Perangkat untuk Penyeimbangan Dinamis Poros Penggerak dan Sistem Pengukuran untuk Mesin Penyeimbang Balanset-1 - 1751 Euro
Perangkat untuk Penyeimbangan Dinamis Poros Penggerak dan Sistem Pengukuran untuk Mesin Penyeimbang Balanset-4 - 6803 Euro
Daftar Isi
- 1. Jenis-jenis Poros Penggerak
- 2. Kerusakan Penggerak Sambungan Universal
- 3. Penyeimbangan Poros Penggerak
- 4. Mesin Penyeimbang Modern untuk Poros Penggerak
- 5. Persiapan untuk Penyeimbangan Poros Penggerak
- 6. Prosedur Penyeimbangan Poros Penggerak
- 7. Kelas Akurasi Penyeimbangan yang Direkomendasikan untuk Rotor Kaku
1. Jenis-jenis Poros Penggerak
Penggerak sambungan universal (driveshaft) adalah mekanisme yang mentransmisikan torsi antara poros yang berpotongan di tengah sambungan universal dan dapat bergerak relatif satu sama lain pada suatu sudut. Pada kendaraan, driveshaft mentransmisikan torsi dari kotak roda gigi (atau kotak transfer) ke gandar yang digerakkan dalam kasus konfigurasi penggerak klasik atau penggerak semua roda. Untuk kendaraan all-wheel-drive, sambungan universal biasanya menghubungkan poros penggerak gearbox ke poros penggerak kotak transfer, dan poros penggerak kotak transfer ke poros penggerak drive utama as roda yang digerakkan.
Unit yang dipasang pada rangka (seperti gearbox dan kotak transfer) dapat bergerak relatif satu sama lain karena deformasi penyangga dan rangka itu sendiri. Sementara itu, as roda penggerak dipasang ke rangka melalui suspensi dan dapat bergerak relatif terhadap rangka dan unit yang dipasang di atasnya karena deformasi elemen elastis suspensi. Pergerakan ini tidak hanya dapat mengubah sudut poros penggerak yang menghubungkan unit, tetapi juga jarak antar unit.
Penggerak sambungan universal memiliki kelemahan yang signifikan: rotasi poros yang tidak seragam. Jika satu poros berputar secara seragam, poros yang lain tidak, dan ketidakseragaman ini meningkat seiring dengan sudut di antara poros. Keterbatasan ini mencegah penggunaan penggerak sambungan universal dalam banyak aplikasi, seperti pada transmisi kendaraan penggerak roda depan, di mana masalah utamanya adalah mentransmisikan torsi ke roda belok. Kerugian ini dapat dikompensasi sebagian dengan menggunakan sambungan universal ganda pada satu poros, yang diputar seperempat putaran relatif satu sama lain. Namun, dalam aplikasi yang membutuhkan rotasi seragam, sambungan kecepatan konstan (sambungan CV) biasanya digunakan sebagai gantinya. Sambungan CV adalah desain yang lebih canggih tetapi juga lebih kompleks yang melayani tujuan yang sama.
Drive sambungan universal dapat terdiri dari satu atau lebih sambungan universal yang dihubungkan oleh poros penggerak dan penyangga perantara.
Gambar 1. Diagram penggerak sambungan universal: 1, 4, 6 - poros penggerak; 2, 5 - sambungan universal; 3 - sambungan kompensasi; u1, u2 - sudut antar poros
Secara umum, penggerak sambungan universal terdiri dari sambungan universal 2 dan 5, poros penggerak 1, 4, dan 6, dan sambungan kompensasi 3. Terkadang poros penggerak dipasang pada penyangga perantara yang terpasang pada anggota silang rangka kendaraan. Sambungan universal memastikan transmisi torsi antara poros yang sumbunya berpotongan pada suatu sudut. Sambungan universal dibagi menjadi tipe kecepatan tidak seragam dan konstan. Sambungan kecepatan non-seragam selanjutnya diklasifikasikan menjadi tipe elastis dan kaku. Sambungan kecepatan konstan dapat berupa tipe bola dengan alur pemisah, tipe bola dengan tuas pemisah, dan tipe bubungan. Sambungan ini biasanya dipasang pada penggerak roda terkontrol terdepan, di mana sudut antara poros dapat mencapai 45 °, dan pusat sambungan universal harus bertepatan dengan titik perpotongan sumbu rotasi roda dan sumbu beloknya.
Sambungan universal elastis mentransmisikan torsi antara poros dengan sumbu yang berpotongan pada sudut 2 ... 3 ° karena deformasi elastis dari elemen penghubung. Sambungan kecepatan non-seragam yang kaku mentransmisikan torsi dari satu poros ke poros lainnya melalui sambungan yang dapat digerakkan dari bagian yang kaku. Ini terdiri dari dua kuk - 3 dan 5, ke dalam lubang silinder di mana ujung A, B, V, dan G dari elemen penghubung - salib 4, dipasang pada bantalan. Kuk dihubungkan secara kaku ke poros 1 dan 2. Kuk 5 dapat berputar di sekitar sumbu BG dari salib dan pada saat yang sama, bersama dengan salib, berputar di sekitar sumbu AV, sehingga memungkinkan transmisi rotasi dari satu poros ke poros lainnya dengan sudut yang berubah di antara keduanya.
