Hajtótengely kiegyensúlyozás

Közzétette Nikolai Shelkovenko az oldalon

Tartalomjegyzék

1. A hajtóműtengelyek típusai

A kardáncsuklós hajtómű (hajtótengely) olyan mechanizmus, amely nyomatékot továbbít a kardáncsukló középpontjában metsző, egymáshoz képest szögben mozgatható tengelyek között. Egy járműben a hajtótengely a klasszikus vagy összkerékhajtású konfiguráció esetén a nyomatékot a sebességváltóból (vagy a sebességváltóházból) a meghajtott tengelyekre továbbítja. Összkerékhajtású járműveknél a kardáncsukló általában a sebességváltó hajtott tengelyét köti össze a sebességváltó hajtott tengelyével, a sebességváltó hajtott tengelyeit pedig a hajtott tengelyek főhajtásainak hajtott tengelyeivel.

A vázra szerelt egységek (például a sebességváltó és a sebességváltóház) egymáshoz képest elmozdulhatnak a tartószerkezetek és a váz deformációja miatt. Eközben a hajtótengelyek a felfüggesztésen keresztül kapcsolódnak a vázhoz, és a felfüggesztés rugalmas elemeinek deformációja miatt mozoghatnak a vázhoz és a rá szerelt egységekhez képest. Ez a mozgás nemcsak az egységeket összekötő hajtótengelyek szögét, hanem az egységek közötti távolságot is megváltoztathatja.

A kardáncsuklós hajtásnak van egy jelentős hátránya: a tengelyek nem egyenletes elfordulása. Ha az egyik tengely egyenletesen forog, a másik nem, és ez a nem egyenletes forgás a tengelyek közötti szöggel együtt nő. Ez a korlátozás számos alkalmazásban megakadályozza a kardántengelyes hajtás használatát, például az elsőkerék-meghajtású járművek sebességváltójában, ahol a fő kérdés a forgatónyomaték átvitele a forgó kerekekre. Ez a hátrány részben ellensúlyozható az egy tengelyen lévő kettős kardáncsuklók alkalmazásával, amelyek egymáshoz képest negyed fordulatot fordulnak el. Az egyenletes elfordulást igénylő alkalmazásokban azonban jellemzően állandó sebességű csuklót (CV-csuklót) használnak helyette. A CV-csuklók egy fejlettebb, de egyben bonyolultabb konstrukció, amely ugyanazt a célt szolgálja.

A kardáncsuklós hajtások egy vagy több kardáncsuklóból állhatnak, amelyeket hajtótengelyek és köztes támaszok kötnek össze.

1. ábra. A kardáncsuklós hajtás ábrája: 1, 4, 6 - hajtótengelyek; 2, 5 - kardáncsuklók; 3 - kiegyenlítő csatlakozás; u1, u2 - tengelyek közötti szögek.

Általánosságban elmondható, hogy a kardáncsuklós hajtás 2 és 5 kardáncsuklókból, 1, 4 és 6 hajtótengelyekből, valamint 3 kiegyenlítő csatlakozásból áll. Néha a hajtótengelyt a járműkeret kereszttartójához rögzített köztes tartóra szerelik. A kardáncsuklók biztosítják a nyomaték átvitelét olyan tengelyek között, amelyek tengelyei szögben metszik egymást. Az univerzális csuklók nem egyenletes és állandó sebességű típusokra oszthatók. A nem egyenletes sebességű ízületeket rugalmas és merev típusokra osztják. Az állandó sebességű csuklók lehetnek golyós típusúak osztó hornyokkal, golyós típusúak osztókarral, és bütykös típusúak. Ezeket jellemzően a vezető vezérelt kerekek hajtásába építik be, ahol a tengelyek közötti szög elérheti a 45°-ot, és a kardáncsukló középpontjának egybe kell esnie a kerék forgástengelyeinek és a kerék forgástengelyének metszéspontjával.

A rugalmas kardáncsuklók az összekötő elemek rugalmas alakváltozásának köszönhetően 2...3°-os szögben metsző tengelyek közötti nyomatékot továbbítanak. A merev, nem egyenletes sebességű kardáncsukló a nyomatékot az egyik tengelyről a másikra merev alkatrészek mozgó összekötése révén továbbítja. Két igából - 3 és 5 - áll, amelyek hengeres furataiba az összekötő elem - a kereszt 4 - A, B, V és G végei csapágyazva vannak beépítve. A küllők mereven kapcsolódnak az 1. és 2. tengelyekhez. Az 5. igáskar a kereszt BG tengelye körül foroghat, és ugyanakkor a kereszttel együtt az AV tengely körül is foroghat, lehetővé téve ezáltal a forgás átvitelét egyik tengelyről a másikra a köztük lévő változó szöggel.

2. ábra. Egy merev, nem egyenletes sebességű kardáncsukló ábrája

Ha a 7-es tengely α szöggel forog a tengelye körül, akkor a 2. tengely ugyanezen időtartam alatt β szöggel fog forogni. A 7. és a 2. tengely forgásszögei közötti kapcsolatot a következő kifejezés határozza meg tanα = tanβ * cosγ, ahol γ az a szög, amelyben a tengelyek tengelyei elhelyezkednek. Ez a kifejezés azt jelzi, hogy a β szög néha kisebb, egyenlő vagy nagyobb, mint az α szög. E szögek egyenlősége a 7. tengely minden 90°-os elfordulása esetén bekövetkezik. Ezért az 1. tengely egyenletes forgása esetén a 2. tengely szögsebessége nem egyenletes, és szinuszos törvény szerint változik. A 2. tengely forgásának egyenlőtlensége a tengelytengelyek közötti γ szög növekedésével egyre jelentősebbé válik.

Ha a 2. tengely nem egyenletes forgása átkerül az egységek tengelyeire, akkor az átvitelben további pulzáló terhelések lépnek fel, amelyek a γ szöggel növekednek. Annak megakadályozására, hogy a 2. tengely nem egyenletes forgása átkerüljön az egységek tengelyeire, két kardáncsuklót használnak a kardánhajtásban. Ezeket úgy szerelik be, hogy a γ1 és γ2 szögek egyenlőek legyenek; a 4. tengelyen nem egyenletesen forgó tengelyre rögzített kardáncsuklók villáit ugyanabban a síkban kell elhelyezni.

