Piedziņas vārpstas balansēšana

Publicēja Nikolai Shelkovenko par

Saturs

1. Dzenošo vārpstu veidi

Kardāna kardāna piedziņa (piedziņas vārpsta) ir mehānisms, kas pārnes griezes momentu starp vārpstām, kuras krustojas kardāna centrā un var kustēties viena attiecībā pret otru leņķī. Transportlīdzeklī piedziņas vārpsta pārvada griezes momentu no pārnesumkārbas (vai pārnesumkārbas) uz dzenošajām asīm klasiskās vai pilnpiedziņas konfigurācijas gadījumā. Visu riteņu piedziņas transportlīdzekļos kardānais savienojums parasti savieno pārnesumkārbas dzenošo vārpstu ar transmisijas kārbas dzenošo vārpstu un transmisijas kārbas dzenošās vārpstas ar dzenošo asu galveno piedziņu dzenošajām vārpstām.

Uz rāmja uzstādītās vienības (piemēram, pārnesumkārba un pārnesumkārba) var kustēties viena attiecībā pret otru to balstu un paša rāmja deformācijas dēļ. Savukārt dzenošās asis ir piestiprinātas pie rāmja ar balstiekārtas starpniecību, un tās var kustēties attiecībā pret rāmi un uz tā uzstādītajām vienībām balstiekārtas elastīgo elementu deformācijas dēļ. Šī kustība var mainīt ne tikai vienības savienojošo dzenošo vārpstu leņķus, bet arī attālumu starp vienībām.

Kardāna piedziņai ir būtisks trūkums: nevienmērīga vārpstu rotācija. Ja viena vārpsta griežas vienmērīgi, otra griežas nevienmērīgi, un šī nevienmērība palielinās, palielinoties leņķim starp vārpstām. Šis ierobežojums neļauj izmantot universālo kardāna piedziņu daudzos lietojumos, piemēram, priekšpiedziņas transportlīdzekļu transmisijās, kur galvenais jautājums ir griezes momenta nodošana rotējošajiem riteņiem. Šo trūkumu var daļēji kompensēt, uz vienas vārpstas izmantojot dubultus kardānus, kas viens attiecībā pret otru ir pagriezti par ceturtdaļu pagrieziena. Tomēr lietojumos, kur nepieciešama vienmērīga rotācija, tā vietā parasti izmanto nemainīga ātruma kloķus (CV kloķus). CV šarnīri ir modernāka, bet arī sarežģītāka konstrukcija, kas kalpo tam pašam mērķim.

Universālo kloķu piedziņas var sastāvēt no viena vai vairākiem universālajiem kloķiem, kas savienoti ar piedziņas vārpstām un starpbalstiem.

1. attēls. Kardāna piedziņas shēma: 1, 4, 6 - piedziņas vārpstas; 2, 5 - kardānais savienojums; 3 - kompensējošais savienojums; u1, u2 - leņķi starp vārpstām.

Kopumā universālā šarnīra piedziņa sastāv no universālā šarnīra 2 un 5, piedziņas vārpstām 1, 4 un 6 un kompensējošā savienojuma 3. Dažreiz piedziņas vārpsta ir uzstādīta uz starpbalsta, kas piestiprināts pie transportlīdzekļa rāmja šķērssijas. Universālie savienojumi nodrošina griezes momenta pārnesi starp vārpstām, kuru asis krustojas leņķī. Universālos savienojumus iedala nevienmērīgos un konstantā ātruma tipos. Nevienmērīga ātruma savienojumus sīkāk iedala elastīgos un cietos tipos. Pastāvīga ātruma šarnīri var būt lodveida ar sadalošām rievām, lodveida ar sadalošu sviru un vārpstas tipa. Tos parasti uzstāda vadošo vadāmo riteņu piedziņā, kur leņķis starp vārpstām var sasniegt 45°, un universālā savienojuma centram jāsakrīt ar riteņa rotācijas asu un tā pagrieziena ass krustošanās punktu.

Elastīgie universālie savienojumi, pateicoties savienojošo elementu elastīgajai deformācijai, nodod griezes momentu starp vārpstām, kuru asis krustojas 2...3° leņķī. Stingrs nevienmērīga ātruma šarnīrs pārnes griezes momentu no vienas vārpstas uz otru, izmantojot kustīgu stingru detaļu savienojumu. To veido divi jūgi - 3 un 5, kuru cilindriskajos caurumos uz gultņiem ir iestiprināti savienojošā elementa - krustiņa 4 - gali A, B, V un G. Stieņi ir nekustīgi savienoti ar vārpstām 1 un 2. Joms 5 var griezties ap krusta asi BG un vienlaikus kopā ar krustu griezties ap asi AV, tādējādi nodrošinot rotācijas pārnesi no vienas vārpstas uz otru ar mainīgu leņķi starp tām.

2. attēls. Neelastīga universālā savienojuma ar nevienmērīgu ātrumu shēma

Ja vārpsta 7 griežas ap savu asi leņķī α, tad vārpsta 2 tajā pašā laikā griežas leņķī β. Attiecību starp vārpstu 7 un 2 rotācijas leņķiem nosaka ar izteiksmi tanα = tanβ * cosγ, kur γ ir leņķis, kādā novietotas vārpstu asis. Šī izteiksme norāda, ka leņķis β dažkārt ir mazāks, vienāds vai lielāks par leņķi α. Šo leņķu vienādība notiek ik pēc vārpstas 7 rotācijas 90°. Tāpēc, vienmērīgi rotējot 1. vārpstai, 2. vārpstas leņķiskais ātrums ir nevienmērīgs un mainās saskaņā ar sinusoidālu likumu. Vada 2 rotācijas nevienmērīgums kļūst arvien lielāks, jo leņķis γ starp vārpstu asīm palielinās.

