Pavaros veleno balansavimas

Paskelbta Nikolai Shelkovenko apie

Turinys

1. Varomųjų velenų tipai

Universaliojo šarnyro pavara (varantysis velenas) - tai mechanizmas, perduodantis sukimo momentą tarp velenų, kurie susikerta universaliojo šarnyro centre ir gali judėti vienas kito atžvilgiu kampu. Transporto priemonėje pavaros velenas perduoda sukimo momentą iš pavarų dėžės (arba transmisijos dėžės) varantiesiems tilteliams, jei naudojama klasikinė arba visų varančiųjų ratų pavara. Visų varančiųjų ratų transporto priemonėse universalusis šarnyras paprastai jungia pavarų dėžės varantįjį veleną su transmisijos dėžės varančiuoju velenu, o transmisijos dėžės varančiuosius velenus - su varančiųjų ašių pagrindinių pavarų varančiaisiais velenais.

Ant rėmo sumontuoti mazgai (pvz., pavarų dėžė ir pavarų dėžė) gali judėti vienas kito atžvilgiu dėl jų atramų ir paties rėmo deformacijos. Tuo tarpu varančiosios ašys prie rėmo tvirtinamos per pakabą ir gali judėti rėmo ir ant jo sumontuotų mazgų atžvilgiu dėl pakabos tampriųjų elementų deformacijos. Šis judėjimas gali keisti ne tik agregatus jungiančių varančiųjų velenų kampus, bet ir atstumą tarp agregatų.

Universalioji šarnyrinė pavara turi didelį trūkumą: velenai sukasi nevienodai. Jei vienas velenas sukasi tolygiai, kitas - ne, ir šis netolygumas didėja didėjant kampui tarp velenų. Dėl šio apribojimo universaliosios šarnyrinės pavaros negalima naudoti daugelyje sričių, pavyzdžiui, priekiniais ratais varomų transporto priemonių transmisijose, kur svarbiausia perduoti sukimo momentą besisukantiems ratams. Šį trūkumą galima iš dalies kompensuoti naudojant dvigubus universaliuosius šarnyrus ant vieno veleno, kurie vienas kito atžvilgiu pasukti ketvirtadaliu posūkio. Tačiau, kai reikia tolygaus sukimosi, vietoj jų paprastai naudojami pastovaus greičio šarnyrai (CV šarnyrai). CV šarnyrai yra pažangesnė, bet ir sudėtingesnė konstrukcija, skirta tam pačiam tikslui.

Universalias šarnyrines pavaras gali sudaryti vienas ar daugiau universalių šarnyrų, sujungtų pavaros velenais ir tarpinėmis atramomis.

1 pav. Universalios šarnyrinės pavaros schema: 1, 4, 6 - varantieji velenai; 2, 5 - universalieji šarnyrai; 3 - kompensacinė jungtis; u1, u2 - kampai tarp velenų

Apskritai universaliąją šarnyrinę pavarą sudaro universalieji šarnyrai 2 ir 5, varantieji velenai 1, 4 ir 6 bei kompensacinė jungtis 3. Kartais pavaros velenas montuojamas ant tarpinės atramos, pritvirtintos prie transporto priemonės rėmo skersinio elemento. Universalieji šarnyrai užtikrina sukimo momento perdavimą tarp velenų, kurių ašys susikerta kampu. Universalieji šarnyrai skirstomi į nevienodo ir pastovaus greičio tipus. Nevienodo greičio šarnyrai dar skirstomi į tampriuosius ir standžiuosius. Pastovaus greičio šarnyrai gali būti rutuliniai su skiriamaisiais grioveliais, rutuliniai su skiriamąja svirtimi ir kumšteliniai. Jie paprastai montuojami priekinių valdomų ratų pavaroje, kur kampas tarp velenų gali siekti 45°, o universaliojo šarnyro centras turi sutapti su rato sukimosi ašių ir jo posūkio ašies susikirtimo tašku.

Elastiniai universalieji šarnyrai perduoda sukimo momentą tarp velenų, kurių ašys susikerta 2...3° kampu, dėl elastingos jungiamųjų elementų deformacijos. Standžioji netolygiųjų greičių jungtis perduoda sukimo momentą nuo vieno veleno kitam velenui per judantį standžiųjų dalių sujungimą. Jį sudaro du jungtukai - 3 ir 5, į kurių cilindrines skyles ant guolių įstatomi jungiamojo elemento - kryžiaus 4 - galai A, B, V ir G. Jungtys standžiai sujungtos su velenais 1 ir 2. Jagas 5 gali suktis aplink kryžiaus BG ašį ir kartu su kryžiumi suktis aplink AV ašį, taip sudarydamas galimybę perduoti sukimosi judesius iš vieno veleno į kitą, keičiantis kampui tarp jų.

2 pav. Standžiosios nevienodo greičio universaliosios jungties schema

Jei velenas 7 sukasi aplink savo ašį kampu α, tai velenas 2 per tą patį laikotarpį pasisuks kampu β. Velenų 7 ir 2 sukimosi kampų santykis nustatomas pagal išraišką tanα = tanβ * cosγ, kur γ yra kampas, kuriuo išdėstytos velenų ašys. Ši išraiška rodo, kad kampas β kartais yra mažesnis, lygus arba didesnis už kampą α. Šių kampų lygybė įvyksta kas 90° pasukant veleną 7. Todėl, esant vienodam veleno 1 sukimosi greičiui, veleno 2 kampinis greitis yra nevienodas ir kinta pagal sinusoidės dėsnį. Veleno 2 sukimosi netolygumas tampa vis didesnis, kai kampas γ tarp velenų ašių didėja.

Jei netolygus veleno 2 sukimasis perduodamas į agregatų velenus, perdavimo metu atsiranda papildomos pulsuojančios apkrovos, kurios didėja didėjant kampui γ. Kad netolygus veleno 2 sukimasis nebūtų perduodamas į agregatų velenus, universaliojoje pavaroje naudojami du universalieji šarnyrai. Jie montuojami taip, kad kampai γ1 ir γ2 būtų vienodi; universaliųjų šarnyrų šakutės, pritvirtintos prie netolygiai besisukančio veleno 4, turi būti toje pačioje plokštumoje.