Gambar 2. Diagram sambungan universal kecepatan tidak seragam yang kaku
Jika poros 7 berputar mengelilingi porosnya dengan sudut α, maka poros 2 akan berputar dengan sudut β pada periode yang sama. Hubungan antara sudut rotasi poros 7 dan 2 ditentukan oleh ekspresi tanα = tanβ * cosγdi mana γ adalah sudut di mana sumbu poros diposisikan. Ungkapan ini menunjukkan bahwa sudut β kadang-kadang kurang dari, sama dengan, atau lebih besar dari sudut α. Kesetaraan sudut-sudut ini terjadi setiap 90° rotasi poros 7. Oleh karena itu, dengan rotasi poros 1 yang seragam, kecepatan sudut poros 2 tidak seragam dan bervariasi sesuai dengan hukum sinusoidal. Ketidakseragaman rotasi poros 2 menjadi lebih signifikan ketika sudut γ antara sumbu poros meningkat.
Jika rotasi poros 2 yang tidak seragam ditransmisikan ke poros unit, beban berdenyut tambahan akan terjadi pada transmisi, meningkat dengan sudut γ. Untuk mencegah rotasi poros 2 yang tidak seragam ditransmisikan ke poros unit, dua sambungan universal digunakan pada penggerak sambungan universal. Mereka dipasang sedemikian rupa sehingga sudut γ1 dan γ2 sama; garpu sambungan universal, yang dipasang pada poros yang berputar tidak seragam 4, harus diposisikan pada bidang yang sama.
Desain bagian utama penggerak sambungan universal ditunjukkan pada Gambar 3. Sambungan universal kecepatan tidak seragam terdiri dari dua kuk (1) yang dihubungkan oleh salib (3). Salah satu kuk terkadang memiliki flensa, sementara yang lain dilas ke tabung poros penggerak atau memiliki ujung bergaris (6) (atau selongsong) untuk sambungan ke poros penggerak. Trunnion salib dipasang di mata kedua kuk pada bantalan jarum (7). Setiap bantalan ditempatkan dalam wadah (2) dan dipegang di mata kuk dengan tutup, yang dipasang ke kuk dengan dua baut yang dikunci oleh tab pada mesin cuci. Dalam beberapa kasus, bantalan diamankan di kuk dengan cincin jepret. Untuk mempertahankan pelumasan pada bantalan dan melindunginya dari air dan kotoran, ada segel pengencang karet. Rongga bagian dalam salib diisi dengan pelumas melalui fitting pelumas, yang mencapai bantalan. Salib biasanya memiliki katup pengaman untuk melindungi segel dari kerusakan akibat tekanan gemuk yang dipompa ke salib. Sambungan splined (6) dilumasi menggunakan fitting gemuk (5).
Gambar 3. Detail sambungan universal kecepatan tidak seragam yang kaku
Sudut maksimum antara sumbu poros yang dihubungkan oleh sambungan universal kecepatan tidak seragam yang kaku biasanya tidak melebihi 20 °, karena efisiensi menurun secara signifikan pada sudut yang lebih besar. Jika sudut antara sumbu poros bervariasi dalam 0 ... 2%, trunnion salib berubah bentuk oleh bantalan jarum, menyebabkan sambungan universal cepat rusak.
Pada transmisi kendaraan yang dilacak berkecepatan tinggi, sambungan universal dengan jenis kopling roda gigi, yang memungkinkan transmisi torsi antara poros dengan sumbu yang berpotongan pada sudut hingga 1,5 ... 2 °, sering digunakan.
Driveshaft biasanya dibuat berbentuk tabung, menggunakan tabung baja khusus yang mulus atau dilas. Kuk dari sambungan universal, lengan bergaris, atau ujung dilas ke tabung. Untuk mengurangi beban melintang yang bekerja pada poros penggerak, penyeimbangan dinamis dilakukan dengan sambungan universal yang terpasang. Ketidakseimbangan dikoreksi dengan mengelas pelat penyeimbang ke poros penggerak atau terkadang dengan memasang pelat penyeimbang di bawah tutup bantalan sambungan universal. Posisi relatif bagian sambungan splined setelah perakitan dan penyeimbangan drive sambungan universal di pabrik biasanya ditandai dengan label khusus.
Sambungan kompensasi dari penggerak sambungan universal biasanya dibuat dalam bentuk sambungan splined, yang memungkinkan gerakan aksial dari bagian penggerak sambungan universal. Ini terdiri dari ujung splined yang pas dengan lengan splined dari penggerak sambungan universal. Pelumasan dimasukkan ke dalam sambungan splined melalui fitting gemuk atau diterapkan selama perakitan dan diganti setelah penggunaan kendaraan dalam waktu lama. Segel dan penutup biasanya dipasang untuk mencegah kebocoran dan kontaminasi gemuk.
Untuk poros penggerak yang panjang, penyangga perantara biasanya digunakan pada penggerak sambungan universal. Penyangga perantara biasanya terdiri dari braket yang dibaut ke anggota silang rangka kendaraan, di mana bantalan bola dipasang dalam cincin elastis karet. Bantalan disegel di kedua sisi dengan tutup dan memiliki perangkat pelumasan. Cincin karet elastis membantu mengimbangi ketidakakuratan perakitan dan ketidaksejajaran bantalan yang mungkin terjadi karena deformasi rangka.
Sambungan universal dengan bantalan jarum (Gambar 4a) terdiri dari kuk, salib, bantalan jarum, dan segel. Cangkir dengan bantalan jarum dipasang pada trunnion salib dan disegel dengan segel. Cangkir diamankan di kuk dengan cincin jepret atau tutup yang diikat dengan sekrup. Sambungan universal dilumasi melalui fitting gemuk melalui pengeboran internal di salib. Katup pengaman digunakan untuk menghilangkan tekanan oli berlebih pada sambungan. Selama rotasi kuk penggerak yang seragam, kuk yang digerakkan berputar secara tidak seragam: maju dan tertinggal di belakang kuk penggerak dua kali per putaran. Untuk menghilangkan rotasi yang tidak seragam dan mengurangi beban inersia, dua sambungan universal digunakan.