Ja 2. vārpstas nevienmērīgā rotācija tiek pārnesta uz agregātu vārpstām, transmisijā rodas papildu pulsējošas slodzes, kas palielinās, palielinoties leņķim γ. Lai novērstu 2. vārpstas nevienmērīgās rotācijas pārnešanu uz agregātu vārpstām, universālajā kardāna piedziņā tiek izmantoti divi kardāna savienojumi. Tos uzstāda tā, lai leņķi γ1 un γ2 būtu vienādi; universālo šarnīru dakšas, kas piestiprinātas pie nevienmērīgi rotējošās vārpstas 4, jānovieto vienā plaknē.

Universālā šarnīra piedziņas galveno daļu konstrukcija ir parādīta 3. attēlā. Neviendabīga ātruma universālais šarnīrs sastāv no diviem jūgstieņiem (1), kas savienoti ar krustu (3). Vienam no jūgstieņiem dažreiz ir atloks, bet otrs ir piemetināts pie piedziņas vārpstas caurules vai tam ir rievots gals (6) (vai uzmava) savienošanai ar piedziņas vārpstu. Krustiņa stobri ir uzstādīti abu jūgu acīs uz adatu gultņiem (7). Katrs gultnis ir ievietots korpusā (2) un ir iestiprināts jūga acī ar vāciņu, kas piestiprināts jūgam ar divām skrūvēm, kuras fiksē ar paplāksnes ieliktņiem. Dažos gadījumos gultņi ir nostiprināti jūgos ar fiksējošiem gredzeniem. Lai saglabātu eļļojumu gultnī un pasargātu to no ūdens un netīrumiem, ir gumijas pašlīmējošs blīvējums. Krustiņa iekšējais dobums tiek piepildīts ar smērvielu caur smērvietu, kas sasniedz gultņus. Krustenim parasti ir drošības vārsts, lai pasargātu blīvējumu no bojājumiem, ko izraisa spiediens, ko rada krustenī iepludinātā smērviela. Savienojums ar rievsavienojumu (6) tiek eļļots, izmantojot smērvielas savienotāju (5).

3. attēls. Neelastīga universālā savienojuma ar nevienmērīgu ātrumu detaļas

Maksimālais leņķis starp to vārpstu asīm, kas savienotas ar cietiem nevienmērīga ātruma kardāniem, parasti nepārsniedz 20°, jo pie lielākiem leņķiem efektivitāte ievērojami samazinās. Ja leņķis starp vārpstu asīm svārstās 0...2% robežās, krusta stobriņus deformē adatu gultņi, izraisot ātru universālā savienojuma sabojāšanos.

Ātrgaitas kāpurķēžu transportlīdzekļu transmisijās bieži izmanto universālos savienojumus ar zobratu sakabes tipiem, kas nodrošina griezes momenta pārnesi starp vārpstām, kuru asis krustojas leņķī līdz 1,5...2°.

Piedziņas vārpstas parasti tiek izgatavotas cauruļveida, izmantojot speciālas tērauda bezšuvju vai metinātas caurules. Universālo šarnīru jūgi, uzmavas ar rievām vai uzgaļi ir piemetināti pie caurulēm. Lai samazinātu transmisijas vārpstu šķērsslodzes, dinamisko balansēšanu veic ar samontētiem kardāniem. Nelīdzsvarotību koriģē, metinot balansēšanas plāksnītes pie dzenošās vārpstas vai dažkārt uzstādot balansēšanas plāksnītes zem kardāna savienojumu gultņu vāciņiem. Pēc universālā šarnīra piedziņas montāžas un balansēšanas rūpnīcā savienojuma daļu relatīvo stāvokli parasti marķē ar speciālām etiķetēm.

Universālā šarnīra piedziņas kompensējošais savienojums parasti ir veidots kā rievsavienojums, kas nodrošina universālā šarnīra piedziņas daļu aksiālo kustību. Tas sastāv no rievota uzgaļa, kas iebāž universālā locītavas piedziņas rievotajā uzmavas ieliktnī. Smērvielu ievada rievsavienojumā caur smērvielas savienotāju vai uzklāj montāžas laikā un nomaina pēc ilgākas transportlīdzekļa lietošanas. Lai novērstu smērvielas noplūdi un piesārņojumu, parasti tiek uzstādīts blīvējums un vāks.

Garām piedziņas vārpstām universālajos kardānos parasti tiek izmantoti starpbalsti. Starpatbalsts parasti sastāv no kronšteina, kas pieskrūvēts transportlīdzekļa rāmja šķērssijai, kurā gumijas elastīgajā gredzenā ir iestiprināts lodīšu gultnis. Gultnis no abām pusēm ir noslēgts ar vāciņiem, un tam ir eļļošanas ierīce. Elastīgais gumijas gredzens palīdz kompensēt montāžas neprecizitātes un gultņu nobīdes, kas var rasties rāmja deformāciju dēļ.

Universālais šarnīrs ar adatu gultņiem (4.a attēls) sastāv no jūgstieņiem, krusta, adatu gultņiem un blīvēm. Kausiņi ar adatu gultņiem ir uzmontēti uz krustiņa kronšteiniem un noslēgti ar blīvēm. Kausiņi ir nostiprināti jūgos ar fiksējošiem gredzeniem vai vāciņiem, kas piestiprināti ar skrūvēm. Universālie savienojumi tiek eļļoti, izmantojot smērvielas savienotāju caur iekšējiem urbumiem krustā. Lai novērstu pārmērīgu eļļas spiedienu savienojumā, izmanto drošības vārstu. Vienmērīgi rotējot dzenošajam jūgam, dzenošais jūgs rotē nevienmērīgi: tas pavirzās uz priekšu un atpaliek no dzenošā jūga divas reizes vienā apgriezienā. Lai novērstu nevienmērīgu rotāciju un samazinātu inerces slodzi, tiek izmantoti divi kardāna savienojumi.