Pagrindinių universaliųjų šarnyrinių pavarų dalių konstrukcija parodyta 3 paveiksle. Nevienodo greičio universalųjį šarnyrą sudaro du jungo šarnyrai (1), sujungti kryžiumi (3). Vienas iš jungo jungčių kartais turi flanšą, o kitas yra privirintas prie varančiojo veleno vamzdžio arba turi dantytą galą (6) (arba įvorę), skirtą prijungti prie varančiojo veleno. Kryžminio kryžminio veleno strypeliai yra sumontuoti abiejų jungo ąsose ant adatinių guolių (7). Kiekvienas guolis yra įdėtas į korpusą (2) ir laikomas jungo akyje su dangteliu, kuris prie jungo tvirtinamas dviem varžtais, užfiksuotais ant poveržlės esančiais skirtukais. Kai kuriais atvejais guoliai jose tvirtinami fiksatoriais. Kad guolyje liktų tepalo ir jis būtų apsaugotas nuo vandens ir purvo, yra guminis savaime užsitraukiantis sandariklis. Vidinė kryžmės ertmė per tepalo jungtį pripildoma tepalu, kuris pasiekia guolius. Kryžma paprastai turi apsauginį vožtuvą, kuris apsaugo sandariklį nuo pažeidimų dėl į kryžmą pumpuojamo tepalo slėgio. Dygliuotoji jungtis (6) sutepama naudojant tepalo jungtį (5).

3 pav. Standžiosios nevienodo greičio universaliosios jungties detalės

Didžiausias kampas tarp velenų, sujungtų standžiomis nevienodo greičio universaliosiomis jungtimis, ašių paprastai neviršija 20°, nes esant didesniam kampui efektyvumas labai sumažėja. Jei kampas tarp velenų ašių svyruoja 0...2% ribose, kryžminiai kūgiai deformuojasi dėl adatinių guolių, todėl universalioji jungtis greitai sugenda.

Greitaeigių vikšrinių transporto priemonių transmisijose dažnai naudojami universalieji šarnyrai su krumpliaratinėmis jungtimis, kurie leidžia perduoti sukimo momentą tarp velenų, kurių ašys susikerta iki 1,5...2° kampu.

Varomieji velenai paprastai gaminami vamzdiniai, naudojant specialius plieninius besiūlius arba suvirintus vamzdžius. Prie vamzdžių privirinami universaliųjų šarnyrų jungtys, šarnyrinės įvorės arba antgaliai. Siekiant sumažinti pavaros veleną veikiančias skersines apkrovas, dinaminis balansavimas atliekamas su sumontuotais universaliaisiais šarnyrais. Disbalansas ištaisomas prie varančiojo veleno privirinant balansavimo plokšteles arba kartais po universaliųjų šarnyrų guolių dangteliais įrengiant balansavimo plokšteles. Po universaliosios pavaros surinkimo ir balansavimo gamykloje santykinė sujungimo dalių padėtis paprastai pažymima specialiomis etiketėmis.

Kompensacinė universaliojo šarnyro pavaros jungtis paprastai yra dantyta, todėl universaliojo šarnyro pavaros dalys gali judėti ašine kryptimi. Ją sudaro dygliuotas antgalis, kuris įsistato į universaliosios šarnyrinės pavaros dygliuotą įvorę. Tepalas į dygliuotąją jungtį įleidžiamas per tepalo jungtį arba tepamas montuojant ir keičiamas po ilgesnio transporto priemonės naudojimo. Kad būtų išvengta tepalo nutekėjimo ir užteršimo, paprastai montuojamas sandariklis ir dangtelis.

Ilgų varančiųjų velenų universaliosiose pavarose paprastai naudojamos tarpinės atramos. Tarpinę atramą paprastai sudaro prie transporto priemonės rėmo skersinio elemento varžtais pritvirtintas laikiklis, kuriame guminiame elastiniame žiede sumontuotas rutulinis guolis. Guolis iš abiejų pusių užsandarintas dangteliais ir turi tepimo įtaisą. Elastingas guminis žiedas padeda kompensuoti montavimo netikslumus ir guolio poslinkius, kurie gali atsirasti dėl rėmo deformacijų.

Universalųjį šarnyrą su adatiniais guoliais (4a pav.) sudaro jungės, kryžmė, adatiniai guoliai ir sandarikliai. Ąsočiai su adatiniais guoliais tvirtinami prie kryžmos kamienų ir sandarinami tarpikliais. Taurės pritvirtinamos prie jungo fiksatoriais arba dangteliais, kurie tvirtinami varžtais. Universalieji šarnyrai sutepami per tepalo jungtį per vidinius gręžinius kryžmoje. Alyvos pertekliniam slėgiui sąnaryje pašalinti naudojamas apsauginis vožtuvas. Tolygiai sukantis varančiajam jungui, varantysis jungas sukasi netolygiai: per vieną apsisukimą jis du kartus pasistūmėja į priekį ir atsilieka nuo varančiojo jungo. Siekiant pašalinti netolygų sukimąsi ir sumažinti inercines apkrovas, naudojami du universalieji šarnyrai.

Priekinių varančiųjų ratų pavaroje sumontuoti pastovaus greičio universalieji šarnyrai. GAZ-66 ir ZIL-131 transporto priemonių pastovaus greičio šarnyro pavarą sudaro jungtys 2, 5 (4b pav.), keturi rutuliukai 7 ir centrinis rutuliukas 8. Varantysis jungis 2 yra vientisas su vidiniu ašies velenu, o varantysis jungis yra įkaltas kartu su išoriniu ašies velenu, kurio gale pritvirtinta rato stebulė. Varantysis momentas iš jungo 2 į jungo 5 perduodamas rutuliukais 7, kurie jungo ratuose juda išilgai apskritų griovelių. Centrinis rutuliukas 8 tarnauja jungo centrui centruoti ir yra prilaikomas smeigių 3, 4. Dėl mechanizmo simetriškumo jungo 2, 5 sukimosi dažnis yra vienodas jungo 2, 5 atžvilgiu. Veleno ilgio keitimą užtikrina laisvi krumpliaratiniai jungimai su velenu.

