muuttuu automaattisesti 180 astetta.

Kun olet asentanut korjauspainot tasapainotettuun roottoriin, paina "Exit - F10" -painiketta (tai F10-toimintonäppäintä tietokoneen näppäimistöllä) palataksesi edelliseen "Four-Plane Balancing" -työalueeseen ja tarkista tasapainotuksen tehokkuus. Kun tarkistusajo on suoritettu loppuun, roottorin pyörimistaajuuden (Nob) ja RMS-arvot (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) ja vaiheet (F1, F2, F3, F4) tasapainotetun roottorin pyörimistaajuudella tapahtuvasta värähtelystä tallennetaan. Samanaikaisesti "Balancing Weights" -työtila (ks. kuva 21) ilmestyy "Four-Plane Balancing" -työtilan päälle, ja siinä näkyvät sellaisten korjaavien lisäpainojen lasketut parametrit, jotka on asennettava (tai poistettava) roottoriin sen jäljellä olevan epätasapainon kompensoimiseksi. Lisäksi tässä työtilassa näkyvät tasapainotuksen jälkeen saavutetut jäännösepätasapainon arvot. Jos tasapainotetun roottorin jäännösvärähtelyn ja/tai jäännösepätasapainon arvot täyttävät teknisissä asiakirjoissa määritellyt toleranssivaatimukset, tasapainotusprosessi voidaan saattaa päätökseen. Muussa tapauksessa tasapainotusprosessia voidaan jatkaa. Tämä menetelmä mahdollistaa mahdollisten virheiden korjaamisen peräkkäisten approksimaatioiden avulla, joita voi esiintyä asennettaessa (poistettaessa) korjauspainoa tasapainotettuun roottoriin.

Jos tasapainotusprosessi jatkuu, tasapainotettuun roottoriin on asennettava (tai poistettava) ylimääräisiä korjauspainoja "Balancing Weights" -työtilassa määritettyjen parametrien mukaisesti.

"Coefficients - F8" -painiketta (tai tietokoneen näppäimistön F8-toimintonäppäintä) käytetään viiden kalibrointikierroksen tuloksista laskettujen roottorin tasapainotuskertoimien (dynaamiset vaikutuskertoimet) tarkasteluun ja tallentamiseen tietokoneen muistiin.

7. Jäykkien roottoreiden suositellut tasapainotustarkkuusluokat

Taulukko 2. Jäykkien roottoreiden suositellut tasapainotustarkkuusluokat.

Kuva 7.34. Tasapainotoleranssin laskentaikkuna

Jäykkien roottoreiden suositellut tasapainotustarkkuusluokat

Konetyypit (roottorit) Tasapainotuksen tarkkuusluokka Arvo eper Ω mm/s
Suurten hidaskäyntisten laivadieselmoottoreiden (männän nopeus alle 9 m/s) kampiakselit (rakenteellisesti epätasapainoiset) G 4000 4000
Vetokampiakselit (rakenteellisesti tasapainotetut) suurille hidaskäyntisille laivadieselmoottoreille (männän nopeus alle 9 m/s) G 1600 1600
Vetävät kampiakselit (rakenteellisesti epätasapainossa olevat) tärinäneristimillä. G 630 630
Jäykillä tuilla olevat kampiakselit (rakenteellisesti epätasapainossa olevat) G 250 250
Henkilöautoihin, kuorma-autoihin ja vetureihin kootut mäntämoottorit. G 100 100
Autonosat: pyörät, vanteet, pyöräkerrat, vaihteistot.
Vetävät kampiakselit (rakenteellisesti tasapainotetut) tärinäneristimillä. G 40 40
Maatalouskoneet G 16 16
Jäykillä tuilla olevat (tasapainotetut) kampiakselit
Murskaimet
Vetoakselit (vetoakselit, ruuviakselit)
Ilma-alusten kaasuturbiinit G 6.3 6.3
Sentrifugit (erottimet, laskeuttimet)
Sähkömoottorit ja -generaattorit (akselin korkeus vähintään 80 mm), joiden suurin nimelliskierrosnopeus on enintään 950 min.-1
Sähkömoottorit, joiden akselin korkeus on alle 80 mm
Tuulettimet
Vaihteet
Yleiskäyttöiset koneet
Metallin leikkauskoneet
Paperinvalmistuskoneet
Pumput
Turboahtimet
Vesiturbiinit
Kompressorit
Tietokoneohjatut taajuusmuuttajat G 2.5 2.5
Sähkömoottorit ja -generaattorit (akselin korkeus vähintään 80 mm), joiden suurin nimellispyörimisnopeus on yli 950 min.-1
Kaasu- ja höyryturbiinit
Metallinleikkauskoneen asemat
Tekstiilikoneet
Audio- ja videolaitteiden asemat G 1 1
Hiontakoneiden käyttölaitteet
Korkean tarkkuuden laitteiden karat ja taajuusmuuttajat G 0.4 0.4

 

Luokat: EsimerkkiroottoritRatkaisutSisältö
Tunnisteet:

0 Huomautuksia

Vastaa

Avatarin haltija
fiFinnish
fiFinnish en_USEnglish bg_BGBulgarian zh_CNChinese hrCroatian cs_CZCzech da_DKDanish nl_NLDutch etEstonian fr_FRFrench de_DEGerman elGreek hu_HUHungarian id_IDIndonesian it_ITItalian jaJapanese ko_KRKorean lvLatvian lt_LTLithuanian nb_NONorwegian pl_PLPolish pt_BRPortuguese (Brazil) pt_PTPortuguese (Portugal) ro_RORomanian ru_RURussian sk_SKSlovak sl_SISlovenian es_ESSpanish sv_SESwedish tr_TRTurkish ukUkrainian