Priekšējo dzenošo riteņu piedziņā ir uzstādīti konstantā ātruma kardāna savienojumi. GAZ-66 un ZIL-131 transportlīdzekļu konstantā ātruma šarnīra piedziņa sastāv no jūgstieņiem 2, 5 (4.b attēls), četrām lodēm 7 un centrālās lodes 8. Dzenošais jūgs 2 ir savienots ar iekšējo ass vārpstu, bet dzenošais jūgs ir kalts kopā ar ārējo ass vārpstu, kuras galā ir piestiprināta riteņa rumba. Dzenošais moments no jūga 2 uz jūgu 5 tiek pārnests caur lodītēm 7, kas pārvietojas pa jūga apaļām rievām. Centrālā lodīte 8 kalpo jūgstieņa centrēšanai, un to savā vietā tur tapas 3, 4. Pateicoties mehānisma simetrijai attiecībā pret jūgiem, jūgu 2 un 5 rotācijas frekvence ir vienāda. Vārpstas garuma maiņu nodrošina jūgu brīvie savienojumi ar vārpstu.

4. attēls. Universālie savienojumi: a - universālais savienojums: 1 - vāciņš; 2 - kauss; 3 - adatu gultnis; 4 - blīvējums; 5, 9 - jūgi; 6 - drošības vārsts; 7 - krusts; 8 - smērviela; 10 - skrūve; b - konstantā ātruma universālais savienojums: 1 - iekšējā ass vārpsta; 2 - dzenošais jūgs; 3, 4 - tapas; 5 - dzenošais jūgs; 6 - ārējā ass vārpsta; 7 - lodītes; 8 - centrālā lodīte.

2. Universālā šarnīra piedziņas darbības traucējumi

Universālā šarnīra piedziņas darbības traucējumi parasti izpaužas kā asi triecieni universālajos šarnīros, kas rodas transportlīdzekļa kustības laikā, jo īpaši pārslēgšanās starp pārnesumiem un dzinēja kloķvārpstas apgriezienu ātruma pēkšņas palielināšanās laikā (piemēram, pārejot no bremzēšanas ar dzinēju uz paātrinājumu). Universālā šarnīra darbības traucējumu pazīme var būt tā sakaršana līdz augstai temperatūrai (virs 100°C). Tas notiek, jo ievērojami nodilst universālā šarnīra bukses un kronšteini, adatu gultņi, krusti un rievotie savienojumi, kā rezultātā universālais šarnīrs kļūst nesaskaņots un adatu gultņiem rodas ievērojamas trieciena aksiālās slodzes. Universālā savienojuma krusta korķa blīvējumu bojājumi izraisa ātru kronšteina un tā gultņa nodilumu.

Tehniskās apkopes laikā universālā šarnīra piedziņu pārbauda, strauji griežot piedziņas vārpstu ar roku abos virzienos. No vārpstas brīvās rotācijas pakāpes ir atkarīgs universālo savienojumu un rievsavienojumu nodilums. Ik pēc 8-10 tūkstošiem kilometru tiek pārbaudīts pārnesumkārbas dzenošās vārpstas atloku un galvenās transmisijas pārnesumkārbas dzenošās vārpstas skrūvju savienojumu stāvoklis ar gala kardāna savienojuma atlokiem un piedziņas vārpstas starpbalsta stiprinājumu. Pārbauda arī gumijas zābaku stāvokli uz rievsavienojumiem un universālā savienojuma krusta korķa blīvējumu stāvokli. Visas stiprinājuma skrūves ir pilnībā jāpievelk (pievilkšanas moments 8-10 kgf-m).

Universālo šarnīru adatiskos gultņus eļļo ar šķidru eļļu, ko izmanto transmisijas blokiem; vairumā transportlīdzekļu rievsavienojumus smērē ar smērvielām (US-1, US-2, 1-13 utt.); adatisko gultņu eļļošanai ir stingri aizliegts izmantot smērvielu. Dažos transportlīdzekļos rievotie savienojumi tiek eļļoti ar transmisijas eļļu. Starpatbalsta gultnis, kas ievietots gumijas uzmavas ieliktnī, praktiski nav jāeļļo, jo tas tiek ieeļļots montāžas laikā rūpnīcā. Transportlīdzekļa ZIL-130 balsta gultnis tiek eļļots ar smērvielu caur spiedvadu regulāras tehniskās apkopes laikā (ik pēc 1100-1700 km).

5. attēls. Universālā locītavas piedziņa: 1 - atloks piedziņas vārpstas nostiprināšanai; 2 - universālā locītavas krusts; 3 - universālā locītavas jūgs; 4 - slīdošais jūgs; 5 - piedziņas vārpstas caurule; 6 - adatu rullīšu gultnis ar slēgtu galu.

Kardāna piedziņa sastāv no diviem kardāniem ar adatu gultņiem, kas savienoti ar dobu vārpstu, un bīdāmā jūga ar spirālveida rievsavienojumiem. Lai nodrošinātu drošu aizsardzību pret netīrumiem un nodrošinātu labu smērēšanu savienojumam ar rievsavienojumu, bīdes jūgs (6), kas savienots ar pārnesumkārbas sekundāro vārpstu (2), ir ievietots pagarinājumā (1), kas piestiprināts pie pārnesumkārbas korpusa. Turklāt šāda ielocītā savienojuma atrašanās vieta (ārpus zonas starp šarnīriem) ievērojami palielina universālā šarnīra piedziņas stingrību un samazina vārpstas vibrāciju iespējamību, kad slīdošais ielocētais savienojums nolietojas.

Piedziņas vārpsta ir izgatavota no plānsienu elektriski metinātas caurules (8), kurā abos galos ir iepresēti un pēc tam metināti divi vienādi jūgi (9), izmantojot loka metināšanu. Krusta (25) adatu gultņu korpusi (18) ir iepresēti jūgu (9) acīs un nostiprināti ar atsperu fiksācijas gredzeniem (20). Katrā kardāna gultnī ir 22 adatas (21). Uz krustu izvirzītajiem kronšteiniem ir uzspiesti štancēti vāciņi (24), kuros ir iestiprināti korķa gredzeni (23). Gultņi tiek eļļoti, izmantojot leņķveida smērvielas piederumu (17), kas ieskrūvēts krustiņa centrā esošā vītņotā caurumā, kurš savienots ar caurkanāliem krustiņa kronšteinos. Universālā šarnīra krusta pretējā pusē tā centrā ir drošības vārsts (16), kas paredzēts, lai atbrīvotu lieko smērvielu, piepildot krustu un gultņus, un novērstu spiediena veidošanos krusta iekšpusē darbības laikā (vārsts aktivizējas pie spiediena aptuveni 3,5 kg/cm²). Drošības vārsta iekļaušanas nepieciešamība ir saistīta ar to, ka pārmērīga spiediena palielināšanās krusta iekšpusē var izraisīt korķa blīvējumu bojājumus (izspiešanu).