Pada penggerak ke roda penggerak depan, sambungan universal kecepatan konstan dipasang. Penggerak sambungan kecepatan konstan pada kendaraan GAZ-66 dan ZIL-131 terdiri dari kuk 2, 5 (Gambar 4b), empat bola 7, dan bola pusat 8. Kuk penggerak 2 merupakan bagian integral dari poros gandar bagian dalam, sedangkan kuk yang digerakkan ditempa bersama dengan poros gandar luar, yang ujungnya dipasang hub roda. Momen penggerak dari kuk 2 ke kuk 5 disalurkan melalui bola 7, yang bergerak di sepanjang alur melingkar di kuk. Bola tengah 8 berfungsi untuk memusatkan kuk dan ditahan oleh stud 3, 4. Frekuensi rotasi kuk 2, 5 adalah sama karena simetri mekanisme relatif terhadap kuk. Perubahan panjang poros dipastikan oleh koneksi splined bebas dari kuk dengan poros.
Gambar 4. Sambungan Universal: a - sambungan universal: 1 - tutup; 2 - cangkir; 3 - bantalan jarum; 4 - segel; 5, 9 - kuk; 6 - katup pengaman; 7 - silang; 8 - fitting gemuk; 10 - sekrup; b - sambungan universal berkecepatan konstan: 1 - poros gandar bagian dalam; 2 - kuk penggerak; 3, 4 - kancing; 5 - kuk yang digerakkan; 6 - poros gandar bagian luar; 7 - bola; 8 - bola tengah
2. Kerusakan Penggerak Sambungan Universal
Kerusakan penggerak sambungan universal biasanya bermanifestasi sebagai ketukan tajam pada sambungan universal yang terjadi saat kendaraan melaju, terutama saat perpindahan antar gigi dan peningkatan kecepatan poros engkol mesin secara tiba-tiba (misalnya, saat bertransisi dari pengereman ke akselerasi). Tanda kerusakan sambungan universal dapat berupa panasnya hingga mencapai suhu tinggi (lebih dari 100°C). Hal ini terjadi karena keausan yang signifikan pada bushing dan trunnion sambungan universal, bantalan jarum, sambungan silang, dan sambungan splined, yang mengakibatkan ketidaksejajaran sambungan universal dan beban aksial impak yang signifikan pada bantalan jarum. Kerusakan pada segel gabus pada salib sambungan universal menyebabkan keausan yang cepat pada trunnion dan bantalannya.
Selama perawatan, drive sambungan universal diperiksa dengan memutar poros penggerak secara tajam dengan tangan di kedua arah. Tingkat putaran bebas poros menentukan keausan sambungan universal dan sambungan splined. Setiap 8-10 ribu kilometer, kondisi sambungan baut dari flensa poros yang digerakkan dari gearbox dan poros penggerak gigi transmisi utama dengan flensa sambungan universal ujung dan pengencangan penyangga perantara dari poros penggerak diperiksa. Kondisi sepatu bot karet pada sambungan splined dan segel gabus pada sambungan universal juga diperiksa. Semua baut pengikat harus dikencangkan sepenuhnya (torsi pengencangan 8-10 kgf-m).
Bantalan jarum pada sambungan universal dilumasi dengan oli cair yang digunakan untuk unit transmisi; sambungan splined pada sebagian besar kendaraan dilumasi dengan gemuk (US-1, US-2, 1-13, dll.); penggunaan gemuk untuk melumasi bantalan jarum sangat dilarang. Pada beberapa kendaraan, sambungan splined dilumasi dengan oli transmisi. Bantalan penyangga perantara, yang dipasang di selongsong karet, praktis tidak memerlukan pelumasan, karena dilumasi selama perakitan di pabrik. Bantalan penyangga kendaraan ZIL-130 dilumasi dengan gemuk melalui pemasangan tekanan selama perawatan rutin (setiap 1100-1700 km).
Gambar 5. Penggerak sambungan universal: 1 - flensa untuk mengamankan poros penggerak; 2 - salib sambungan universal; 3 - kuk sambungan universal; 4 - kuk geser; 5 - tabung poros penggerak; 6 - bantalan rol jarum dengan ujung tertutup
Penggerak sambungan universal terdiri dari dua sambungan universal dengan bantalan jarum, dihubungkan oleh poros berlubang, dan kuk geser dengan spline yang tidak rata. Untuk memastikan perlindungan yang andal dari kotoran dan memberikan pelumasan yang baik pada sambungan splined, kuk geser (6), yang terhubung ke poros sekunder (2) gearbox, ditempatkan dalam ekstensi (1) yang terpasang ke rumah gearbox. Selain itu, lokasi sambungan splined ini (di luar zona antara sambungan) secara signifikan meningkatkan kekakuan penggerak sambungan universal dan mengurangi kemungkinan getaran poros ketika sambungan splined geser aus.
Poros penggerak terbuat dari tabung las listrik berdinding tipis (8), di mana dua kuk (9) yang identik dipasang di setiap ujungnya dan kemudian dilas dengan pengelasan busur. Rumah bantalan jarum (18) dari salib (25) dipasang dengan tekan ke dalam mata kuk (9) dan diamankan dengan cincin penahan pegas (20). Setiap bantalan sambungan universal berisi 22 jarum (21). Tutup yang dicap (24) dipasang dengan tekanan pada trunnion yang menonjol dari salib, tempat cincin gabus (23) dipasang. Bantalan dilumasi menggunakan fitting pelumas sudut (17) yang disekrup ke lubang berulir di tengah salib, dihubungkan ke saluran tembus di trunnion salib. Di sisi berlawanan dari salib sambungan universal, katup pengaman (16) terletak di tengahnya, yang dirancang untuk melepaskan pelumas berlebih saat mengisi salib dan bantalan, dan untuk mencegah penumpukan tekanan di dalam salib selama operasi (katup aktif pada tekanan sekitar 3,5 kg / cm²). Perlunya menyertakan katup pengaman adalah karena peningkatan tekanan yang berlebihan di dalam salib dapat menyebabkan kerusakan (ekstrusi) pada segel gabus.