4 pav. Universalieji šarnyrai: a - universalusis šarnyras: 1 - dangtelis; 2 - taurė; 3 - adatinis guolis; 4 - sandariklis; 5, 9 - jungės; 6 - apsauginis vožtuvas; 7 - kryželis; 8 - tepalo jungtis; 10 - varžtas; b - pastovaus greičio universalusis šarnyras: 1 - vidinis ašies velenas; 2 - varantysis šarnyras; 3, 4 - kaiščiai; 5 - varantysis šarnyras; 6 - išorinis ašies velenas; 7 - rutuliukai; 8 - centrinis rutuliukas.

2. Universaliojo šarnyro pavaros gedimai

Universaliųjų šarnyrų pavaros gedimai paprastai pasireiškia aštriais smūgiais universaliuosiuose šarnyruose, atsirandančiais transporto priemonei važiuojant, ypač perjungiant pavaras ir staiga padidėjus variklio alkūninio veleno sūkių dažniui (pvz., pereinant nuo stabdymo varikliu prie greitėjimo). Universaliojo šarnyro gedimo požymis gali būti jo įkaitimas iki aukštos temperatūros (daugiau kaip 100 °C). Taip atsitinka dėl didelio universaliojo šarnyro įvorių ir strypelių, adatinių guolių, kryžmių ir dygliuotųjų jungčių nusidėvėjimo, todėl universalusis šarnyras išsikreipia ir adatiniams guoliams tenka didelės smūginės ašinės apkrovos. Pažeidus universaliojo šarnyro kryžmės kamštinius sandariklius, sparčiai dėvisi kronšteinas ir jo guolis.

Atliekant techninę priežiūrą, universaliojo šarnyro pavara tikrinama staigiai sukant varantįjį veleną ranka į abi puses. Nuo laisvo veleno sukimosi laipsnio priklauso universaliųjų šarnyrų ir dygliuotųjų jungčių nusidėvėjimas. Kas 8-10 tūkst. km tikrinama pavarų dėžės varančiojo veleno flanšų ir pagrindinės pavarų dėžės pavaros varančiojo veleno varžtinių jungčių su galinių kardaninių šarnyrų flanšais būklė ir varančiojo veleno tarpinės atramos tvirtinimas. Taip pat patikrinama guminių batų ant dygliuotųjų jungčių ir universaliojo šarnyro kryžmės kamštinių sandariklių būklė. Visi tvirtinimo varžtai turi būti visiškai priveržti (priveržimo momentas 8-10 kgf-m).

Universalinių šarnyrų adatiniai guoliai tepami skysta alyva, naudojama transmisijos agregatuose; daugumos transporto priemonių šarnyrinės jungtys tepamos tepalais (US-1, US-2, 1-13 ir t. t.); adatinius guolius tepti tepalais griežtai draudžiama. Kai kuriose transporto priemonėse šarnyrinės jungtys tepamos transmisijos alyva. Tarpinio atraminio guolio, sumontuoto guminėje įvorėje, praktiškai nereikia tepti, nes jis sutepamas surinkimo metu gamykloje. ZIL-130 transporto priemonės atraminis guolis tepamas tepalu per slėginę jungtį atliekant reguliarią techninę priežiūrą (kas 1100-1700 km).

5 pav. Universaliojo šarnyro pavara: 1 - flanšas pavaros velenui tvirtinti; 2 - universaliojo šarnyro kryžmė; 3 - universaliojo šarnyro jungė; 4 - slankioji jungė; 5 - pavaros veleno vamzdis; 6 - adatinis ritininis guolis su uždaru galu.

Universalinę pavarą sudaro du universalieji šarnyrai su adatiniais guoliais, sujungti tuščiaviduriu velenu, ir slankiojanti jungė su išlenktais krumpliaračiais. Siekiant užtikrinti patikimą apsaugą nuo purvo ir gerai sutepti sujungimą su krumpliaračiais, slankusis jungis (6), sujungtas su antriniu pavarų dėžės velenu (2), yra prie pavarų dėžės korpuso pritvirtintame prailgintuve (1). Be to, tokia dygliuotosios jungties vieta (už zonos tarp šarnyrų ribų) gerokai padidina universaliosios pavaros standumą ir sumažina veleno virpesių tikimybę, kai slystanti dygliuotoji jungtis susidėvi.

Pavaros velenas pagamintas iš plonasienio elektra suvirinto vamzdžio (8), kurio abiejuose galuose presuojami du vienodi jungiai (9) ir suvirinami lanku. Kryžminio (25) adatinio guolio (18) korpusai (25) yra įsprausti į jungo (9) ąseles ir pritvirtinti spyruokliniais tvirtinimo žiedais (20). Kiekviename universaliajame šarnyriniame guolyje yra 22 adatėlės (21). Ant išsikišusių kryžmų kamienų presuojami įspaustiniai dangteliai (24), į kuriuos įstatomi kamštiniai žiedai (23). Guoliai tepami naudojant kampinę tepalo jungtį (17), įsuktą į kryžmės centre esančią srieginę skylę, sujungtą su kryžmės kamienų kanalėliais. Priešingoje universaliojo šarnyro kryžiaus pusėje, jo centre, yra apsauginis vožtuvas (16), skirtas tepalo pertekliui išleisti užpildant kryžių ir guolius ir neleisti kryžiaus viduje susidaryti slėgiui eksploatuojant (vožtuvas įsijungia esant maždaug 3,5 kg/cm² slėgiui). Apsauginį vožtuvą būtina įrengti dėl to, kad per didelis slėgio padidėjimas kryžmės viduje gali pažeisti (išspausti) kamštinius sandariklius.