6. attēls. Piedziņas vārpstas montāža: 1 - pārnesumkārbas pagarinājums; 2 - pārnesumkārbas sekundārā vārpsta; 3 un 5 - netīrumu deflektori; 4 - gumijas blīves; 6 - slīdošais jūgs; 7 - balansēšanas plāksne; 8 - piedziņas vārpstas caurule; 9 - jūgs; 10 - atloka jūgs; 11 - skrūve; 12 - aizmugurējās ass piedziņas pārvada atloks; 13 - atsperu paplāksne; 14 - uzgrieznis; 15 - aizmugurējais tilts; 16 - drošības vārsts; 17 - leņķveida smērviela; 18 - adatas gultnis; 19 - jūga acs; 20 - atsperes fiksācijas gredzens; 21 - adata; 22 - paplāksne ar toroidālo galu; 23 - korķa gredzens; 24 - štancēts vāciņš; 25 - krusts

Piedziņas vārpsta, kas samontēta ar abiem kardānajiem savienojumiem, tiek rūpīgi dinamiski līdzsvarota abos galos, pie caurules pie metinot balansēšanas plāksnes (7). Tāpēc, demontējot vārpstu, visas tās daļas rūpīgi jāmarķē, lai tās varētu atkal samontēt sākotnējā stāvoklī. Neievērojot šo norādījumu, tiek izjaukts vārpstas līdzsvars, izraisot vibrācijas, kas var sabojāt transmisiju un transportlīdzekļa virsbūvi. Ja atsevišķas detaļas nolietojas, jo īpaši, ja trieciena rezultātā caurule saliecas un pēc montāžas nav iespējams dinamiski līdzsvarot vārpstu, jānomaina visa vārpsta.

Iespējamie piedziņas vārpstas darbības traucējumi, to cēloņi un risinājumi

Darbības traucējumu cēlonis Risinājums
Piedziņas vārpstas vibrācija
1. Vārpstas izliekums šķēršļa dēļ 1. Iztaisnojiet un dinamiski līdzsvarojiet samontēto vārpstu vai nomainiet samontēto vārpstu.
2. Gultņu un krustu nodilums 2. Nomainiet gultņus un krustus un dinamiski līdzsvarojiet samontēto vārpstu.
3. Paplašinājuma bukses un bīdāmā jūga nodilums 3. Nomainiet pagarinātāju un bīdāmo jūgu un dinamiski līdzsvarojiet samontēto vārpstu.
Triecieni, iedarbinot un braucot
1. Bīdāmā jūga vai sekundārās pārnesumkārbas vārpstas nodilums 1. Nomainiet nolietotās detaļas. Nomainot bīdāmo jūgu, dinamiski līdzsvarojiet samontēto vārpstu.
2. Atbrīvotās skrūves, kas piestiprina atloka jūgu pie aizmugurējā tilta piedziņas pārvada atloka. 2. Pievelciet skrūves
Eļļas izmešana no universālā savienojuma blīvēm
Korķa gredzenu nodilums universālo savienojumu blīvējumos Nomainiet korķa gredzenus, saglabājot visu piedziņas vārpstas daļu relatīvo stāvokli atkārtotas montāžas laikā. Ja krusti un gultņi nodiluši, nomainiet gultņus un krustus un dinamiski līdzsvarojiet samontēto vārpstu.

3. Piedziņas vārpstas balansēšana

Pēc piedziņas vārpstas remonta un montāžas to dinamiski balansē uz mašīnas. Viena balansēšanas mašīnas konstrukcija ir parādīta 7. attēlā. Mašīna sastāv no plāksnes (18), svārsta rāmja (8), kas nostiprināts uz četriem vertikāliem elastīgiem stieņiem (3), nodrošinot tā svārstības horizontālā plaknē. Uz svārsta rāmja (8) gareniskajām caurulēm ir piestiprināts kronšteins un priekšējais statīvs (9), kas nostiprināts uz kronšteina (4). Aizmugurējais balsts (6) atrodas uz kustīgas traversas (5), kas ļauj dinamiski balansēt dažāda garuma piedziņas vārpstas. Priekšposteņa vārpstas ir montētas uz precīziem lodīšu gultņiem. Priekšējās galviņas vārpstu (9) darbina mašīnas pamatnē uzstādīts elektromotors, izmantojot V veida siksnas piedziņu un starpvārpstu, uz kuras ir uzstādīts gals (10) (graduēts disks). Turklāt uz mašīnas plāksnes (18) ir uzstādīti divi statīvi (15) ar ievelkamiem fiksācijas tapām (17), kas nodrošina svārsta rāmja priekšējā un aizmugurējā gala fiksāciju atkarībā no piedziņas vārpstas priekšējā vai aizmugurējā gala balansēšanas.

7. attēls. Dinamiskās balansēšanas iekārta piedziņas vārpstām

1 - skava; 2 - amortizatori; 3 - elastīgais stienis; 4 - kronšteins; 5 - pārvietojamā traversa; 6 - aizmugurējais statīvs; 7 - šķērssija; 8 - svārsta rāmis; 9 - priekšējais dzenošais statīvs; 10 - galva - disks; 11 - milivoltmetrs; 12 - komutatora - korektora vārpsta; 13 - magnetoelektriskais sensors; 14 - fiksatora statīvs; 15 - fiksatora statīvs; 16 - balsts; 17 - fiksators; 18 - atbalsta plate

Mašīnas plāksnes aizmugurē ir uzstādīti stacionārie statīvi (14), un uz tiem ir uzstādīti magnetoelektriskie sensori (13), kuru stieņi ir savienoti ar svārsta rāmja galiem. Lai novērstu rāmja rezonanses vibrācijas, zem kronšteiniem (4) ir uzstādīti ar eļļu piepildīti amortizatori (2).