Gambar 6. Perakitan poros penggerak: 1 - ekstensi kotak roda gigi; 2 - poros sekunder kotak roda gigi; 3 dan 5 - pembelok kotoran; 4 - segel karet; 6 - kuk geser; 7 - pelat penyeimbang; 8 - tabung poros penggerak; 9 - kuk; 10 - kuk flensa; 11 - baut; 12 - flensa roda gigi penggerak gandar belakang; 13 - mesin cuci pegas; 14 - mur; 15 - gandar belakang; 16 - katup pengaman; 17 - pemasangan gemuk sudut; 18 - bantalan jarum; 19 - mata kuk; 20 - cincin penahan pegas; 21 - jarum; 22 - mesin cuci dengan ujung toroidal; 23 - cincin gabus; 24 - tutup yang dicap; 25 - salib
Poros penggerak, yang dirakit dengan kedua sambungan universal, diseimbangkan secara dinamis pada kedua ujungnya dengan mengelas pelat penyeimbang (7) ke tabung. Oleh karena itu, ketika membongkar poros, semua bagiannya harus ditandai dengan hati-hati agar dapat dipasang kembali pada posisi semula. Kegagalan mengikuti petunjuk ini akan mengganggu keseimbangan poros, menyebabkan getaran yang dapat merusak transmisi dan bodi kendaraan. Jika masing-masing bagian aus, terutama jika tabung bengkok karena benturan dan tidak memungkinkan untuk menyeimbangkan poros secara dinamis setelah perakitan, seluruh poros harus diganti.
Kemungkinan Kerusakan pada Driveshaft, Penyebab, dan Solusinya
| Penyebab Kerusakan | Solusi |
|---|---|
| Getaran Poros Penggerak | |
| 1. Pembengkokan poros karena hambatan | 1. Meluruskan dan menyeimbangkan poros rakitan secara dinamis atau mengganti poros rakitan |
| 2. Keausan bantalan dan silang | 2. Mengganti bantalan dan persilangan serta menyeimbangkan poros yang dirakit secara dinamis |
| 3. Keausan bushing ekstensi dan kuk geser | 3. Pasang kembali ekstensi dan kuk geser dan seimbangkan poros yang telah dirakit secara dinamis |
| Ketukan Saat Memulai dan Meluncur | |
| 1. Keausan splines kuk geser atau poros gearbox sekunder | 1. Ganti komponen yang aus. Saat mengganti kuk geser, seimbangkan poros yang telah dirakit secara dinamis |
| 2. Baut longgar yang menahan kuk flensa ke flensa roda gigi penggerak gandar belakang | 2. Kencangkan baut |
| Pelemparan Minyak dari Segel Sambungan Universal | |
| Keausan cincin gabus pada segel sambungan universal | Ganti cincin gabus, pertahankan posisi relatif semua bagian poros penggerak selama pemasangan kembali. Jika ada keausan pada salib dan bantalan, ganti bantalan dan salib dan seimbangkan poros yang dirakit secara dinamis |
3. Penyeimbangan Poros Penggerak
Setelah memperbaiki dan merakit poros penggerak, poros penggerak diseimbangkan secara dinamis di atas mesin. Salah satu desain mesin penyeimbang ditunjukkan pada Gambar 7. Mesin ini terdiri dari pelat (18), rangka pendulum (8) yang dipasang pada empat batang elastis vertikal (3), untuk memastikan osilasi pada bidang horizontal. Braket dan headstock depan (9), diamankan pada braket (4), dipasang pada tabung longitudinal rangka pendulum (8). Headstock belakang (6) berada pada lintasan yang dapat digerakkan (5), memungkinkan penyeimbangan dinamis driveshaft dengan panjang yang berbeda. Spindel headstock dipasang pada bantalan bola yang presisi. Spindel headstock depan (9) digerakkan oleh motor listrik yang dipasang di dasar mesin, melalui penggerak sabuk-V dan poros perantara, di mana dahan (10) (cakram bertingkat) dipasang. Selain itu, dua dudukan (15) dengan pin pengunci yang dapat ditarik (17) dipasang pada pelat mesin (18), memastikan fiksasi ujung depan dan belakang bingkai pendulum tergantung pada keseimbangan ujung depan atau belakang poros penggerak.
Gambar 7. Mesin Penyeimbang Dinamis untuk Poros Penggerak
1-penjepit; 2-peredam; 3-batang elastis; 4-braket; 5-lintasan yang dapat digerakkan; Headstock 6-belakang; 7-palang; 8-rangka bandul; Headstock penggerak 9-depan; 10-tungkai-disk; 11-milivoltmeter; 12-tungkai poros penyearah komutator; 13-sensor magnetoelektrik; Dudukan 14-tetap; Dudukan 15-fiksator; Penyangga 16; Penyangga 17; Pelat penyangga 18
Dudukan tetap (14) dipasang di bagian belakang pelat mesin, dan sensor magnetoelektrik (13) dipasang di atasnya, dengan batang yang terhubung ke ujung rangka pendulum. Untuk mencegah getaran resonansi rangka, peredam (2) yang diisi dengan oli dipasang di bawah braket (4).