A kardáncsuklós hajtások fő részeinek kialakítását a 3. ábra mutatja. A nem egyenletes sebességű kardáncsukló két, kereszttel (3) összekapcsolt igavonóból (1) áll. Az egyik küllőt néha peremmel, míg a másikat a hajtótengelycsőhöz hegesztik, vagy a hajtótengelyhez való csatlakozáshoz egy fogazott véggel (6) (vagy hüvelynel) látják el. A kereszt csapszegei mindkét igáscsapágy szemébe tűcsapágyakon (7) vannak felszerelve. Mindegyik csapágy egy tokban (2) van elhelyezve, és egy kupakkal tartják a küllők szemében, amelyet két csavarral rögzítenek a küllőkhöz, amelyeket az alátéten lévő fülek rögzítenek. Egyes esetekben a csapágyakat a csapágyak rögzítése a csapágycsapágyakhoz rögzítőgyűrűkkel történik. A kenés csapágyban tartása, valamint a csapágy vízzel és szennyeződéssel szembeni védelme érdekében egy önhúzó gumitömítés található. A kereszt belső üregét zsírral töltik fel egy zsírzószerelvényen keresztül, amely a csapágyakhoz jut. A kereszt általában biztonsági szeleppel van ellátva, amely megvédi a tömítést a keresztbe pumpált zsír nyomása miatti károsodástól. A fogazott csatlakozást (6) a zsírozószerelvény (5) segítségével kenik.

3. ábra. Egy merev, nem egyenletes sebességű kardáncsukló részletei

A merev, nem egyenletes sebességű kardáncsuklókkal összekötött tengelyek tengelyei közötti maximális szög általában nem haladja meg a 20°-ot, mivel ennél nagyobb szögeknél a hatásfok jelentősen csökken. Ha a tengelytengelyek közötti szög 0...2%-en belül változik, a keresztcsapágyak a tűcsapágyak által deformálódnak, ami a kardáncsukló gyors meghibásodását okozza.

A nagysebességű lánctalpas járművek sebességváltóiban gyakran használnak olyan kardáncsuklót fogaskerékkapcsoló típusokkal, amelyek lehetővé teszik a nyomaték átvitelét olyan tengelyek között, amelyek tengelyei legfeljebb 1,5...2°-os szögben metszik egymást.

A hajtótengelyek jellemzően csőszerűen készülnek, speciális acél varrat nélküli vagy hegesztett csövek felhasználásával. A kardáncsuklók, a fogazott hüvelyek vagy a csúcsok jochjai a csövekhez vannak hegesztve. A hajtótengelyre ható keresztirányú terhelések csökkentése érdekében a dinamikus kiegyensúlyozást összeszerelt kardáncsuklókkal végzik. A kiegyensúlyozatlanságot a hajtótengelyhez hegesztett kiegyensúlyozó lemezekkel, vagy néha a kardáncsuklók csapágyfedelei alá szerelt kiegyensúlyozó lemezekkel korrigálják. A kardántengelyhajtás összeszerelését és kiegyensúlyozását követően az orsócsuklós csatlakozó alkatrészek relatív helyzetét a gyárban általában speciális címkékkel jelölik.

A kardáncsuklóhajtás kiegyenlítő csatlakozása általában fogazott csatlakozás formájában történik, amely lehetővé teszi a kardáncsuklóhajtás alkatrészeinek axiális mozgását. Ez egy fogazott csúcsból áll, amely illeszkedik a kardáncsuklóhajtás fogazott hüvelyébe. A kenőanyagot egy zsírzószerelvényen keresztül vezetik be a fogazott csatlakozásba, vagy az összeszerelés során alkalmazzák, és a jármű hosszabb használata után cserélik. A zsír szivárgásának és szennyeződésének megakadályozására általában tömítést és fedelet szerelnek fel.

Hosszú hajtótengelyeknél a kardántengelyes hajtásoknál általában köztes támasztékokat használnak. A köztes tartó általában egy, a járműkeret kereszttartójához csavarozott konzolból áll, amelyben egy golyóscsapágy van rögzítve egy gumi elasztikus gyűrűbe. A csapágy mindkét oldalon kupakkal van lezárva, és kenőberendezéssel van ellátva. A rugalmas gumigyűrű segít kiegyenlíteni a szerelési pontatlanságokat és a csapágyaknak a váz deformációi miatt fellépő helytelen beállítását.

A tűcsapágyazott kardáncsukló (4a. ábra) küllőkből, keresztből, tűcsapágyakból és tömítésekből áll. A tűcsapágyazott csészéket a kereszt csapszegeire illesztik és tömítésekkel zárják le. A csészéket csavarokkal rögzített gyűrűkkel vagy kupakokkal rögzítik a csapágycsapágyakhoz. A kardáncsuklók kenése a keresztben lévő belső furatokon keresztül, zsírzószerelvényen keresztül történik. A csuklóban lévő túlzott olajnyomás kiküszöbölésére biztonsági szelepet használnak. A hajtó igekötő egyenletes forgása közben a hajtott igekötő nem egyenletesen forog: fordulatonként kétszer előrehalad és kétszer lemarad a hajtó igekötő mögött. A nem egyenletes forgás kiküszöbölésére és a tehetetlenségi terhelések csökkentésére két kardáncsuklót használnak.

Az első hajtókerekek meghajtásában állandó sebességű kardáncsuklók vannak beépítve. A GAZ-66 és ZIL-131 járművek állandó sebességű kardáncsuklós hajtása a 2. és 5. igából (4b. ábra), négy golyóból (7) és egy központi golyóból (8) áll. A hajtó igáscsap 2 a belső tengelytengellyel egybeépített, míg a hajtott igáscsap a külső tengelytengellyel van összekovácsolva, amelynek végén a kerékagy rögzítve van. A hajtónyomatékot a 2. igavonótól az 5. igavonóhoz a 7. golyók közvetítik, amelyek az igavonókban lévő kör alakú hornyok mentén mozognak. A középső golyó 8 a küllők központosítására szolgál, és a 3., 4. csapok tartják a helyén. A 2. és az 5. igáscsapok forgási frekvenciája a mechanizmusnak az igáscsapokhoz viszonyított szimmetriája miatt azonos. A tengely hosszának változását a küllők és a tengely közötti szabad fogazású kapcsolatok biztosítják.