Dinamiskās balansēšanas laikā piedziņas vārpstas komplekts ar bīdāmo jūgu tiek uzstādīts un nostiprināts uz mašīnas. Viens piedziņas vārpstas gals ar atloka jūgu ir savienots ar priekšējās piedziņas galviņas atloku, bet otrs gals ar bīdāmā jūga atbalsta kakliņu ir savienots ar aizmugurējās galviņas uzmavu. Pēc tam pārbauda piedziņas vārpstas rotācijas vieglumu un ar fiksatora palīdzību fiksē mašīnas svārsta rāmja vienu galu. Pēc mašīnas iedarbināšanas taisngrieža galu griež pretēji pulksteņrādītāja kustības virzienam, lai milivoltmetra adata sasniegtu maksimālo rādījumu. Milivoltmetra rādījums atbilst nelīdzsvarotības lielumam. Millivoltmetra skala ir sadalīta gramos centimetros vai pretsvara gramos. Turpinot griezt taisngrieža galu pretēji pulksteņrādītāja virzienam, milivoltmetra rādījums tiek nolīdzināts līdz nullei, un iekārta tiek apturēta. Pamatojoties uz taisngrieža locekļa rādījumu, nosaka leņķisko pārvietojumu (nelīdzsvarotības pārvietojuma leņķi), un, manuāli griežot piedziņas vārpstu, šo vērtību nosaka uz starpvārpstas locekļa. Balansēšanas plāksnes metināšanas vieta būs piedziņas vārpstas augšpusē, bet svērtā daļa - apakšpusē korekcijas plaknē. Tad balansēšanas plāksni piestiprina un sasien ar plānu stiepli 10 mm attālumā no šuves, iedarbina mašīnu un pārbauda piedziņas vārpstas gala līdzsvaru ar plāksni. Nelīdzsvarotībai jābūt ne lielākai par 70 g cm. Pēc tam, atbrīvojot vienu galu un nostiprinot otru svārsta rāmja galu ar fiksatora statīvu, veic piedziņas vārpstas otra gala dinamisko balansēšanu saskaņā ar iepriekš aprakstīto tehnoloģisko secību.

Piedziņas vārpstām ir dažas balansēšanas funkcijas. Lielākajai daļai detaļu dinamiskās balansēšanas bāze ir atbalsta kakliņi (piemēram, elektromotoru rotori, turbīnas, vārpstas, kloķvārpstas utt.), bet piedziņas vārpstām - atloki. Montāžas laikā dažādos savienojumos neizbēgami rodas spraugas, kas izraisa nelīdzsvarotību. Ja balansēšanas laikā nav iespējams panākt minimālo nelīdzsvarotību, vārpstu noraida. Balansēšanas precizitāti ietekmē šādi faktori:

  • Plaisa savienojumā starp piedziņas vārpstas atloka izkraušanas siksnu un kreisās un labās atbalsta galvas balstu stiprinājuma atloka iekšējo atveri;
  • Atloka pamatvirsmu radiālā un galējā izliece;
  • Plaisas viru un šarnīra savienojumos. Smērvielu klātbūtne savienojuma ar rievsavienojumu dobumā var izraisīt "peldošo" nelīdzsvarotību. Ja tas neļauj sasniegt nepieciešamo balansēšanas precizitāti, piedziņas vārpstu balansē bez smērvielas.

Dažas nelīdzsvarotības var būt pilnīgi nekoriģējamas. Ja piedziņas vārpstas universālajos savienojumos ir novērojama palielināta berze, palielinās korekcijas plakņu savstarpējā ietekme. Tā rezultātā samazinās balansēšanas veiktspēja un precizitāte.

Saskaņā ar OST 37.001.053.053-74 ir noteiktas šādas nelīdzsvarotības normas: piedziņas vārpstas ar diviem savienojumiem (ar diviem balstiem) balansē dinamiski, bet ar trim (ar trim balstiem) - montē ar starpbalstu; piedziņas vārpstu un sakabju, kas sver vairāk nekā 5 kg, atlokus (jūgus) pirms vārpstas vai sakabes montāžas balansē statiski; atlikušās nelīdzsvarotības normas piedziņas vārpstām katrā galā vai trīs savienojumu piedziņas vārpstu starpbalstā novērtē pēc īpašās nelīdzsvarotības;

Maksimāli pieļaujamā īpatnējā atlikusī nelīdzsvarotības norma katrā vārpstas galā vai starpbalstā, kā arī trīslocīklām piedziņas vārpstām jebkurā stāvoklī uz balansēšanas statīva nedrīkst pārsniegt: vieglo automobiļu un mazizmēra kravas automobiļu (līdz 1 t) un ļoti mazu autobusu transmisijām - 6 g-cm/kg, pārējām - 10 g-cm/kg. Maksimāli pieļaujamā dzenošās vārpstas vai trīslocītis dzenošās vārpstas atlikušās nelīdzsvarotības norma jānodrošina uz balansēšanas statīva ar rotācijas frekvenci, kas atbilst to frekvencēm transmisijā pie maksimālā transportlīdzekļa ātruma.

Kravas automobiļu ar kravnesību 4 t un lielāku, mazo un lielo autobusu piedziņas vārpstām un trīslocītēm ir atļauts samazināt rotācijas frekvenci balansēšanas stendā līdz 70% no transmisijas vārpstu rotācijas frekvences pie maksimālā transportlīdzekļa ātruma. Saskaņā ar OST 37.001.053.053-74 transmisijas vārpstu balansēšanas rotācijas frekvencei jābūt vienādai ar:

nb = (0.7 ... 1.0) nr,

kur nb - balansēšanas rotācijas biežums (jāatbilst stenda galvenajiem tehniskajiem datiem, n=3000 min.-1; nr - maksimālā darba rotācijas frekvence, min-1.

Praksē, ņemot vērā starpību locītavās un rievsavienojumos, piedziņas vārpstu nevar līdzsvarot ar ieteicamo rotācijas frekvenci. Šādā gadījumā izvēlas citu rotācijas frekvenci, pie kuras tā tiek līdzsvarota.