Selama penyeimbangan dinamis, rakitan poros penggerak dengan kuk geser dipasang dan diamankan pada alat berat. Salah satu ujung driveshaft dihubungkan dengan flens-kuk ke flens headstock penggerak depan, dan ujung lainnya dengan leher penopang kuk geser ke selongsong splined headstock belakang. Kemudian, kemudahan rotasi poros penggerak diperiksa, dan salah satu ujung rangka pendulum mesin dipasang dengan menggunakan fiksator. Setelah menghidupkan mesin, dahan penyearah diputar berlawanan arah jarum jam, sehingga jarum milivoltmeter mencapai pembacaan maksimum. Pembacaan milivoltmeter sesuai dengan besarnya ketidakseimbangan. Skala milivoltmeter bertingkat dalam gram-sentimeter atau gram penyeimbang. Dengan terus memutar dahan penyearah berlawanan arah jarum jam, pembacaan milivoltmeter menjadi nol, dan mesin dihentikan. Berdasarkan pembacaan tungkai penyearah, perpindahan sudut (sudut perpindahan ketidakseimbangan) ditentukan, dan dengan memutar poros penggerak secara manual, nilai ini ditetapkan pada tungkai poros perantara. Tempat pengelasan pelat penyeimbang akan berada di bagian atas poros penggerak, dan bagian tertimbang di bagian bawah pada bidang koreksi. Kemudian pelat penyeimbang dipasang dan diikat dengan kawat tipis pada jarak 10 mm dari lasan, mesin dihidupkan, dan keseimbangan ujung poros penggerak dengan pelat diperiksa. Ketidakseimbangan tidak boleh lebih dari 70 g cm. Kemudian, melepaskan salah satu ujungnya dan mengamankan ujung lain dari bingkai pendulum dengan dudukan fiksator, penyeimbangan dinamis dari ujung poros penggerak dilakukan sesuai dengan urutan teknologi yang dijelaskan di atas.
Poros penggerak memiliki beberapa fitur penyeimbang. Untuk sebagian besar bagian, dasar penyeimbangan dinamis adalah leher penyangga (misalnya, rotor motor listrik, turbin, poros, poros engkol, dll.), tetapi untuk poros penggerak, yang menjadi dasar adalah flensa. Selama perakitan, terdapat celah yang tidak dapat dihindari pada koneksi yang berbeda yang menyebabkan ketidakseimbangan. Jika ketidakseimbangan minimum tidak dapat dicapai selama penyeimbangan, poros akan ditolak. Keakuratan penyeimbangan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
- Celah pada sambungan antara sabuk pendaratan flensa poros penggerak dan lubang bagian dalam flensa penjepit headstock penyangga kiri dan kanan;
- Lintasan radial dan ujung permukaan dasar flensa;
- Celah pada engsel dan sambungan splined. Adanya gemuk dalam rongga sambungan splined dapat menyebabkan ketidakseimbangan yang "mengambang". Jika hal tersebut mencegah tercapainya akurasi keseimbangan yang diperlukan, maka poros penggerak diseimbangkan tanpa gemuk.
Beberapa ketidakseimbangan mungkin sama sekali tidak dapat dikoreksi. Jika terjadi peningkatan gesekan pada sambungan universal driveshaft, maka pengaruh timbal balik dari bidang koreksi akan meningkat. Hal ini menyebabkan penurunan performa dan akurasi penyeimbangan.
Menurut OST 37.001.053-74, standar ketidakseimbangan berikut ini ditetapkan: poros penggerak dengan dua sambungan (dua penyangga) diseimbangkan secara dinamis, dan dengan tiga (tiga penyangga) - dirakit dengan penyangga perantara; flensa (kuk) poros penggerak dan kopling dengan berat lebih dari 5 kg diseimbangkan secara statis sebelum merakit poros atau kopling; norma ketidakseimbangan sisa untuk poros penggerak di setiap ujung atau pada penyangga perantara poros penggerak tiga sambungan dievaluasi dengan ketidakseimbangan khusus;
Norma ketidakseimbangan sisa spesifik maksimum yang diizinkan pada setiap ujung poros atau pada penyangga perantara, serta untuk poros penggerak tiga sambungan pada posisi apa pun pada penyangga penyeimbang, tidak boleh melebihi: untuk transmisi mobil penumpang dan truk bermuatan kecil (hingga 1 ton) dan bus yang sangat kecil - 6 g-cm / kg, sisanya - 10 g-cm / kg. Norma ketidakseimbangan sisa maksimum yang diizinkan dari driveshaft atau driveshaft tiga sambungan harus dipastikan pada penyangga penyeimbang pada frekuensi rotasi yang sesuai dengan frekuensinya dalam transmisi pada kecepatan kendaraan maksimum.
Untuk driveshafts dan driveshafts tiga sambungan pada truk dengan kapasitas muatan 4 t ke atas, bus kecil dan besar, pengurangan frekuensi rotasi pada penyeimbang hingga 70% dari frekuensi rotasi poros transmisi pada kecepatan kendaraan maksimum diperbolehkan. Menurut OST 37.001.053-74, frekuensi rotasi penyeimbangan poros penggerak harus sama dengan:
nb = (0.7 ... 1.0) nr,
di mana nb - menyeimbangkan frekuensi rotasi (harus sesuai dengan data teknis utama dudukan, n = 3000 menit-1; nr - frekuensi rotasi kerja maksimum, min-1.
Dalam praktiknya, karena adanya celah pada sambungan dan sambungan splined, driveshaft tidak dapat diseimbangkan pada frekuensi rotasi yang direkomendasikan. Dalam hal ini, frekuensi rotasi lain dipilih, di mana ia seimbang.