4. ábra. Kardáncsuklók: a - kardáncsukló: 1 - kupak; 2 - csésze; 3 - tűcsapágy; 4 - tömítés; 5, 9 - igekötők; 6 - biztonsági szelep; 7 - kereszt; 8 - zsírzószerelvény; 10 - csavar; b - állandó sebességű kardáncsukló: 1 - belső tengelytengely; 2 - hajtó igekötő; 3, 4 - csapok; 5 - hajtott igekötő; 6 - külső tengelytengely; 7 - golyók; 8 - központi golyó.

2. Kardáncsukló-meghajtás meghibásodása

A kardántengely-meghibásodások jellemzően a kardántengelyek éles kopogásaiban jelentkeznek, amelyek a jármű mozgása közben jelentkeznek, különösen a sebességfokozatok közötti váltások és a motor forgattyútengelyének hirtelen megnövekedett fordulatszáma során (például a motorfékezésről a gyorsításra való áttéréskor). A kardáncsukló meghibásodásának jele lehet annak magas hőmérsékletre (100 °C fölé) történő felmelegedése. Ez a kardáncsukló perselyeinek és csapágyainak, a tűcsapágyaknak, a kereszteknek és a fogazott csatlakozásoknak a jelentős kopása miatt következik be, ami a kardáncsukló helytelen beállítását és a tűcsapágyakra ható jelentős ütköző axiális terhelést eredményez. A kardáncsukló kereszt parafa tömítéseinek sérülése a csapszeg és a csapágy gyors kopásához vezet.

A karbantartás során a kardántengely meghajtását a hajtótengely mindkét irányba történő éles kézi forgatásával kell ellenőrizni. A tengely szabad forgásának mértéke határozza meg a kardáncsuklók és a fogazott kapcsolatok kopását. 8-10 ezer kilométerenként ellenőrizni kell a sebességváltó hajtott tengelyének karimái és a főhajtómű főtengelye hajtott tengelyének csavaros kapcsolatainak állapotát a vég kardáncsuklók karimáival, valamint a hajtótengely köztes tartójának rögzítését. Ellenőrizzük továbbá a csigás csatlakozások gumibetétjeinek és a kardáncsuklókereszt parafa tömítéseinek állapotát. Minden rögzítőcsavart teljesen meg kell húzni (meghúzási nyomaték 8-10 kgf-m).

A kardáncsuklók tűcsapágyait az erőátviteli egységeknél használt folyékony olajjal kenik; a legtöbb járműben a fogazott csatlakozások kenése zsírokkal történik (US-1, US-2, 1-13 stb.); a tűcsapágyak kenéséhez szigorúan tilos zsírt használni. Egyes járművekben a fogazott csatlakozások kenése sebességváltó olajjal történik. A gumiköpenybe szerelt köztes tartócsapágy gyakorlatilag nem igényel kenést, mivel a gyárban az összeszerelés során kenik. A ZIL-130 járműben a támasztócsapágyat a rendszeres karbantartás során (1100-1700 km-enként) egy nyomócsavaron keresztül zsírral kenik.

5. ábra. Kardáncsuklós meghajtás: 1 - karima a hajtótengely rögzítéséhez; 2 - kardáncsukló kereszt; 3 - kardáncsukló igáscsapágy; 4 - csúszó igáscsapágy; 5 - hajtótengelycső; 6 - tűgörgős csapágy zárt véggel.

A kardánhajtás két kardáncsuklóból áll, tűcsapágyazott, üreges tengellyel összekötött kardáncsuklóból és egy csúszócsapágyazott, involvált fogazással ellátott igáscsapágyból. A szennyeződések elleni megbízható védelem és a fogazott kapcsolat jó kenése érdekében a váltó másodlagos tengelyéhez (2) csatlakozó csúszó igáscsap (6) a váltóházhoz rögzített hosszabbítóban (1) van elhelyezve. Ezenkívül a fogazott csatlakozásnak ez az elhelyezése (az illesztések közötti zónán kívül) jelentősen növeli a kardánhajtás merevségét, és csökkenti a tengelyrezgések valószínűségét, amikor a csúszó fogazott csatlakozás elhasználódik.

A hajtótengely egy vékonyfalú, elektromos hegesztésű csőből (8) készül, amelybe mindkét végén két egyforma küllőt (9) préselnek be, majd ívhegesztéssel hegesztik össze. A kereszt (25) tűcsapágyházait (18) a küllők (9) szemébe sajtolják be, és rugós rögzítőgyűrűkkel (20) rögzítik. Minden egyes kardáncsukló csapágy 22 tűt (21) tartalmaz. A keresztek kiálló csapjaira préselt sapkák (24) vannak felpréselve, amelyekbe parafa gyűrűket (23) szerelnek. A csapágyak kenése a kereszt közepén lévő menetes furatba csavart szögletes zsírzószerelvény (17) segítségével történik, amely a kereszt csapszegeiben lévő átmenő csatornákhoz csatlakozik. A kardáncsuklókereszt túloldalán, annak közepén egy biztonsági szelep (16) található, amelynek célja, hogy a kereszt és a csapágyak feltöltésekor a felesleges zsírt kiengedje, és megakadályozza a nyomás felhalmozódását a kereszt belsejében működés közben (a szelep kb. 3,5 kg/cm² nyomásnál aktiválódik). A biztonsági szelep beépítésének szükségessége annak köszönhető, hogy a kereszt belsejében a túlzott nyomásnövekedés a parafa tömítések károsodásához (extrudálásához) vezethet.