4. Mūsdienīgi balansēšanas mehānismi piedziņas vārpstām

8. attēls. Līdz 2 metrus garu un līdz 500 kg smagu piedziņas vārpstu balansēšanas iekārta

Modelim ir 2 statīvi, un to var balansēt 2 korekcijas plaknēs.

Balansēšanas iekārta piedziņas vārpstām ar garumu līdz 4200 mm un svaru līdz 400 kg

9. attēls. Līdz 4200 mm garu un līdz 400 kg smagu piedziņas vārpstu balansēšanas iekārta

Modelim ir 4 statīvi, un tas ļauj vienlaicīgi balansēt 4 korekcijas plaknēs.

10. attēls. Horizontālā cietā gultņa balansēšanas iekārta piedziņas vārpstu dinamiskai balansēšanai

1 - balansēšanas elements (piedziņas vārpsta); 2 - mašīnas pamatne; 3 - mašīnas balsti; 4 - mašīnas piedziņa; mašīnas balstu konstrukcijas elementi ir parādīti 9. attēlā.

11. attēls. Mašīnas balsta elementi piedziņas vārpstu dinamiskai balansēšanai

1 - Kreisais neregulējamais balsts; 2 - Regulējamais starpbalsts (2 gab.); 3 - Labais neregulējamais fiksētais balsts; 4 - Balsta rāmja bloķēšanas rokturis; 5 - Pārvietojamā balsta platforma; 6 - Balsta vertikālās regulēšanas uzgrieznis; 7 - Vertikālās pozīcijas bloķēšanas rokturi; 8 - Balsta stiprinājuma kronšteins; 9 - Pārvietojamais starpbalsta skava; 10 - Skavas bloķēšanas rokturis; 11 - Skavas bloķētājs; 12 - Piedziņas (vadošais) vārpsta elements; 13 - Dzenošā vārpsta elements

5. Sagatavošana piedziņas vārpstas balansēšanai

Tālāk apskatīsim mašīnas balstu uzstādīšanu un balansēšanas elementa (četru balstu piedziņas vārpstas) uzstādīšanu uz mašīnas balstiem.

12. attēls. Pārejas atloku uzstādīšana uz balansiera vārpstām

13. attēls. Piedziņas vārpstas uzstādīšana uz balansiera balstiem

14. attēls. Piedziņas vārpstas horizontāla nolīdzināšana uz balansiera balstiem, izmantojot burbuļlīmeni

15. attēls. Balansēšanas mašīnas starpbalstu nostiprināšana, lai novērstu piedziņas vārpstas vertikālo nobīdi

Pagrieziet priekšmetu manuāli uz pilnu apgriezienu. Pārliecinieties, ka tas griežas brīvi un neaizķeras uz balstiem. Pēc tam mašīnas mehāniskā daļa ir iestatīta, un priekšmeta uzstādīšana ir pabeigta.

6. Piedziņas vārpstas balansēšanas procedūra

Tiks aplūkots piedziņas vārpstas balansēšanas process uz balansēšanas mašīnas, kā piemēru izmantojot Balanset-4 mērīšanas sistēmu. Balanset-4 ir pārnēsājams balansēšanas komplekts, kas paredzēts rotoru balansēšanai vienā, divās, trijās un četrās korekcijas plaknēs, rotējot uz saviem gultņiem vai uzstādot uz balansēšanas mašīnas. Ierīcē ir līdz četriem vibrācijas sensoriem, fāzes leņķa sensors, četru kanālu mērīšanas bloks un portatīvais dators.

Viss balansēšanas process, ieskaitot mērījumus, apstrādi un informācijas par koriģējošo svaru lielumu un atrašanās vietu attēlošanu, tiek veikts automātiski, un lietotājam nav nepieciešamas papildu prasmes un zināšanas papildus sniegtajām instrukcijām. Visu balansēšanas darbību rezultāti tiek saglabāti balansēšanas arhīvā, un vajadzības gadījumā tos var izdrukāt kā pārskatus. Papildus balansēšanai Balanset-4 var izmantot arī kā parastu vibrometru, ļaujot četros kanālos mērīt kopējās vibrācijas vidējo kvadrātisko vērtību (RMS), vibrācijas rotācijas komponentes RMS un kontrolēt rotora rotācijas frekvenci.

Turklāt ierīce ļauj attēlot laika funkcijas un vibrāciju spektra grafikus pēc vibrāciju ātruma, kas var būt noderīgi, lai novērtētu līdzsvarotas mašīnas tehnisko stāvokli.

16. attēls. Balansēšanas iekārtas Balanset-4 ierīces ārējais skats, ko izmanto kā piedziņas vārpstas balansēšanas iekārtas mērīšanas un skaitļošanas sistēmu

17. attēls. Balansēšanas iekārtas Balanset-4 ierīces kā piedziņas vārpstas balansēšanas iekārtas mērīšanas un skaitļošanas sistēmas izmantošanas piemērs

18. attēls. Balanset-4 ierīces lietotāja saskarne

Balanset-4 ierīci var aprīkot ar divu veidu sensoriem - vibrācijas akselerometriem vibrācijas (vibrācijas paātrinājuma) mērīšanai un spēka sensoriem. Vibrācijas sensorus izmanto pēcrezonanses tipa balansēšanas mašīnām, bet spēka sensorus - pirmsrezonanses tipa mašīnām.

19. attēls. Balanset-4 vibrāciju sensoru uzstādīšana uz balansēšanas iekārtas balstiem

Sensoru jutības ass virzienam jāsakrīt ar balsta vibrācijas pārvietojuma virzienu, šajā gadījumā - horizontāli. Papildu informāciju par sensoru uzstādīšanu skatiet sadaļā ROTORU BALANSĒŠANA DARBES STIPRINĀJUMOS. Spēka sensoru uzstādīšana ir atkarīga no mašīnas konstrukcijas īpatnībām.