4. Mesin Penyeimbang Modern untuk Poros Penggerak
Gambar 8. Mesin Balancing untuk Driveshaft dengan Panjang hingga 2 Meter, Berat hingga 500 kg
Model ini memiliki 2 dudukan dan memungkinkan penyeimbangan dalam 2 bidang koreksi.
Mesin Penyeimbang untuk Poros Penggerak dengan Panjang hingga 4200 mm, Berat hingga 400 kg
Gambar 9. Mesin Penyeimbang untuk Poros Penggerak dengan Panjang hingga 4200 mm, Berat hingga 400 kg
Model ini memiliki 4 dudukan dan memungkinkan penyeimbangan pada 4 bidang koreksi secara bersamaan.
Gambar 10. Mesin Penyeimbang Bantalan Keras Horisontal untuk Penyeimbangan Dinamis Poros Penggerak
1 - Item penyeimbang (poros penggerak); 2 - Dasar mesin; 3 - Penyangga mesin; 4 - Penggerak mesin; Elemen struktural penyangga mesin ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 11. Elemen Pendukung Alat Berat untuk Penyeimbangan Dinamis Poros Penggerak
1 - Penyangga kiri yang tidak dapat disetel; 2 - Penyangga menengah yang dapat disetel (2 buah); 3 - Penyangga tetap yang tidak dapat disetel; 4 - Gagang kunci rangka penyangga; 5 - Platform penyangga yang dapat digerakkan; 6 - Mur penyangga penyetelan vertikal; 7 - Gagang pengunci posisi vertikal; 8 - Braket penjepit penyangga; 9 - Penjepit yang dapat digerakkan pada bantalan perantara; 10 - Gagang pengunci penjepit; 11 - Pengunci braket penjepit; 12 - Spindel penggerak (terdepan) untuk pemasangan barang; 13 - Spindel yang digerakkan
5. Persiapan untuk Penyeimbangan Poros Penggerak
Di bawah ini, kami akan mempertimbangkan penyetelan penyangga mesin dan pemasangan item penyeimbang (poros penggerak empat penyangga) pada penyangga mesin.
Gambar 12. Pemasangan Flensa Transisi pada Spindel Mesin Penyeimbang
Gambar 13. Pemasangan Driveshaft pada Penyangga Mesin Penyeimbang
Gambar 14. Meratakan Driveshaft Secara Horizontal pada Penyangga Mesin Balancing Menggunakan Bubble Level
Gambar 15. Memperbaiki Penyangga Antara Mesin Balancing untuk Mencegah Perpindahan Vertikal Poros Penggerak
Putar item secara manual untuk satu putaran penuh. Pastikan benda tersebut berputar dengan bebas dan tidak tersangkut pada penyangga. Setelah itu, bagian mekanis mesin sudah diatur, dan pemasangan item selesai.
6. Prosedur Penyeimbangan Poros Penggerak
Proses penyeimbangan poros penggerak pada mesin penyeimbang akan dipertimbangkan dengan menggunakan sistem pengukuran Balanset-4 sebagai contoh. Balanset-4 adalah kit balancing portabel yang dirancang untuk menyeimbangkan pada satu, dua, tiga, dan empat bidang koreksi rotor, baik yang berputar pada bantalannya sendiri maupun yang dipasang pada mesin balancing. Perangkat ini mencakup hingga empat sensor getaran, sensor sudut fase, unit pengukur empat saluran, dan komputer portabel.
Seluruh proses penyeimbangan, termasuk pengukuran, pemrosesan, dan tampilan informasi mengenai besaran dan lokasi bobot korektif, dilakukan secara otomatis dan tidak mengharuskan pengguna memiliki keterampilan dan pengetahuan tambahan di luar instruksi yang diberikan. Hasil dari semua operasi penyeimbangan disimpan dalam Arsip Penyeimbangan dan dapat dicetak sebagai laporan jika diperlukan. Selain menyeimbangkan, Balanset-4 juga dapat digunakan sebagai vibro-tachometer biasa, yang memungkinkan pengukuran pada empat saluran nilai root mean square (RMS) getaran total, RMS komponen rotasi getaran, dan kontrol frekuensi rotasi rotor.
Selain itu, perangkat ini memungkinkan untuk menampilkan grafik fungsi waktu dan spektrum getaran berdasarkan kecepatan getaran, yang dapat berguna dalam menilai kondisi teknis mesin yang seimbang.
Gambar 16. Tampilan Eksternal Perangkat Balanset-4 untuk Digunakan sebagai Sistem Pengukuran dan Komputasi Mesin Penyeimbang Poros Penggerak
Gambar 17. Contoh Penggunaan Perangkat Balanset-4 sebagai Sistem Pengukuran dan Komputasi Mesin Penyeimbang Poros Penggerak
Gambar 18. Antarmuka Pengguna Perangkat Balanset-4
Perangkat Balanset-4 dapat dilengkapi dengan dua jenis sensor - akselerometer getaran untuk mengukur getaran (akselerasi getaran) dan sensor gaya. Sensor getaran digunakan untuk pengoperasian pada mesin penyeimbang tipe pasca-resonansi, sedangkan sensor gaya digunakan untuk mesin tipe pra-resonansi.
Gambar 19. Pemasangan Sensor Getaran Balanset-4 pada Penyangga Mesin Penyeimbang
Arah sumbu sensitivitas sensor harus sesuai dengan arah perpindahan getaran penyangga, dalam hal ini - horizontal. Untuk informasi tambahan mengenai pemasangan sensor, lihat MENYEIMBANGKAN ROTOR DALAM KONDISI PENGOPERASIAN. Pemasangan sensor gaya tergantung pada fitur desain mesin.