6. ábra. Hajtótengely összeszerelése: 1 - a sebességváltó meghosszabbítása; 2 - a sebességváltó másodlagos tengelye; 3 és 5 - szennyeződéselterelők; 4 - gumitömítések; 6 - csúszótekercs; 7 - kiegyenlítő lemez; 8 - hajtótengelycső; 9 - tengelycső; 10 - karimás tengelycső; 11 - csavar; 12 - a hátsó tengely hajtóművének karimája; 13 - rugós alátét; 14 - anya; 15 - hátsó tengely; 16 - biztonsági szelep; 17 - szögletes zsírzószerelvény; 18 - tűcsapágy; 19 - igásszem; 20 - rugós rögzítőgyűrű; 21 - tű; 22 - torkolati alátét; 23 - parafa gyűrű; 24 - bélyegzett sapka; 25 - kereszt.

A két kardáncsuklóval összeszerelt hajtótengelyt mindkét végén gondosan dinamikusan kiegyensúlyozzák a csőre hegesztett kiegyensúlyozó lemezek (7) segítségével. Ezért a tengely szétszerelésekor minden alkatrészét gondosan meg kell jelölni, hogy azokat eredeti helyzetükben lehessen újra összeszerelni. Ennek az utasításnak a be nem tartása megbontja a tengely egyensúlyát, ami olyan rezgéseket okoz, amelyek károsíthatják a sebességváltót és a jármű karosszériáját. Ha az egyes alkatrészek elhasználódnak, különösen, ha a cső ütés következtében meghajlik, és a tengely dinamikus kiegyensúlyozása az összeszerelés után lehetetlenné válik, a teljes tengelyt ki kell cserélni.

Lehetséges hajtótengely meghibásodások, azok okai és megoldások

A meghibásodás oka Megoldás
Vezetőtengely rezgés
1. Akadály miatti tengelyhajlítás 1. Egyenesítse ki és dinamikusan egyensúlyozza ki az összeszerelt tengelyt, vagy cserélje ki az összeszerelt tengelyt.
2. Csapágy és kereszt kopás 2. Cserélje ki a csapágyakat és a kereszteket, és dinamikusan egyensúlyozza ki az összeszerelt tengelyt.
3. A hosszabbító perselyek és a csúszócsap kopása 3. Cserélje vissza a hosszabbítót és a csúszó küllőt, és dinamikusan egyensúlyozza ki az összeszerelt tengelyt.
Kopogás indításkor és partra álláskor
1. A csúszócsapágy vagy a másodlagos sebességváltó tengelyének kopása 1. Cserélje ki az elhasználódott alkatrészeket. A csúszó igáscsapszeg cseréjekor dinamikusan egyensúlyozza ki az összeszerelt tengelyt.
2. Laza csavarok, amelyek a karimás küllőt a hátsó tengely hajtóművének karimájához rögzítik. 2. Húzza meg a csavarokat
Olaj kidobása az univerzális csuklótömítésekből
A parafagyűrűk kopása kardáncsukló tömítésekben Cserélje ki a parafagyűrűket, az összeszerelés során tartsa meg a hajtótengely minden alkatrészének egymáshoz viszonyított helyzetét. Ha a keresztek és a csapágyak kopnak, cserélje ki a csapágyakat és a kereszteket, és dinamikusan egyensúlyozza ki az összeszerelt tengelyt.

3. Hajtótengely kiegyensúlyozása

A hajtótengely javítását és összeszerelését követően dinamikusan kiegyensúlyozzák egy gépen. A kiegyensúlyozó gép egyik kialakítását a 7. ábra mutatja. A gép egy lemezből (18) és egy ingakeretből (8) áll, amely négy függőlegesen álló rugalmas rúdra (3) van szerelve, biztosítva a vízszintes síkban történő lengést. Az ingakeret (8) hosszirányú csöveire egy konzol és egy elülső fejtámasz (9) van szerelve, amelyek egy konzolon (4) vannak rögzítve. A hátsó fejtámasz (6) egy mozgatható traverzre (5) van szerelve, amely lehetővé teszi a különböző hosszúságú hajtótengelyek dinamikus kiegyensúlyozását. A fejtámla tengelyek precíziós golyóscsapágyakon vannak rögzítve. Az első fejtámasz (9) orsóját a gépalapba épített villanymotor hajtja meg egy ékszíjhajtáson és egy közbenső tengelyen keresztül, amelyre egy végtag (10) (osztótárcsa) van felszerelve. Ezenkívül a géplemezre (18) két, visszahúzható reteszelőcsapokkal (17) ellátott állvány (15) van felszerelve, amelyek biztosítják az ingakeret első és hátsó végének rögzítését a hajtótengely első vagy hátsó végének kiegyensúlyozásától függően.

7. ábra. Dinamikus kiegyensúlyozó gép hajtott tengelyekhez

1-bilincs; 2-tompítók; 3-elasztikus rúd; 4-tartó; 5-mozgatható traverz; 6-hátsó fejtámasz; 7-keresztrúd; 8-lengőkeret; 9-elülső hajtó fejtámasz; 10-kar-tárcsa; 11-millivoltmérő; 12-kar a kommutátor-egyenirányító tengelyén; 13-mágneses érzékelő; 14-rögzített állvány; 15-fixátor állvány; 16-tartó; 17-fixátor; 18-tartólemez

A rögzített állványok (14) a géplemez hátsó részén vannak felszerelve, és a mágneses érzékelőket (13) az ingakeret végeihez csatlakoztatott rudakkal szerelik fel rájuk. A keret rezonanciarezgéseinek megakadályozása érdekében a konzolok (4) alá olajjal töltött csillapítók (2) vannak felszerelve.