  1. Uz balansēšanas iekārtas balstiem uzstādiet vibrācijas sensorus 1, 2, 3, 4.
  2. Pievienojiet vibrācijas sensorus savienotājiem X1, X2, X3, X4.
  3. Uzstādiet fāzes leņķa sensoru (lāzera tahometru) 5 tā, lai nominālā atstarpe starp sabalansētā rotora radiālo (vai gala) virsmu un sensora korpusu būtu robežās no 10 līdz 300 mm.
  4. Uz rotora virsmas piestipriniet vismaz 10-15 mm platu atstarojošās lentes zīmi.
  5. Pievienojiet fāzes leņķa sensoru savienotājam X5.
  6. Pievienojiet mērierīci datora USB pieslēgvietai.
  7. Ja izmantojat elektrotīkla strāvas padevi, pieslēdziet datoru pie barošanas bloka.
  8. Pievienojiet barošanas bloku 220 V, 50 Hz tīklam.
  9. Ieslēdziet datoru un izvēlieties programmu "BalCom-4".
  10. Nospiediet pogu "F12-four-plane" (vai F12 funkciju taustiņu datora tastatūrā), lai izvēlētos režīmu vienlaicīgai vibrācijas mērīšanai četrās plaknēs, izmantojot vibrācijas sensorus 1, 2, 3, 4, kas attiecīgi pievienoti mērvienības X1, X2, X3 un X4 ieejām.
  11. Datora displejā tiek parādīta mnemoniskā diagramma, kas ilustrē vienlaicīgu vibrāciju mērīšanas procesu četros mērīšanas kanālos (vai līdzsvarošanas procesu četrās plaknēs), kā parādīts 16. attēlā.

Pirms balansēšanas ieteicams veikt mērījumus vibrometra režīmā (F5 poga).

20. attēls. Vibrometra režīma mērījumi

Ja kopējā vibrācijas lielums V1s (V2s) aptuveni atbilst rotācijas komponentes lielumam V1o (V2o), var pieņemt, ka mehānisma vibrāciju galvenokārt rada rotora nelīdzsvarotība. Ja kopējā vibrācijas lielums V1s (V2s) ievērojami pārsniedz rotācijas komponenti V1o (V2o), ieteicams pārbaudīt mehānismu - pārbaudīt gultņu stāvokli, nodrošināt drošu montāžu uz pamatnes, pārbaudīt, vai rotors rotācijas laikā nesaskaras ar nekustīgām daļām, un apsvērt citu mehānismu radīto vibrāciju ietekmi utt.

Šeit var būt noderīga laika funkciju grafiku un vibrāciju spektru, kas iegūti režīmā "Grafi-Spektrālā analīze", izpēte.

Programmatūra Balanset-1A portatīvajam balansētājam un vibrāciju analizatoram. Vibrācijas spektra diagrammas.

21. attēls. Vibrācijas laika funkcijas un spektra grafiki

Diagrammā parādīts, pie kādām frekvencēm vibrācijas līmenis ir visaugstākais. Ja šīs frekvences atšķiras no sabalansētā mehānisma rotora rotācijas frekvences, pirms balansēšanas ir jānosaka šo vibrācijas komponentu avoti un jāveic pasākumi to novēršanai.

Svarīgi ir arī pievērst uzmanību vibrometra režīma rādījumu stabilitātei - mērījumu laikā vibrācijas amplitūda un fāze nedrīkst mainīties vairāk kā par 10-15%. Pretējā gadījumā mehānisms var darboties rezonanses zonas tuvumā. Šādā gadījumā jāpielāgo rotora ātrums.

Veicot četru plakņu balansēšanu "Primārajā" režīmā, ir jāveic pieci kalibrēšanas braucieni un vismaz viens balansētās mašīnas verifikācijas brauciens. Vibrāciju mērījumus pirmajā mašīnas darbībā bez izmēģinājuma svara veic darba zonā "Četru plakņu balansēšana". Turpmākos braucienus veic ar izmēģinājuma atsvaru, kas secīgi uzstādīts uz piedziņas vārpstas katrā korekcijas plaknē (katras balansēšanas mašīnas balsta zonā).

Pirms katras nākamās darbības jāveic šādas darbības:

  • Pārtrauciet līdzsvarotās mašīnas rotora rotāciju.
  • Noņemiet iepriekš uzstādīto izmēģinājuma svaru.
  • Uzstādiet izmēģinājuma svaru nākamajā plaknē.

23. attēls. Četru plakņu balansēšanas darba telpa

Pēc katra mērījuma pabeigšanas tiek iegūti rotora rotācijas frekvences (Nob), kā arī vidējās ģeometriskās vērtības (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) un fāzes (F1, F2, F3, F4) vibrācijas pie sabalansētā rotora rotācijas frekvences tiek saglabāti attiecīgajos programmas loga laukos. Pēc piektās darbības (Svars 4. plaknē) parādās darba lauks "Līdzsvarošanas svars" (sk. 24. attēlu), kurā tiek parādītas aprēķinātās masas vērtības (M1, M2, M3, M4) un uzstādīšanas leņķi (f1, f2, f3, f4) koriģējošo atsvaru, kas jāuzstāda uz rotora četrās plaknēs, lai kompensētu tā nelīdzsvarotību.

24. attēls. Darba telpa ar aprēķinātajiem korekcijas svaru parametriem četrās plaknēs

Uzmanību!: Pēc mērījumu procesa pabeigšanas piektajā sabalansētās mašīnas braucienā ir jāaptur rotora rotācija un jānoņem iepriekš uzstādītais izmēģinājuma svars. Tikai pēc tam var turpināt uzstādīt (vai noņemt) koriģējošos atsvarus uz rotora.

Stūra pozīciju koriģējošā svara pievienošanas (vai noņemšanas) leņķim uz rotora polārajā koordinātu sistēmā mēra no izmēģinājuma svara uzstādīšanas vietas. Leņķa mērīšanas virziens sakrīt ar rotora rotācijas virzienu. Ja balansēšana notiek ar lāpstiņām, balansētā rotora lāpstiņa, ko nosacīti uzskata par 1. lāpstiņu, sakrīt ar izmēģinājuma svara uzstādīšanas vietu. Datora displejā norādītais lāpstiņu numerācijas virziens atbilst rotora rotācijas virzienam.