6 pav. Pavaros veleno surinkimas: 1 - pavarų dėžės prailgintuvas; 2 - antrinis pavarų dėžės velenas; 3 ir 5 - purvo deflektoriai; 4 - guminiai sandarikliai; 6 - slankioji jungė; 7 - balansavimo plokštelė; 8 - pavaros veleno vamzdis; 9 - jungė; 10 - flanšinė jungė; 11 - varžtas; 12 - galinės ašies pavaros flanšas; 13 - spyruoklinė poveržlė; 14 - veržlė; 15 - galinė ašis; 16 - apsauginis vožtuvas; 17 - kampinė tepalo jungtis; 18 - adatinis guolis; 19 - jungo ąsa; 20 - spyruoklės atraminis žiedas; 21 - adata; 22 - poveržlė su toroidiniu galu; 23 - kamštinis žiedas; 24 - įspaustinis dangtelis; 25 - kryželis

Varantysis velenas, sumontuotas su abiem universaliaisiais šarnyrais, kruopščiai dinamiškai subalansuojamas abiejuose galuose, prie vamzdžio privirinant balansavimo plokšteles (7). Todėl išmontuojant veleną visos jo dalys turi būti kruopščiai pažymėtos, kad jas būtų galima vėl surinkti į pradinę padėtį. Nesilaikant šio nurodymo, sutrinka veleno pusiausvyra, todėl atsiranda vibracija, kuri gali pažeisti transmisiją ir automobilio kėbulą. Jei atskiros dalys susidėvi, ypač jei vamzdis dėl smūgio sulinksta ir surinkus veleną tampa neįmanoma jo dinamiškai subalansuoti, reikia pakeisti visą veleną.

Galimi pavaros veleno gedimai, jų priežastys ir sprendimai

Gedimo priežastis Sprendimas
Varančiojo veleno vibracija
1. Veleno išlinkimas dėl kliūties 1. Išlyginkite ir dinamiškai subalansuokite sumontuotą veleną arba pakeiskite sumontuotą veleną.
2. Guolių ir kryžminis nusidėvėjimas 2. Pakeiskite guolius ir kryželius ir dinamiškai subalansuokite surinktą veleną.
3. Pailginimo įvorių ir slankiojo jungo susidėvėjimas 3. Pakeiskite prailgintuvą ir slankiojamąjį jungą ir dinamiškai subalansuokite sumontuotą veleną.
Smūgiai užvedant ir važiuojant atbuline eiga
1. Slankiojančiųjų jungių dyglių arba antrinės pavarų dėžės veleno susidėvėjimas 1. Pakeiskite susidėvėjusias dalis. Keisdami slankiojamąjį jungą, dinamiškai subalansuokite sumontuotą veleną
2. Atsilaisvinę varžtai, tvirtinantys flanšo jungę prie galinės ašies pavaros krumpliaračio flanšo. 2. Užveržkite varžtus
Alyvos išsiliejimas iš universaliųjų šarnyrų sandariklių
Universaliųjų šarnyrų kamštinių žiedų susidėvėjimas Pakeiskite kamštinius žiedus, iš naujo surinkdami išlaikykite visų pavaros veleno dalių tarpusavio padėtį. Jei kryžmės ir guoliai nusidėvi, pakeiskite guolius ir kryžmes ir dinamiškai subalansuokite surinktą veleną.

3. Varomojo veleno balansavimas

Sutaisius ir surinkus pavaros veleną, jis dinamiškai subalansuojamas staklėse. Viena iš balansavimo mašinos konstrukcijų parodyta 7 paveiksle. Mašiną sudaro plokštė (18), švytuoklės rėmas (8), sumontuotas ant keturių vertikalių tampriųjų strypų (3), užtikrinančių jos svyravimą horizontalioje plokštumoje. Ant švytuoklinio rėmo (8) išilginių vamzdelių pritvirtintas kronšteinas ir priekinė galvutė (9), pritvirtinti prie kronšteino (4). Galinis antgalis (6) yra ant judančios traversos (5), leidžiančios dinamiškai balansuoti skirtingo ilgio pavaros velenus. Priekinės pavaros velenai sumontuoti ant tiksliųjų rutulinių guolių. Priekinio galvuko veleną (9) suka staklių pagrinde sumontuotas elektros variklis per V formos diržo pavarą ir tarpinį veleną, ant kurio sumontuota galūnė (10) (graduotasis diskas). Be to, ant mašinos plokštės (18) sumontuoti du stovai (15) su ištraukiamais fiksavimo kaiščiais (17), užtikrinantys švytuoklinio rėmo priekinio ir galinio galų fiksavimą, priklausomai nuo priekinio arba galinio varančiojo veleno galo balansavimo.

7 pav. Dinaminio balansavimo staklės varantiesiems velenams

1 - spaustuvas; 2 - amortizatoriai; 3 - elastingas strypas; 4 - laikiklis; 5 - kilnojamoji traversa; 6 - galinis antgalis; 7 - skersinis strypas; 8 - švytuoklės rėmas; 9 - priekinis varantysis antgalis; 10 - galinis diskas; 11 - milivoltmetras; 12 - komutatoriaus - lygintuvo velenas; 13 - magnetoelektrinis jutiklis; 14 - fiksuotas stovas; 15 - fiksatoriaus stovas; 16 - atrama; 17 - fiksatorius; 18 - atraminė plokštė.

Stacionarūs stovai (14) sumontuoti mašinos plokštės gale, ant jų sumontuoti magnetoelektriniai jutikliai (13), kurių strypai prijungti prie švytuoklės rėmo galų. Siekiant išvengti rėmo rezonansinių virpesių, po laikikliais (4) sumontuoti alyva užpildyti amortizatoriai (2).