A dinamikus kiegyensúlyozás során a vezérműtengely-szerelvényt a csúszófutóval felszerelik és rögzítik a gépen. A hajtótengely egyik vége egy karima-ujjjal csatlakozik az első hajtófejtámasz karimájához, a másik vége pedig a csúszóujj tartónyakán keresztül a hátsó fejtámasz orsós hüvelyéhez. Ezután ellenőrzik a hajtótengely könnyű elforgathatóságát, és a gép lengőkeretének egyik végét a rögzítő segítségével rögzítik. A gép beindítása után az egyenirányító végtagját az óramutató járásával ellentétes irányba forgatjuk, így a millivoltmérő tűje a maximális leolvasásra kerül. A millivoltmérő leolvasása megfelel a kiegyensúlyozatlanság nagyságának. A millivoltmérő skálája grammcentiméterben vagy ellensúly grammban van beosztva. Az egyenirányító végét az óramutató járásával ellentétes irányban tovább forgatva a millivoltmérő értéke nullára áll, és a gép leáll. Az egyenirányító végtag leolvasása alapján meghatározzuk a szögeltolódást (a kiegyensúlyozatlansági elmozdulás szögét), és a hajtótengely kézi forgatásával ezt az értéket állítjuk be a közbenső tengely végtagján. A kiegyenlítő lemez hegesztési helye a hajtótengely felső részén lesz, a súlyozott rész pedig a korrekciós síkban alul. Ezután az egyensúlyozó lemezt felerősítik és vékony dróttal a hegesztési ponttól 10 mm távolságra megkötik, a gépet elindítják, és ellenőrzik a hajtótengely végének egyensúlyát a lemezzel. Az egyensúlyhiány nem lehet több 70 g cm-nél. Ezután az egyik végét elengedve és az ingakeret másik végét a rögzítő állvánnyal rögzítve a hajtástengely másik végének dinamikus kiegyensúlyozását a fent leírt technológiai sorrend szerint végezzük el.

A hajtóműtengelyek kiegyensúlyozó tulajdonságokkal rendelkeznek. A legtöbb alkatrész esetében a dinamikus kiegyensúlyozás alapja a tartónyak (pl. villanymotorok rotorjai, turbinák, orsók, forgattyús tengelyek stb.), de a hajtótengelyek esetében a karimák. Az összeszerelés során a különböző csatlakozásokban elkerülhetetlenül hézagok keletkeznek, amelyek kiegyensúlyozatlansághoz vezetnek. Ha a kiegyensúlyozás során a minimális kiegyensúlyozatlanság nem érhető el, a tengelyt selejtesnek kell tekinteni. A kiegyensúlyozás pontosságát a következő tényezők befolyásolják:

  • A hajtótengely karimájának leszállószíja és a bal és a jobb oldali támasztó fejidom rögzítő karimájának belső furata közötti hézag;
  • A perem alapfelületeinek sugárirányú és szélső futása;
  • Hézagok a csukló és a fogazott csatlakozásokban. A zsír jelenléte a fogazott csatlakozás üregében "lebegő" kiegyensúlyozatlansághoz vezethet. Ha ez megakadályozza a kívánt kiegyensúlyozási pontosság elérését, a hajtótengelyt zsír nélkül kell kiegyensúlyozni.

Egyes egyensúlyhiányok teljesen korrigálhatatlanok lehetnek. Ha megnövekedett súrlódás figyelhető meg a hajtótengely kardáncsuklóiban, a korrekciós síkok kölcsönös hatása megnő. Ez a kiegyensúlyozás teljesítményének és pontosságának csökkenéséhez vezet.

Az OST 37.001.053-74 szerint a következő kiegyensúlyozatlansági normákat állapították meg: a két ízülettel rendelkező (kéttámaszú) hajtótengelyeket dinamikusan kiegyensúlyozzák, a három (háromtámaszú) hajtótengelyeket pedig a köztes tartóval együtt szerelik össze; az 5 kg-nál nagyobb tömegű hajtótengelyek és tengelykapcsolók karimáit (küllőket) statikusan kiegyensúlyozzák a tengely vagy tengelykapcsoló összeszerelése előtt; a három ízülettel rendelkező hajtótengelyek mindkét végén vagy a köztes tartóban lévő hajtótengelyek maradék kiegyensúlyozatlansági normáit fajlagos kiegyensúlyozatlansággal értékelik;

A tengely mindkét végén vagy a köztes támaszon, valamint a kiegyensúlyozó állványon bármely helyzetben lévő háromcsuklós hajtóműtengelyek esetében a maximálisan megengedett fajlagos maradó kiegyensúlyozatlansági norma nem haladhatja meg a következőket: személygépkocsik és kis teherbírású tehergépkocsik (1 t-ig) és nagyon kis buszok sebességváltói esetében a 6 g-cm/kg, a többiek esetében a 10 g-cm/kg. A hajtótengely vagy a háromcsuklós hajtótengely legnagyobb megengedett maradó kiegyensúlyozatlansági normáját a kiegyensúlyozó állványon olyan forgási frekvencián kell biztosítani, amely megfelel a sebességváltóban a jármű legnagyobb sebességénél mért frekvenciájuknak.

A 4 t és annál nagyobb teherbírású tehergépkocsik, kis- és nagybuszok hajtástengelyei és háromcsuklós hajtástengelyei esetében a kiegyensúlyozó állványon a legnagyobb járműsebességnél a váltótengelyek forgási frekvenciájának 70%-re történő csökkentése megengedett. Az OST 37.001.053-74 szerint a hajtótengelyek kiegyensúlyozó forgási frekvenciájának meg kell egyeznie:

nb = (0.7 ... 1.0) nr,

ahol nb - kiegyenlítő forgási frekvencia (meg kell felelnie az állvány fő műszaki adatainak, n=3000 perc)-1; nr - maximális üzemi forgási frekvencia, min-1.

A gyakorlatban a hézagok és a fogazott csatlakozások miatt a hajtótengely nem kiegyensúlyozható az ajánlott forgási frekvencián. Ebben az esetben egy másik forgási frekvenciát kell választani, amelynél kiegyensúlyozódik.

4. Korszerű kiegyensúlyozó gépek a hajtóműtengelyekhez

8. ábra. Kiegyensúlyozó gép legfeljebb 2 méter hosszú, 500 kg súlyú hajtótengelyekhez

A modell 2 állvánnyal rendelkezik, és 2 korrekciós síkban történő kiegyensúlyozást tesz lehetővé.