- Pasang sensor getaran 1, 2, 3, 4 pada penyangga mesin penyeimbang.
- Sambungkan sensor getaran ke konektor X1, X2, X3, X4.
- Pasang sensor sudut fase (laser tachometer) 5 sehingga jarak nominal antara permukaan radial (atau ujung) rotor seimbang dan rumah sensor berada dalam kisaran 10 hingga 300 mm.
- Pasang tanda pita reflektif dengan lebar minimal 10-15 mm ke permukaan rotor.
- Hubungkan sensor sudut fase ke konektor X5.
- Sambungkan unit pengukur ke port USB komputer.
- Bila menggunakan daya listrik, sambungkan komputer ke unit catu daya.
- Sambungkan unit catu daya ke jaringan 220 V, 50 Hz.
- Nyalakan komputer dan pilih program "BalCom-4".
- Tekan tombol "F12-empat-bidang" (atau tombol fungsi F12 pada keyboard komputer) untuk memilih mode pengukuran getaran secara simultan dalam empat bidang dengan menggunakan sensor getaran 1, 2, 3, 4, yang masing-masing terhubung ke input X1, X2, X3, dan X4 unit pengukuran.
- Diagram mnemonik yang mengilustrasikan proses pengukuran getaran secara simultan pada empat saluran pengukuran (atau proses penyeimbangan pada empat bidang) muncul pada layar komputer, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 16.
Sebelum melakukan penyeimbangan, dianjurkan untuk melakukan pengukuran dalam mode vibrometer (tombol F5).
Gambar 20. Pengukuran Mode Vibrometer
Jika magnitudo getaran total V1s (V2s) kurang lebih sama dengan magnitudo komponen rotasi V1o (V2o), maka dapat diasumsikan bahwa kontribusi utama terhadap getaran mekanisme adalah karena ketidakseimbangan rotor. Jika besaran getaran total V1s (V2s) secara signifikan melebihi komponen rotasi V1o (V2o), disarankan untuk memeriksa mekanisme - periksa kondisi bantalan, pastikan pemasangan yang aman di atas fondasi, verifikasi bahwa rotor tidak menyentuh bagian yang tidak bergerak selama rotasi, dan pertimbangkan pengaruh getaran dari mekanisme lain, dll.
Mempelajari grafik fungsi waktu dan spektrum getaran yang diperoleh dalam mode "Grafik-Analisis Spektral" dapat berguna di sini.
Gambar 21. Fungsi Waktu Getaran dan Grafik Spektrum
Grafik menunjukkan pada frekuensi mana tingkat getaran paling tinggi. Jika frekuensi ini berbeda dari frekuensi rotasi rotor mekanisme penyeimbang, maka perlu untuk mengidentifikasi sumber komponen getaran ini dan mengambil tindakan untuk menghilangkannya sebelum melakukan penyeimbangan.
Juga penting untuk memperhatikan stabilitas pembacaan dalam mode vibrometer - amplitudo dan fase getaran tidak boleh berubah lebih dari 10-15% selama pengukuran. Jika tidak, mekanisme mungkin beroperasi di dekat wilayah resonansi. Dalam hal ini, kecepatan rotor harus disesuaikan.
Saat melakukan penyeimbangan empat bidang dalam mode "Primer", diperlukan lima kali proses kalibrasi dan setidaknya satu kali proses verifikasi mesin yang telah diseimbangkan. Pengukuran getaran selama menjalankan mesin pertama tanpa pemberat percobaan dilakukan di ruang kerja "Balancing Empat Bidang". Proses selanjutnya dilakukan dengan pemberat percobaan, yang dipasang secara berurutan pada poros penggerak di setiap bidang koreksi (di area masing-masing penyangga mesin balancing).
Sebelum menjalankan setiap kali, langkah-langkah berikut ini harus dilakukan:
- Hentikan putaran rotor mesin yang seimbang.
- Lepaskan pemberat uji coba yang dipasang sebelumnya.
- Pasang pemberat percobaan di bidang berikutnya.
Gambar 23. Ruang Kerja Penyeimbangan Empat Bidang
Setelah menyelesaikan setiap pengukuran, hasil frekuensi putaran rotor (Nob), serta nilai RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) dan fase-fase (F1, F2, F3, F4) dari getaran pada frekuensi rotasi rotor seimbang disimpan dalam bidang yang sesuai di jendela program. Setelah proses kelima (Bobot di Bidang 4), ruang kerja "Balancing Weights" (lihat Gambar 24) muncul, menampilkan nilai yang dihitung dari massa (M1, M2, M3, M4) dan sudut pemasangan (f1, f2, f3, f4) dari pemberat korektif yang perlu dipasang pada rotor di empat bidang untuk mengimbangi ketidakseimbangannya.
Gambar 24. Ruang Kerja dengan Parameter yang Dihitung dari Bobot Koreksi dalam Empat Bidang
Perhatian!: Setelah menyelesaikan proses pengukuran selama putaran kelima dari mesin yang seimbang, Anda harus menghentikan putaran rotor dan melepas pemberat percobaan yang dipasang sebelumnya. Setelah itu, barulah Anda dapat melanjutkan dengan memasang (atau melepas) pemberat korektif pada rotor.
Posisi sudut untuk menambahkan (atau menghapus) pemberat korektif pada rotor dalam sistem koordinat kutub diukur dari lokasi pemasangan pemberat uji coba. Arah pengukuran sudut bertepatan dengan arah putaran rotor. Dalam kasus penyeimbangan dengan bilah, bilah rotor yang diseimbangkan secara kondisional dianggap sebagai bilah pertama yang bertepatan dengan lokasi pemasangan pemberat percobaan. Arah penomoran bilah yang ditunjukkan pada layar komputer mengikuti arah putaran rotor.