Dinaminio balansavimo metu pavaros veleno mazgas su stumdomuoju jungu sumontuojamas ir pritvirtinamas prie mašinos. Vienas pavaros veleno galas jungiamas flanšo jungo jungtimi su priekinio varančiojo galvučių flanšo jungtimi, o kitas galas slankiojo jungo atraminiu kakleliu - su galinio galvučių jungties įvorės šarnyru. Tada patikrinamas pavaros veleno sukimosi lengvumas ir vienas mašinos švytuoklinio rėmo galas fiksuojamas fiksatoriumi. Paleidus mašiną, lygintuvo galūnė pasukama prieš laikrodžio rodyklę, kad milivoltmetro rodyklė pasiektų didžiausią rodmenį. Milivoltmetro rodmuo atitinka disbalanso dydį. Milivoltmetro skalė graduojama gramcentimetrais arba atsvaro gramais. Toliau sukant lygintuvo galūnę prieš laikrodžio rodyklę, milivoltmetro rodmuo prilyginamas nuliui ir mašina sustabdoma. Pagal lygintuvo galūnės rodmenis nustatomas kampinis poslinkis (disbalanso poslinkio kampas) ir, rankiniu būdu sukant varantįjį veleną, ši vertė nustatoma ant tarpinio veleno galūnės. Balansavimo plokštelės suvirinimo vieta bus pavaros veleno viršuje, o pasvertoji dalis - apačioje, korekcijos plokštumoje. Tada balansavimo plokštelė pritvirtinama ir surišama plona viela 10 mm atstumu nuo suvirinimo vietos, mašina paleidžiama ir patikrinamas varančiojo veleno galo su plokštele balansas. Disbalansas turi būti ne didesnis kaip 70 g cm. Tuomet, atlaisvinus vieną galą ir fiksatoriaus stovu pritvirtinus kitą švytuoklinio rėmo galą, atliekamas dinaminis kito varančiojo veleno galo balansavimas pagal pirmiau aprašytą technologinę seką.

Pavaros velenai turi tam tikrų balansavimo savybių. Daugumos detalių dinaminio balansavimo pagrindas yra atraminiai kakliukai (pvz., elektros variklių rotoriai, turbinos, velenai, alkūniniai velenai ir t. t.), tačiau pavaros velenų atveju tai yra flanšai. Surinkimo metu įvairiose jungtyse neišvengiama tarpų, dėl kurių atsiranda disbalansas. Jei balansuojant nepavyksta pasiekti mažiausio disbalanso, velenas atmetamas. Balansavimo tikslumui įtakos turi šie veiksniai:

  • Tarpas jungtyje tarp pavaros veleno flanšo nusileidimo juostos ir kairiojo ir dešiniojo atraminių galvučių tvirtinimo flanšo vidinės angos;
  • Flanšo pagrindo paviršių radialinis ir galinis nuokrypis;
  • Tarpai vyrių ir šarnyrinių jungčių sujungimuose. Dėl tepalo buvimo šarnyrinės jungties ertmėje gali atsirasti "plaukiojantis" disbalansas. Jei tai neleidžia pasiekti reikiamo balansavimo tikslumo, varantysis velenas balansuojamas be tepalo.

Kai kurių disbalansų gali būti visiškai neįmanoma ištaisyti. Jei pastebima padidėjusi trintis universaliuose varančiojo veleno šarnyruose, padidėja abipusė korekcijos plokštumų įtaka. Dėl to sumažėja balansavimo našumas ir tikslumas.

Pagal OST 37.001.053-74 nustatytos šios disbalanso normos: pavaros velenai su dviem šarnyrais (dviejų atramų) balansuojami dinamiškai, o su trimis (trijų atramų) - surenkami su tarpine atrama; daugiau kaip 5 kg sveriančių pavaros velenų ir movų flanšai (jungės) statiškai balansuojami prieš surenkant veleną ar movą; pavaros velenų liekamojo disbalanso normos kiekviename gale arba trijų šarnyrų pavaros velenų tarpinėje atramoje vertinamos pagal konkretų disbalansą;

Didžiausia leistina savitojo liekamojo disbalanso norma kiekviename veleno gale arba tarpinėje atramoje, taip pat trijų šarnyrų pavaros velenų bet kurioje balansavimo stendo padėtyje neturi viršyti: lengvųjų automobilių ir mažos keliamosios galios sunkvežimių (iki 1 t) bei labai mažų autobusų transmisijų - 6 g-cm/kg, kitų - 10 g-cm/kg. Didžiausia leistina likutinė varančiojo veleno arba trišakio varančiojo veleno disbalanso norma turėtų būti užtikrinta balansavimo stende, kai sukimosi dažnis atitinka jų sukimosi dažnius transmisijoje esant didžiausiam transporto priemonės greičiui.

Sunkvežimių, kurių keliamoji galia 4 t ir daugiau, mažų ir didelių autobusų pavaros velenų ir trijų šarnyrų pavaros velenų sukimosi dažnį balansavimo stende leidžiama sumažinti iki 70% transmisijos velenų sukimosi dažnio, esant didžiausiam transporto priemonės greičiui. Pagal OST 37.001.053-74, balansavimo stende balansuojančių varančiųjų velenų sukimosi dažnis turi būti lygus:

nb = (0.7 ... 1.0) nr,

kur nb - balansavimo sukimosi dažnis (turėtų atitikti pagrindinius stendo techninius duomenis, n=3000 min.-1; nr - didžiausias darbinis sukimosi dažnis, min-1.

Praktikoje dėl tarpų šarnyruose ir dygliuotųjų jungčių varančiojo veleno negalima subalansuoti rekomenduojamu sukimosi dažniu. Tokiu atveju pasirenkamas kitas sukimosi dažnis, kuriuo jis subalansuojamas.

4. Šiuolaikinės varomųjų velenų balansavimo mašinos

8 pav. Iki 2 metrų ilgio ir iki 500 kg sveriančių varančiųjų velenų balansavimo staklės

Modelis turi 2 stovus ir gali būti balansuojamas 2 korekcijos plokštumose.