Kiegyensúlyozó gép legfeljebb 4200 mm hosszú, 400 kg súlyú hajtótengelyekhez

9. ábra. Kiegyensúlyozó gép legfeljebb 4200 mm hosszú, 400 kg tömegű hajtótengelyekhez

A modell 4 állvánnyal rendelkezik, és egyszerre 4 korrekciós síkban történő kiegyensúlyozást tesz lehetővé.

10. ábra. Vízszintes, kemény csapágyazású kiegyensúlyozó gép a hajtótengelyek dinamikus kiegyensúlyozásához

1 - Kiegyensúlyozó elem (hajtótengely); 2 - Gépalap; 3 - Géptartók; 4 - Géphajtás; A géptartók szerkezeti elemeit a 9. ábra mutatja.

11. ábra. Gépi tartóelemek a hajtótengelyek dinamikus kiegyensúlyozásához

1 - Bal oldali nem állítható tartó; 2 - Közbenső állítható tartó (2 db); 3 - Jobb oldali nem állítható fix tartó; 4 - Tartókeret zárókar; 5 - Mozgatható tartó platform; 6 - Tartó függőleges állítóanya; 7 - Függőleges pozíciót rögzítő fogantyúk; 8 - Tartó rögzítő konzol; 9 - Közbenső csapágyazott mozgatható bilincs; 10 - Bilincs zárókar; 11 - Bilincszár; 12 - Hajtó (vezető) orsó a tétel beszereléséhez; 13 - Hajtott orsó.

5. Előkészítés a hajtótengely kiegyensúlyozásához

Az alábbiakban a géptámaszok beállítását és a kiegyensúlyozó elem (négy támasztékos hajtótengely) géptámaszokra történő felszerelését tekintjük át.

12. ábra. Az átmeneti karimák felszerelése a kiegyensúlyozó gép orsóira

13. ábra. A hajtótengely felszerelése a kiegyensúlyozó gép tartóira

14. ábra. A hajtótengely vízszintes kiegyenlítése a kiegyensúlyozó gép támaszain egy buborékos vízmérték segítségével

15. ábra. A kiegyensúlyozó gép közbenső támaszainak rögzítése a hajtótengely függőleges elmozdulásának megakadályozása érdekében

Forgassa az elemet kézzel egy teljes fordulatig. Győződjön meg róla, hogy szabadon és a tartókon való elakadás nélkül forog. Ezt követően a gép mechanikus része be van állítva, és az elem felszerelése befejeződött.

6. Hajtótengely kiegyensúlyozási eljárás

A Balanset-4 mérőrendszer példáján a kiegyensúlyozó gépen történő hajtótengely-kiegyensúlyozás folyamatát vizsgáljuk meg. A Balanset-4 egy hordozható kiegyensúlyozó készlet, amelyet a saját csapágyazásban forgó vagy kiegyensúlyozó gépre szerelt forgórészek egy, két, három és négy korrekciós síkban történő kiegyensúlyozására terveztek. A készülék akár négy rezgésérzékelőt, egy fázisszög-érzékelőt, egy négycsatornás mérőegységet és egy hordozható számítógépet tartalmaz.

A teljes kiegyensúlyozási folyamat, beleértve a mérést, a feldolgozást és a korrekciós súlyok nagyságára és helyére vonatkozó információk megjelenítését, automatikusan történik, és nem igényel a felhasználónak a megadott utasításokon túl további készségeket és ismereteket. Az összes kiegyensúlyozási művelet eredményei a kiegyensúlyozási archívumban kerülnek elmentésre, és szükség esetén jelentések formájában kinyomtathatók. A kiegyensúlyozáson kívül a Balanset-4 hagyományos vibrációs tachométerként is használható, lehetővé téve a teljes rezgés négy csatornán történő mérését a teljes rezgés négyzetes középértékének (RMS), a rezgés forgási komponensének RMS értékének és a rotor forgási frekvenciájának ellenőrzését.

A készülék lehetővé teszi továbbá az időfüggvény és a rezgési spektrum grafikonjainak megjelenítését rezgési sebesség szerint, ami hasznos lehet a kiegyensúlyozott gép műszaki állapotának értékelésében.

16. ábra. A tengelykiegyensúlyozó gép mérő- és számítórendszereként használt Balanset-4 készülék külső nézete

17. ábra. Példa a Balanset-4 készülék használatára a hajtástengely kiegyensúlyozó gép mérő- és számítórendszereként

18. ábra. A Balanset-4 készülék felhasználói felülete

A Balanset-4 készülék kétféle érzékelővel szerelhető fel - rezgésgyorsulásmérőkkel a rezgés (rezgésgyorsulás) és erőérzékelőkkel. A rezgésérzékelők a posztrezonancia típusú kiegyensúlyozó gépek működtetéséhez, míg az erőérzékelők a prerezonancia típusú gépekhez használatosak.

19. ábra. A Balanset-4 rezgésérzékelők felszerelése a kiegyensúlyozó gép támaszaira

Az érzékelők érzékenységi tengelyének irányának meg kell egyeznie a tartó rezgési elmozdulásának irányával, ebben az esetben a vízszintessel. Az érzékelők felszerelésével kapcsolatos további információkért lásd: A ROTOROK KIEGYEZÉSI KIEGYEZÉSI KÖVETELMÉNYEKBEN. Az erőérzékelők beépítése a gép konstrukciós jellemzőitől függ.