Dalam versi program ini, diasumsikan secara default bahwa bobot korektif akan ditambahkan ke rotor. Hal ini ditunjukkan oleh tanda yang ditetapkan di bidang "Tambah". Jika mengoreksi ketidakseimbangan dengan melepas pemberat (misalnya, dengan mengebor) diperlukan, tetapkan tanda di bidang "Hapus" dengan menggunakan mouse, setelah itu posisi sudut pemberat korektif akan secara otomatis berubah 180 derajat.
Setelah memasang pemberat korektif pada rotor yang diseimbangkan, tekan tombol "Exit - F10" (atau tombol fungsi F10 pada keyboard komputer) untuk kembali ke ruang kerja "Four-Plane Balancing" sebelumnya dan memeriksa keefektifan operasi penyeimbangan. Setelah menyelesaikan proses verifikasi, hasil frekuensi putaran rotor (Nob) dan nilai RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) dan fase (F1, F2, F3, F4) dari getaran pada frekuensi rotasi rotor yang diseimbangkan disimpan. Secara bersamaan, ruang kerja "Balancing Weights" (lihat Gambar 21) muncul di atas ruang kerja "Four-Plane Balancing", menampilkan parameter yang dihitung dari bobot korektif tambahan yang perlu dipasang (atau dilepas) pada rotor untuk mengimbangi ketidakseimbangan sisa. Selain itu, ruang kerja ini menunjukkan nilai ketidakseimbangan sisa yang dicapai setelah penyeimbangan. Jika nilai getaran sisa dan/atau ketidakseimbangan sisa rotor yang diseimbangkan memenuhi persyaratan toleransi yang ditentukan dalam dokumentasi teknis, proses penyeimbangan dapat diselesaikan. Jika tidak, proses penyeimbangan dapat dilanjutkan. Metode ini memungkinkan untuk mengoreksi kesalahan yang mungkin terjadi melalui perkiraan berturut-turut yang mungkin terjadi ketika memasang (melepas) bobot korektif pada rotor seimbang.
Jika proses penyeimbangan berlanjut, bobot korektif tambahan harus dipasang (atau dilepas) pada rotor yang diseimbangkan sesuai dengan parameter yang ditentukan dalam ruang kerja "Bobot Penyeimbang".
Tombol "Coefficients - F8" (atau tombol fungsi F8 pada keyboard komputer) digunakan untuk melihat dan menyimpan dalam memori komputer koefisien keseimbangan rotor (koefisien pengaruh dinamis) yang dihitung dari hasil lima kali proses kalibrasi.
7. Kelas Akurasi Penyeimbangan yang Direkomendasikan untuk Rotor Kaku
Tabel 2. Kelas Akurasi Balancing yang Disarankan untuk Rotor Kaku.
Kelas Akurasi Penyeimbangan yang Direkomendasikan untuk Rotor Kaku
| Jenis-jenis Mesin (Rotor) | Kelas Akurasi Penyeimbangan | Nilai eper Ω mm/s |
|---|---|---|
| Poros engkol penggerak (secara struktural tidak seimbang) untuk mesin diesel laut berkecepatan rendah yang besar (kecepatan piston kurang dari 9 m/s) | G 4000 | 4000 |
| Poros engkol penggerak (seimbang secara struktural) untuk mesin diesel kelautan berkecepatan rendah yang besar (kecepatan piston kurang dari 9 m/s) | G 1600 | 1600 |
| Poros engkol penggerak (secara struktural tidak seimbang) pada isolator getaran | G 630 | 630 |
| Menggerakkan poros engkol (secara struktural tidak seimbang) pada penyangga yang kaku | G 250 | 250 |
| Mesin reciprocating yang dirakit untuk mobil penumpang, truk, dan lokomotif | G 100 | 100 |
| Suku cadang mobil: roda, pelek roda, set roda, transmisi | ||
| Poros engkol penggerak (seimbang secara struktural) pada isolator getaran | G 40 | 40 |
| Mesin pertanian | G 16 | 16 |
| Menggerakkan poros engkol (seimbang) pada penyangga yang kaku | ||
| Penghancur | ||
| Poros penggerak (poros penggerak, poros sekrup) | ||
| Turbin gas pesawat terbang | G 6.3 | 6.3 |
| Sentrifugal (pemisah, pemukim) | ||
| Motor listrik dan generator (dengan tinggi poros minimal 80 mm) dengan kecepatan putaran nominal maksimum hingga 950 menit-1 | ||
| Motor listrik dengan tinggi poros kurang dari 80 mm | ||
| Penggemar | ||
| Penggerak roda gigi | ||
| Mesin serba guna | ||
| Mesin pemotong logam | ||
| Mesin pembuat kertas | ||
| Pompa | ||
| Turbocharger | ||
| Turbin air | ||
| Kompresor | ||
| Drive yang dikendalikan komputer | G 2.5 | 2.5 |
| Motor listrik dan generator (dengan tinggi poros minimal 80 mm) dengan kecepatan putaran nominal maksimum lebih dari 950 menit-1 | ||
| Turbin gas dan uap | ||
| Penggerak mesin pemotong logam | ||
| Mesin tekstil | ||
| Drive peralatan audio dan video | G 1 | 1 |
| Penggerak mesin gerinda | ||
| Spindel dan penggerak peralatan presisi tinggi | G 0.4 | 0.4 |
ID 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UK 
HI 
VI
Komentar 0