Iki 4200 mm ilgio ir iki 400 kg sveriančių varančiųjų velenų balansavimo staklės

9 pav. Iki 4200 mm ilgio ir iki 400 kg sveriančių varančiųjų velenų balansavimo staklės

Modelis turi 4 stovus ir leidžia vienu metu balansuoti 4 korekcijos plokštumose.

10 pav. Horizontalios kietųjų guolių balansavimo staklės, skirtos dinaminiam varančiųjų velenų balansavimui

1 - balansavimo elementas (varantysis velenas); 2 - mašinos pagrindas; 3 - mašinos atramos; 4 - mašinos pavara; mašinos atramų konstrukciniai elementai pavaizduoti 9 paveiksle.

11 pav. Mašinos atraminiai elementai, skirti dinaminiam varančiųjų velenų balansavimui

1 - Kairė nereguliuojama atrama; 2 - Tarpinė reguliuojama atrama (2 vnt.); 3 - Dešinioji nereguliuojama fiksuota atrama; 4 - Atramos rėmo fiksavimo rankena; 5 - Judanti atraminė platforma; 6 - Atramos vertikalaus reguliavimo veržlė; 7 - Vertikalios padėties fiksavimo rankenos; 8 - Atramos prispaudimo kronšteinas; 9 - Tarpinis guolinis judantis spaustuvas; 10 - Spaustuvo fiksavimo rankena; 11 - Spaustuvo fiksavimo kronšteino užraktas; 12 - Pavaros (priekinis) verpstukas elementui montuoti; 13 - Pavaros verpstukas.

5. Pasirengimas varomojo veleno balansavimui

Toliau aptarsime mašinos atramų nustatymą ir balansavimo elemento (keturių atramų varančiojo veleno) montavimą ant mašinos atramų.

12 pav. Pereinamųjų flanšų montavimas ant balansavimo staklių velenų

13 pav. Varančiojo veleno montavimas ant balansavimo staklių atramų

14 pav. Horizontalus varančiojo veleno išlyginimas ant balansavimo staklių atramų naudojant burbulinį gulsčiuką

15 pav. Balansavimo staklių tarpinių atramų tvirtinimas, siekiant išvengti vertikalaus varančiojo veleno poslinkio

Rankiniu būdu pasukite elementą iki vieno apsisukimo. Įsitikinkite, kad jis sukasi laisvai ir neužsikerta ant atramų. Po to nustatoma mechaninė mašinos dalis ir baigiamas elemento montavimas.

6. Pavaros veleno balansavimo procedūra

Pavaros veleno balansavimo procesas balansavimo staklėse bus nagrinėjamas naudojant Balanset-4 matavimo sistemą kaip pavyzdį. Balanset-4 yra nešiojamasis balansavimo rinkinys, skirtas rotoriams, besisukantiems savo guoliuose arba sumontuotiems ant balansavimo mašinos, balansuoti vienoje, dviejose, trijose ir keturiose korekcijos plokštumose. Prietaisą sudaro iki keturių vibracijos jutiklių, fazės kampo jutiklis, keturių kanalų matavimo blokas ir nešiojamasis kompiuteris.

Visas balansavimo procesas, įskaitant matavimą, apdorojimą ir informacijos apie korekcinių svorių dydį ir vietą rodymą, atliekamas automatiškai ir nereikalauja, kad naudotojas turėtų papildomų įgūdžių ir žinių, išskyrus pateiktas instrukcijas. Visų balansavimo operacijų rezultatai išsaugomi balansavimo archyve ir prireikus gali būti spausdinami kaip ataskaitos. Be balansavimo, "Balanset-4" taip pat galima naudoti kaip įprastą vibrotacheometrą, leidžiantį keturiais kanalais matuoti bendros vibracijos vidutinę kvadratinę vertę (RMS), sukamosios vibracijos komponentės RMS ir kontroliuoti rotoriaus sukimosi dažnį.

Be to, prietaisas leidžia rodyti laiko funkcijos ir vibracijos spektro grafikus pagal vibracijos greitį, kurie gali būti naudingi vertinant subalansuotos mašinos techninę būklę.

16 pav. Išorinis Balanset-4 įrenginio, naudojamo kaip varomojo veleno balansavimo staklių matavimo ir skaičiavimo sistema, vaizdas

17 pav. Prietaiso Balanset-4 naudojimo kaip varomojo veleno balansavimo mašinos matavimo ir skaičiavimo sistemos pavyzdys

18 pav. Balanset-4 įrenginio naudotojo sąsaja

Prietaisas "Balanset-4" gali būti komplektuojamas su dviejų tipų jutikliais - vibracijos akselerometrais, skirtais vibracijai (vibracijos pagreičiui) matuoti, ir jėgos jutikliais. Vibracijos jutikliai naudojami veikiant porezonansinio tipo balansavimo staklėms, o jėgos jutikliai - ikirezonansinio tipo staklėms.

19 pav. Vibracijos jutiklių Balanset-4 montavimas ant balansavimo staklių atramų

Jutiklių jautrumo ašies kryptis turi sutapti su atramos virpesių poslinkio kryptimi, šiuo atveju - horizontalia. Papildomos informacijos apie jutiklių montavimą rasite skyriuje ROTORIŲ BALANSAVIMAS DARBO SĄLYGOMIS. Jėgos jutiklių įrengimas priklauso nuo mašinos konstrukcijos ypatybių.