  1. Szerelje fel az 1, 2, 3, 4 rezgésérzékelőket a kiegyensúlyozó gép tartóira.
  2. Csatlakoztassa a rezgésérzékelőket az X1, X2, X3, X4 csatlakozókhoz.
  3. A fázisszög-érzékelőt (lézeres tachométert) 5 úgy kell felszerelni, hogy a kiegyensúlyozott rotor radiális (vagy vég)felülete és az érzékelőház közötti névleges hézag 10 és 300 mm között legyen.
  4. Rögzítsen egy legalább 10-15 mm széles fényvisszaverő szalagjelzést a rotor felületére.
  5. Csatlakoztassa a fázisszög-érzékelőt az X5 csatlakozóhoz.
  6. Csatlakoztassa a mérőegységet a számítógép USB-portjához.
  7. Hálózati áram használata esetén csatlakoztassa a számítógépet a tápegységhez.
  8. Csatlakoztassa a tápegységet 220 V-os, 50 Hz-es hálózathoz.
  9. Kapcsolja be a számítógépet, és válassza ki a "BalCom-4" programot.
  10. Nyomja meg az "F12-négysíkú" gombot (vagy a számítógép billentyűzetén az F12 funkcióbillentyűt) a rezgés egyidejű, négy síkban történő mérésének módjának kiválasztásához a mérőegység X1, X2, X3 és X4 bemenetéhez csatlakoztatott 1, 2, 3, 4 rezgésérzékelőkkel.
  11. A számítógép kijelzőjén megjelenik egy mnemonikus diagram, amely a négy mérőcsatornán történő egyidejű rezgésmérés folyamatát (vagy a négy síkban történő kiegyensúlyozás folyamatát) szemlélteti, amint az a 16. ábrán látható.

A kiegyensúlyozás elvégzése előtt ajánlott a méréseket a rezgésmérő üzemmódban elvégezni (F5 gomb).

20. ábra. Rezgésmérő üzemmódban végzett mérések

Ha a V1s (V2s) teljes rezgésnagysága megközelítőleg megegyezik a V1o (V2o) forgási komponens nagyságával, akkor feltételezhető, hogy a mechanizmus rezgéséhez a rotor kiegyensúlyozatlansága járul hozzá. Ha a V1s (V2s) teljes rezgésnagysága jelentősen meghaladja a V1o (V2o) forgási komponens nagyságát, akkor ajánlott a szerkezet vizsgálata - ellenőrizze a csapágyak állapotát, biztosítsa a biztonságos rögzítést az alapzaton, ellenőrizze, hogy a rotor forgás közben nem érintkezik-e álló részekkel, és vegye figyelembe más szerkezetek rezgéseinek hatását stb.

Itt hasznos lehet a "Grafikonok-spektrális elemzés" üzemmódban kapott időfüggvénygrafikonok és rezgési spektrumok tanulmányozása.

Szoftver a Balanset-1A hordozható kiegyensúlyozó és rezgéselemző készülékhez. Vibrációs spektrumdiagramok.

21. ábra. Rezgés időfüggvény és spektrum grafikonok

A grafikon mutatja, hogy mely frekvenciákon a legmagasabb a rezgésszint. Ha ezek a frekvenciák eltérnek a kiegyensúlyozott mechanizmus forgási frekvenciájától, akkor a kiegyensúlyozás előtt azonosítani kell e rezgéskomponensek forrásait, és intézkedéseket kell hozni azok kiküszöbölésére.

Fontos figyelni a mérési eredmények stabilitására is a vibrométer üzemmódban - a rezgés amplitúdója és fázisa nem változhat 10-15%-nél nagyobb mértékben a mérés során. Ellenkező esetben előfordulhat, hogy a mechanizmus rezonancia tartomány közelében működik. Ebben az esetben a rotor fordulatszámát kell beállítani.

Négysíkú kiegyensúlyozás esetén "Elsődleges" üzemmódban öt kalibrálási menetre és legalább egy ellenőrző menetre van szükség a kiegyensúlyozott gépen. Az első próbasúly nélküli gépfutás során a rezgésmérés a "Négysíkú kiegyensúlyozás" munkaterületen történik. A további futtatásokat próbasúllyal kell elvégezni, amelyet egymás után minden egyes korrekciós síkban (az egyes kiegyensúlyozó géptámaszok területén) a hajtótengelyre szerelnek.

Minden további futtatás előtt a következő lépéseket kell megtenni:

  • Állítsa le a kiegyensúlyozott gép rotorjának forgását.
  • Távolítsa el a korábban beszerelt próbasúlyt.
  • Szerelje be a próbasúlyt a következő síkba.

23. ábra. Négysíkú kiegyensúlyozó munkaterület

Az egyes mérések elvégzése után a rotor forgási frekvenciájának (Nob), valamint az effektív értékek (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) és a fázisok (F1, F2, F3, F4) a kiegyensúlyozott forgórész forgási frekvenciáján fellépő rezgés értékeit a programablak megfelelő mezőibe mentjük. Az ötödik futtatás után (Súly a 4. síkban) megjelenik a "Balancing Weights" munkaterület (lásd a 24. ábrát), amely a tömegek számított értékeit (M1, M2, M3, M4) és a beépítési szögek (f1, f2, f3, f4) korrekciós súlyok, amelyeket a rotorra négy síkban kell felszerelni a kiegyensúlyozatlanság kiegyenlítése érdekében.

24. ábra. Munkatér a korrekciós súlyok kiszámított paramétereivel négy síkban

Figyelem!: A mérési folyamat befejezése után a kiegyensúlyozott gép ötödik futása során le kell állítani a rotor forgását, és el kell távolítani a korábban beszerelt próbasúlyt. Csak ezt követően lehet folytatni a korrekciós súlyok felszerelését (vagy eltávolítását) a rotorra.

A polárkoordinátarendszerben a rotoron lévő korrekciós súly hozzáadásának (vagy eltávolításának) szöghelyzetét a próbasúly felszerelésének helyétől mérik. A szögmérés iránya megegyezik a rotor forgásirányával. Lapátok szerinti kiegyensúlyozás esetén a kiegyensúlyozott rotor feltételesen 1. lapátnak tekintett lapátja egybeesik a próbasúly telepítési helyével. A számítógép kijelzőjén feltüntetett lapátok számozási iránya követi a rotor forgásirányát.

A program ezen verziójában alapértelmezés szerint feltételezzük, hogy a korrekciós súlyt a rotorhoz adjuk hozzá. Ezt az "Add" mezőben beállított jelölés jelzi. Ha a kiegyensúlyozatlanságot a súly eltávolításával (pl. fúrással) kell korrigálni, akkor az "Remove" mezőben az egérrel állítsa be a jelet, ami után a korrekciós súly szöghelyzete automatikusan 180 fokkal megváltozik.