Šajā programmas versijā pēc noklusējuma tiek pieņemts, ka koriģējošais svars tiks pievienots rotoram. To norāda laukā "Pievienot" uzstādītā atzīme. Ja nepieciešams labot nelīdzsvarotību, noņemot atsvaru (piemēram, urbjot), laukā "Noņemt" ar peles palīdzību iestatiet atzīmi, pēc tam koriģējošā atsvara leņķa pozīcija automātiski mainīsies par 180 grādiem.

Pēc koriģējošo atsvaru uzstādīšanas uz sabalansētā rotora nospiediet pogu "Exit - F10" (vai datora tastatūras funkcionālo taustiņu F10), lai atgrieztos iepriekšējā "Četru plakņu balansēšanas" darbvietā un pārbaudītu balansēšanas darbības efektivitāti. Pēc pārbaudes darbības pabeigšanas tiek parādīti rotora rotācijas frekvences rezultāti (Nob) un vidējās ģeometriskās vērtības (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) un fāzes (F1, F2, F3, F4) vibrācijas pie sabalansēta rotora rotācijas frekvences tiek saglabāti. Vienlaikus virs darba telpas "Četru plakņu balansēšana" parādās darba telpa "Balansēšanas atsvari" (sk. 21. attēlu), kurā tiek parādīti aprēķinātie papildu koriģējošo atsvaru parametri, kas jāuzstāda (vai jānoņem) rotoram, lai kompensētu tā atlikušo nelīdzsvarotību. Turklāt šajā darba laukā tiek parādītas atlikušās nelīdzsvarotības vērtības, kas iegūtas pēc balansēšanas. Ja sabalansētā rotora atlikušās vibrācijas un/vai atlikušās nelīdzsvarotības vērtības atbilst tehniskajā dokumentācijā noteiktajām pielaides prasībām, balansēšanas procesu var pabeigt. Pretējā gadījumā balansēšanas procesu var turpināt. Šī metode ļauj koriģēt iespējamās kļūdas, izmantojot secīgus tuvinājumus, kas var rasties, uzstādot (noņemot) koriģējošo atsvaru uz sabalansētā rotora.

Ja balansēšanas process turpinās, uz balansētā rotora jāuzstāda (vai jānoņem) papildu koriģējošie atsvari atbilstoši parametriem, kas norādīti darba laukā "Balansēšanas atsvari".

Pogu "Koeficienti - F8" (vai datora tastatūras funkcionālo taustiņu F8) izmanto, lai apskatītu un saglabātu datora atmiņā rotora balansēšanas koeficientus (dinamiskās ietekmes koeficientus), kas aprēķināti pēc piecu kalibrēšanas darbību rezultātiem.

7. Ieteicamās balansēšanas precizitātes klases cietajiem rotoriem

2. tabula. Ieteicamās balansēšanas precizitātes klases cietajiem rotoriem.

attēls. 7.34. Balansēšanas pielaides aprēķina logs

Ieteicamās balansēšanas precizitātes klases cietajiem rotoriem

Mašīnu veidi (Rotori) Balansēšanas precizitātes klase Vērtība eper Ω mm/s
Dzenošie kloķvārpsti (strukturāli nesabalansēti) lieliem zema apgriezienu skaita kuģu dīzeļdzinējiem (virzuļa ātrums mazāks par 9 m/s) G 4000 4000
Dzenošie kloķvārpsti (strukturāli līdzsvaroti) lieliem zema apgriezienu skaita kuģu dīzeļdzinējiem (virzuļa ātrums mazāks par 9 m/s) G 1600 1600
Kloķvārpstu piedziņa (strukturāli nesabalansēta) uz vibrāciju izolatoriem G 630 630
Dzenošās kloķvārpstas (strukturāli nesabalansētas) uz stingriem balstiem G 250 250
Virzuļdzinēji, kas paredzēti pasažieru automobiļiem, kravas automobiļiem un lokomotīvēm G 100 100
Automobiļu detaļas: riteņi, riteņu diski, riteņpāri, transmisijas
Kloķvārpstu piedziņa (strukturāli līdzsvarota) uz vibrāciju izolatoriem. G 40 40
Lauksaimniecības mašīnas G 16 16
Dzenošās kloķvārpstas (balansētas) uz stingriem balstiem
Smalcinātāji
Piedziņas vārpstas (piedziņas vārpstas, skrūvējamās vārpstas)
Gaisa kuģu gāzturbīnas G 6.3 6.3
Centrifūgas (separatori, nostādinātāji)
Elektromotori un ģeneratori (ar vismaz 80 mm augstu vārpstu) ar maksimālo nominālo rotācijas ātrumu līdz 950 min.-1
Elektromotori ar vārpstas augstumu, kas mazāks par 80 mm
Ventilatori
Zobratu piedziņas
Vispārējas nozīmes mašīnas
Metāla griešanas mašīnas
Papīra ražošanas iekārtas
Sūkņi
Turbokompresori
Ūdens turbīnas
Kompresori
Datorkontrolētas piedziņas G 2.5 2.5
Elektromotori un ģeneratori (ar vismaz 80 mm augstu vārpstu) ar maksimālo nominālo rotācijas ātrumu virs 950 min.-1
Gāzes un tvaika turbīnas
Metāla griešanas mašīnu piedziņas
Tekstilmašīnas
Audio un video iekārtu piedziņas G 1 1
Slīpmašīnu piedziņas
Augstas precizitātes iekārtu vārpstas un piedziņas G 0.4 0.4

 

Kategorijas: PiemērsrotoriRisinājumiSaturs
Tags:

0 Komentārs

Atbildēt

Avatāra aizstājējs
lvLatviešu valoda
lvLatviešu valoda en_USEnglish bg_BGБългарски zh_CN简体中文 hrHrvatski cs_CZČeština da_DKDansk nl_NLNederlands etEesti fiSuomi fr_FRFrançais de_DEDeutsch elΕλληνικά hu_HUMagyar id_IDBahasa Indonesia it_ITItaliano ja日本語 ko_KR한국어 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