  1. Ant balansavimo staklių atramų sumontuokite 1, 2, 3, 4 vibracijos jutiklius.
  2. Prijunkite vibracijos jutiklius prie jungčių X1, X2, X3, X4.
  3. Fazinio kampo jutiklį (lazerinį tachometrą) 5 sumontuokite taip, kad nominalus tarpas tarp subalansuoto rotoriaus radialinio (arba galinio) paviršiaus ir jutiklio korpuso būtų nuo 10 iki 300 mm.
  4. Prie rotoriaus paviršiaus pritvirtinkite ne mažiau kaip 10-15 mm pločio šviesą atspindinčios juostos ženklą.
  5. Prijunkite fazės kampo jutiklį prie X5 jungties.
  6. Prijunkite matavimo įrenginį prie kompiuterio USB prievado.
  7. Kai naudojate maitinimą iš elektros tinklo, prijunkite kompiuterį prie maitinimo bloko.
  8. Maitinimo bloką prijunkite prie 220 V, 50 Hz tinklo.
  9. Įjunkite kompiuterį ir pasirinkite programą "BalCom-4".
  10. Paspauskite mygtuką "F12-keturios plokštumos" (arba kompiuterio klaviatūros funkcinį klavišą F12), kad pasirinktumėte vibracijos matavimo režimą vienu metu keturiose plokštumose, naudodami vibracijos jutiklius 1, 2, 3, 4, prijungtus atitinkamai prie matavimo įrenginio įėjimų X1, X2, X3 ir X4.
  11. Kompiuterio ekrane rodoma mnemoninė schema, iliustruojanti vibracijos matavimo vienu metu keturiais matavimo kanalais procesą (arba balansavimo keturiose plokštumose procesą), kaip parodyta 16 paveiksle.

Prieš atliekant balansavimą, rekomenduojama atlikti matavimus vibrometro režimu (mygtukas F5).

20 pav. Vibrometro režimo matavimai

Jei bendras vibracijos dydis V1s (V2s) apytiksliai sutampa su sukimosi komponento dydžiu V1o (V2o), galima daryti prielaidą, kad pagrindinis mechanizmo vibracijos veiksnys yra rotoriaus disbalansas. Jei bendras vibracijos dydis V1s (V2s) gerokai viršija sukimosi komponentę V1o (V2o), rekomenduojama patikrinti mechanizmą - patikrinti guolių būklę, užtikrinti patikimą tvirtinimą prie pagrindo, patikrinti, ar rotorius sukdamasis nesiliečia su nejudančiomis dalimis, apsvarstyti kitų mechanizmų vibracijos įtaką ir t. t.

Čia gali būti naudinga nagrinėti laiko funkcijos grafikus ir virpesių spektrus, gautus režime "Grafikai-Spektrinė analizė".

Programinė įranga, skirta nešiojamam balansavimo įrenginiui ir vibracijos analizatoriui "Balanset-1A". Vibracijos spektro diagramos.

21 pav. Vibracijos laiko funkcijos ir spektro grafikai

Grafike parodyta, kokiais dažniais vibracijos lygis yra didžiausias. Jei šie dažniai skiriasi nuo subalansuoto mechanizmo rotoriaus sukimosi dažnio, būtina nustatyti šių vibracijos komponentų šaltinius ir imtis priemonių jiems pašalinti prieš balansavimą.

Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į rodmenų stabilumą vibrometro režimu - matavimų metu vibracijos amplitudė ir fazė neturi pakisti daugiau kaip 10-15%. Priešingu atveju mechanizmas gali veikti netoli rezonanso srities. Tokiu atveju reikėtų reguliuoti rotoriaus sukimosi dažnį.

Atliekant keturių plokštumų balansavimą "Primary" režimu, reikia atlikti penkis kalibravimo važiavimus ir bent vieną subalansuotos mašinos patikros važiavimą. Vibracijos matavimas per pirmąjį mašinos važiavimą be bandomojo svorio atliekamas "Keturių plokštumų balansavimo" darbo srityje. Vėlesni važiavimai atliekami su bandomuoju svoriu, paeiliui uždedamu ant varančiojo veleno kiekvienoje korekcijos plokštumoje (kiekvienos balansavimo mašinos atramos srityje).

Prieš kiekvieną paskesnį paleidimą reikia atlikti šiuos veiksmus:

  • Sustabdykite subalansuotos mašinos rotoriaus sukimąsi.
  • Nuimkite anksčiau sumontuotą bandomąjį svorį.
  • Kitame lėktuve sumontuokite bandomąjį svorį.

23 pav. Keturių plokštumų balansavimo darbo erdvė

Atlikus kiekvieną matavimą, rotoriaus sukimosi dažnio (Nob), taip pat vidutinės kvadratinės vertės (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) ir fazės (F1, F2, F3, F4) vibracijos, kai subalansuoto rotoriaus sukimosi dažnis, įrašomi atitinkamuose programos lango laukuose. Atlikus penktąjį bandymą (Svoris 4 plokštumoje), atsiranda darbo sritis "Balansavimo svoriai" (žr. 24 pav.), kurioje rodomos apskaičiuotos masių vertės (M1, M2, M3, M4) ir montavimo kampai (f1, f2, f3, f4) korekcinių svorių, kuriuos reikia įrengti ant rotoriaus keturiose plokštumose, kad būtų kompensuotas jo disbalansas.

24 pav. Darbo erdvė su apskaičiuotais korekcinių svorių parametrais keturiose plokštumose

Dėmesio!: Baigus matavimo procesą per penktąjį subalansuotos mašinos važiavimą, būtina sustabdyti rotoriaus sukimąsi ir nuimti anksčiau sumontuotą bandomąjį svorį. Tik po to ant rotoriaus galima pradėti montuoti (arba nuimti) koreguojamuosius svorius.

Kampinė padėtis, kai rotoriuje pridedamas (arba nuimamas) korekcinis svoris polinėje koordinačių sistemoje, matuojama nuo bandomojo svorio įrengimo vietos. Kampo matavimo kryptis sutampa su rotoriaus sukimosi kryptimi. Jei balansavimas atliekamas pagal mentes, subalansuoto rotoriaus mentė, kuri sąlyginai laikoma 1-ąja mente, sutampa su bandomojo svorio įrengimo vieta. Kompiuterio ekrane rodoma menčių numeracijos kryptis atitinka rotoriaus sukimosi kryptį.