A korrekciós súlyok kiegyensúlyozott rotorra történő felszerelése után nyomja meg a "Kilépés - F10" gombot (vagy a számítógép billentyűzetén az F10 funkcióbillentyűt), hogy visszatérjen az előző "Négysíkú kiegyensúlyozás" munkaterületre, és ellenőrizze a kiegyensúlyozási művelet hatékonyságát. Az ellenőrző futtatás befejezése után a rotor forgási frekvenciájának (Nob) és az RMS-értékek (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) és fázisok (F1, F2, F3, F4) a kiegyensúlyozott forgórész forgási frekvenciáján fellépő rezgésről. Ezzel egyidejűleg a "Kiegyensúlyozó súlyok" munkaterület (lásd a 21. ábrát) megjelenik a "Négysíkú kiegyensúlyozás" munkaterület felett, és megjeleníti a rotorra a maradék kiegyensúlyozatlanság kompenzálásához szükséges további korrekciós súlyok számított paramétereit, amelyeket a rotorra kell felszerelni (vagy eltávolítani). Ezen kívül ez a munkaterület mutatja a kiegyensúlyozás után elért maradék kiegyensúlyozatlanság értékeit. Ha a kiegyensúlyozott rotor maradékrezgésének és/vagy maradék kiegyensúlyozatlanságának értékei megfelelnek a műszaki dokumentációban meghatározott tűréshatár-követelményeknek, a kiegyensúlyozási folyamat befejezhető. Ellenkező esetben a kiegyensúlyozási folyamat folytatható. Ez a módszer lehetővé teszi az esetleges hibák korrekcióját az egymást követő közelítések révén, amelyek a kiegyenlített rotorra történő korrekciós súly felszerelésekor (eltávolításakor) előfordulhatnak.

Ha a kiegyensúlyozási folyamat folytatódik, további korrekciós súlyokat kell felszerelni (vagy eltávolítani) a kiegyensúlyozott rotorra a "Kiegyensúlyozó súlyok" munkaterületen megadott paramétereknek megfelelően.

A "Koefficiensek - F8" gomb (vagy a számítógép billentyűzetének F8 funkcióbillentyűje) az öt kalibrációs futtatás eredményei alapján kiszámított rotor kiegyensúlyozási együtthatók (dinamikus befolyásolási együtthatók) megtekintésére és a számítógép memóriájába történő mentésére szolgál.

7. Ajánlott kiegyensúlyozási pontossági osztályok merev rotorokhoz

2. táblázat. Ajánlott kiegyensúlyozási pontossági osztályok merev rotorokhoz.

7.34. ábra. Kiegyenlítési tűrésszámítási ablak

Ajánlott kiegyensúlyozási pontossági osztályok merev rotorokhoz

Géptípusok (rotorok) Kiegyensúlyozó pontossági osztály Érték eper Ω mm/s
Hajtókarok (szerkezetileg kiegyensúlyozatlanok) nagyméretű, alacsony fordulatszámú tengeri dízelmotorokhoz (dugattyúsebesség kevesebb mint 9 m/s) G 4000 4000
Hajtókaros tengelyek (szerkezetileg kiegyensúlyozott) nagyméretű, alacsony fordulatszámú tengeri dízelmotorokhoz (dugattyúsebesség kevesebb mint 9 m/s) G 1600 1600
Hajtókaros tengelyek (szerkezetileg kiegyensúlyozatlan) rezgéscsillapítókra szerelve G 630 630
Hajtóműves forgattyús tengelyek (szerkezetileg kiegyensúlyozatlanok) merev tartókon G 250 250
Személygépkocsik, tehergépkocsik és mozdonyok számára összeállított dugattyús motorok G 100 100
Autóalkatrészek: kerekek, keréktárcsák, keréktárcsák, sebességváltók
Hajtókaros tengelyek (szerkezetileg kiegyensúlyozott) rezgéselosztókon G 40 40
Mezőgazdasági gépek G 16 16
Hajtott (kiegyensúlyozott) forgattyús tengelyek merev tartókon
Zúzógépek
Hajtótengelyek (hajtótengelyek, csavartengelyek)
Repülőgépek gázturbinái G 6.3 6.3
Centrifugák (szeparátorok, ülepítők)
Villanymotorok és generátorok (legalább 80 mm tengelymagassággal) legfeljebb 950 perc névleges fordulatszámmal.-1
80 mm-nél kisebb tengelymagasságú villanymotorok
Rajongók
Fogaskerekes meghajtások
Általános célú gépek
Fémvágó gépek
Papírgyártó gépek
Szivattyúk
Turbófeltöltők
Vízturbinák
Kompresszorok
Számítógép-vezérelt meghajtók G 2.5 2.5
Elektromotorok és generátorok (legalább 80 mm tengelymagassággal), amelyek maximális névleges fordulatszáma meghaladja a 950 percet.-1
Gáz- és gőzturbinák
Fémvágó géphajtások
Textilipari gépek
Audio- és videóberendezések meghajtói G 1 1
Köszörűgéphajtások
Nagy pontosságú berendezések orsói és hajtásai G 0.4 0.4

 

Kategóriák: PéldarotorokMegoldásokTartalom
Címkék:

0 Megjegyzések

Vélemény, hozzászólás?

Avatár helyőrző
hu_HUMagyar
hu_HUMagyar en_USEnglish bg_BGБългарски zh_CN简体中文 hrHrvatski cs_CZČeština da_DKDansk nl_NLNederlands etEesti fiSuomi fr_FRFrançais de_DEDeutsch elΕλληνικά id_IDBahasa Indonesia it_ITItaliano ja日本語 ko_KR한국어 lvLatviešu valoda lt_LTLietuvių kalba nb_NONorsk bokmål pl_PLPolski pt_BRPortuguês do Brasil pt_PTPortuguês ro_RORomână ru_RUРусский sk_SKSlovenčina sl_SISlovenščina es_ESEspañol sv_SESvenska thไทย tr_TRTürkçe ukУкраїнська hi_INहिन्दी viTiếng Việt