Šioje programos versijoje pagal numatytuosius nustatymus daroma prielaida, kad į rotorių bus pridėtas korekcinis svoris. Tai rodo laukelyje "Pridėti" nustatytas ženklas. Jei disbalansą reikia ištaisyti pašalinant svorį (pvz., gręžiant), laukelyje "Pašalinti" pele nustatykite ženklą, po to korekcinio svorio kampinė padėtis automatiškai pasikeis 180 laipsnių kampu.

Ant subalansuoto rotoriaus uždėję korekcinius svorius, paspauskite mygtuką "Exit - F10" (arba kompiuterio klaviatūros funkcinį klavišą F10), kad grįžtumėte į ankstesnę "Keturių plokštumų balansavimo" darbo sritį ir patikrintumėte balansavimo operacijos veiksmingumą. Atlikus patikros operaciją, rotoriaus sukimosi dažnio rezultatai (Nob) ir vidutinės kvadratinės vertės (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) ir fazės (F1, F2, F3, F4) vibracijos, kai yra subalansuoto rotoriaus sukimosi dažnis. Tuo pat metu virš darbo srities "Keturių plokštumų balansavimas" atsiranda darbo sritis "Balansavimo svoriai" (žr. 21 pav.), kurioje rodomi apskaičiuoti papildomų korekcinių svorių, kuriuos reikia įrengti (arba nuimti) ant rotoriaus, kad būtų kompensuotas jo likutinis disbalansas, parametrai. Be to, šioje darbinėje erdvėje rodomos po balansavimo gautos likutinio disbalanso vertės. Jei subalansuoto rotoriaus liekamosios vibracijos ir (arba) liekamojo disbalanso vertės atitinka techniniuose dokumentuose nurodytus leistinų nuokrypių reikalavimus, balansavimo procesą galima baigti. Priešingu atveju balansavimo procesą galima tęsti. Taikant šį metodą galima ištaisyti galimas paklaidas dėl nuoseklių aproksimacijų, kurios gali atsirasti ant subalansuoto rotoriaus uždedant (nuimant) korekcinį svorį.

Jei balansavimo procesas tęsiamas, ant subalansuoto rotoriaus reikia uždėti (arba nuimti) papildomus korekcinius svorius pagal parametrus, nurodytus darbo srityje "Balansavimo svoriai".

Mygtukas "Koeficientai - F8" (arba kompiuterio klaviatūros funkcinis klavišas F8) naudojamas rotoriaus balansavimo koeficientams (dinaminės įtakos koeficientams), apskaičiuotiems pagal penkių kalibravimo bandymų rezultatus, peržiūrėti ir išsaugoti kompiuterio atmintyje.

7. Rekomenduojamos standžiųjų rotorių balansavimo tikslumo klasės

2 lentelė. Rekomenduojamos standžiųjų rotorių balansavimo tikslumo klasės.

7.34 pav. Balansavimo tolerancijos skaičiavimo langas

Rekomenduojamos standžiųjų rotorių balansavimo tikslumo klasės

Mašinų tipai (rotoriai) Balansavimo tikslumo klasė Vertė eper Ω mm/s
Didelių mažo sūkių dažnio laivų dyzelinių variklių (stūmoklio greitis mažesnis nei 9 m/s) varantieji alkūniniai velenai (struktūriškai nesubalansuoti) G 4000 4000
Didelių mažo sūkių dažnio laivų dyzelinių variklių (stūmoklio greitis mažesnis nei 9 m/s) varantieji alkūniniai velenai (struktūriškai subalansuoti) G 1600 1600
Varant alkūninius velenus (struktūriškai nesubalansuotus) ant vibracijos izoliatorių G 630 630
Varantieji alkūniniai velenai (konstrukciškai nesubalansuoti) ant standžių atramų G 250 250
Lengviesiems automobiliams, sunkvežimiams ir lokomotyvams skirti stūmokliniai varikliai G 100 100
Automobilių dalys: ratai, ratlankiai, ratų komplektai, transmisijos
Varantieji alkūniniai velenai (struktūriškai subalansuoti) ant vibracijos izoliatorių G 40 40
Žemės ūkio mašinos G 16 16
Varantieji alkūniniai velenai (subalansuoti) ant standžių atramų
Smulkintuvai
Pavaros velenai (pavaros velenai, sraigtiniai velenai)
Orlaivių dujų turbinos G 6.3 6.3
Centrifugos (separatoriai, nusodintuvai)
Elektros varikliai ir generatoriai (kurių veleno aukštis ne mažesnis kaip 80 mm), kurių didžiausias vardinis sukimosi greitis ne didesnis kaip 950 min.-1
Elektros varikliai, kurių veleno aukštis mažesnis nei 80 mm
Ventiliatoriai
Pavarų pavaros
Bendrosios paskirties mašinos
Metalo pjovimo staklės
Popieriaus gamybos mašinos
Siurbliai
Turbokompresoriai
Vandens turbinos
Kompresoriai
Kompiuteriu valdomos pavaros G 2.5 2.5
Elektros varikliai ir generatoriai (kurių veleno aukštis ne mažesnis kaip 80 mm), kurių didžiausias vardinis sukimosi greitis didesnis kaip 950 min.-1
Dujų ir garo turbinos
Metalo pjovimo staklių pavaros
Tekstilės mašinos
Garso ir vaizdo įrangos pavaros G 1 1
Šlifavimo staklių pavaros
Didelio tikslumo įrangos verpstės ir pavaros G 0.4 0.4

 

Kategorijos: PavyzdysrotoriaiSprendimaiTurinys
Žymos:

0 Pastabos

Parašykite komentarą

Avataro vietos laikiklis
lt_LTLithuanian
lt_LTLithuanian en_USEnglish bg_BGBulgarian zh_CNChinese hrCroatian cs_CZCzech da_DKDanish nl_NLDutch etEstonian fiFinnish fr_FRFrench de_DEGerman elGreek hu_HUHungarian id_IDIndonesian it_ITItalian jaJapanese ko_KRKorean lvLatvian 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