Izravnava pogonske gredi

Objavil/a: Nikolai Shelkovenko o

Kazalo vsebine

1. Vrste pogonskih gredi

Pogon univerzalnega sklepa (pogonska gred) je mehanizem, ki prenaša navor med gredmi, ki se križajo v središču univerzalnega sklepa in se lahko med seboj premikajo pod kotom. V vozilu pogonska gred prenaša navor od menjalnika (ali prenosne enote) na pogonski osi v primeru klasičnega ali štirikolesnega pogona. Pri vozilih s pogonom na vsa kolesa univerzalni sklep običajno povezuje pogonsko gred menjalnika s pogonsko gredjo menjalnika, pogonski gredi menjalnika pa s pogonskimi gredmi glavnih pogonov pogonskih osi.

Enote, nameščene na okvir (kot sta menjalnik in menjalna enota), se lahko premikajo druga glede na drugo zaradi deformacije nosilcev in samega okvirja. Medtem so pogonske osi prek vzmetenja pritrjene na okvir in se lahko zaradi deformacije elastičnih elementov vzmetenja premikajo glede na okvir in na njem nameščene enote. To gibanje lahko spremeni ne le kote pogonskih osi, ki povezujejo enote, temveč tudi razdaljo med enotami.

Pogon z univerzalnim sklepom ima pomembno pomanjkljivost: neenakomerno vrtenje gredi. Če se ena gred vrti enakomerno, se druga ne, ta neenakomernost pa se povečuje s kotom med gredema. Ta omejitev preprečuje uporabo pogona z univerzalnim sklepom v številnih aplikacijah, na primer pri menjalniku vozil s pogonom na sprednja kolesa, kjer je glavni problem prenos navora na vrtljiva kolesa. To pomanjkljivost je mogoče delno nadomestiti z uporabo dvojnih univerzalnih sklepov na eni gredi, ki se med seboj obrnejo za četrtino obrata. Vendar se pri aplikacijah, ki zahtevajo enakomerno vrtenje, namesto tega običajno uporabljajo sklepi s konstantno hitrostjo (CV-sklopi). CV-sklopi so naprednejša, vendar tudi bolj zapletena konstrukcija, ki služi istemu namenu.

Pogoni z univerzalnim sklepom so lahko sestavljeni iz enega ali več univerzalnih sklepov, povezanih s pogonskimi gredmi in vmesnimi nosilci.

Slika 1. Shema pogona z univerzalnim sklepom: 1, 4, 6 - pogonske gredi; 2, 5 - univerzalni sklepi; 3 - kompenzacijski priključek; u1, u2 - koti med gredmi

Na splošno je pogon z univerzalnim sklepom sestavljen iz univerzalnih sklepov 2 in 5, pogonskih gredi 1, 4 in 6 ter kompenzacijskega priključka 3. Včasih je pogonska gred nameščena na vmesni nosilec, pritrjen na prečni nosilec okvirja vozila. Univerzalni sklepi zagotavljajo prenos navora med gredmi, katerih osi se križajo pod kotom. Univerzalni spoji se delijo na neenakomerno in konstantno hitrostne tipe. Neenakomerne hitrosti se nadalje delijo na elastične in toge. Stalne hitrosti so lahko kroglični z delilnimi utori, kroglični z delilnim vzvodom in odmični. Običajno so vgrajeni v pogon vodilnih krmiljenih koles, pri čemer lahko kot med gredema doseže 45°, središče univerzalnega sklepa pa mora sovpadati s presečiščem osi vrtenja kolesa in njegove osi obračanja.

Elastični univerzalni sklepi prenašajo navor med gredmi, katerih osi se križajo pod kotom 2...3°, zaradi elastične deformacije povezovalnih elementov. Togi neenakomerne hitrosti sklep prenaša navor z ene gredi na drugo zaradi gibljive povezave togih delov. Sestavljen je iz dveh jarmov - 3 in 5, v katerih sta na ležajih nameščena konca A, B, V in G povezovalnega elementa - križa 4. Jaha sta togo povezana z gredema 1 in 2. Jarem 5 se lahko vrti okoli osi BG križa in se hkrati s križem vrti okoli osi AV, kar omogoča prenos vrtenja z ene gredi na drugo s spreminjajočim se kotom med njima.

Slika 2. Shema togega univerzalnega sklepa z neenakomerno hitrostjo

Če se gred 7 zavrti okoli svoje osi za kot α, se gred 2 v istem obdobju zavrti za kot β. Razmerje med kotoma vrtenja gredi 7 in 2 je določeno z izrazom tanα = tanβ * cosγ, pri čemer je γ kot, pod katerim so osi gredi postavljene. Ta izraz kaže, da je kot β včasih manjši, enak ali večji od kota α. Enakost teh kotov nastopi vsakih 90° vrtenja gredi 7. Zato je pri enakomernem vrtenju gredi 1 kotna hitrost gredi 2 neenakomerna in se spreminja po sinusnem zakonu. Neenakomernost vrtenja gredi 2 se povečuje z večanjem kota γ med osema gredi.

Če se neenakomerna rotacija gredi 2 prenese na gredi enot, se pri prenosu pojavijo dodatne pulzirajoče obremenitve, ki se povečujejo s kotom γ. Da bi preprečili prenos neenakomerne rotacije gredi 2 na gredi enot, sta v pogonu z univerzalnim sklepom uporabljena dva univerzalna sklepa. Vgrajena sta tako, da sta kota γ1 in γ2 enaka; vilici univerzalnih sklepov, pritrjeni na neenakomerno vrtečo se gred 4, morata biti nameščeni v isti ravnini.

Zasnova glavnih delov pogonov univerzalnih sklepov je prikazana na sliki 3. Univerzalni sklep z neenakomerno hitrostjo je sestavljen iz dveh jarmov (1), povezanih s križem (3). Eden od jarmov ima včasih prirobnico, drugi pa je privarjen na cev pogonske gredi ali pa ima za povezavo s pogonsko gredjo narebren konec (6) (ali tulec). Ključi križa so nameščeni v očesih obeh jarmov na igličnih ležajih (7). Vsak ležaj je nameščen v ohišju (2) in je v očesu jarma pritrjen s pokrovčkom, ki je na jarem pritrjen z dvema vijakoma, zaklenjenima z jezički na podložki. V nekaterih primerih so ležaji pritrjeni v jermenih z zaskočnimi obročki. Za zadrževanje maziva v ležaju in zaščito pred vodo in umazanijo je v ležaju nameščeno gumijasto samozatezno tesnilo. Notranja votlina križa je napolnjena z mazivom skozi mazalni nastavek, ki doseže ležaje. Križ ima običajno varnostni ventil, ki ščiti tesnilo pred poškodbami zaradi pritiska masti, ki se črpa v križ. Drsni priključek (6) se maže z mazalnim nastavkom (5).

Slika 3. Podrobnosti togega univerzalnega sklepa z neenakomerno hitrostjo

Največji kot med osmi gredi, povezanih s togimi univerzalnimi sklepi z neenakomerno hitrostjo, običajno ne presega 20°, saj se pri večjih kotih učinkovitost znatno zmanjša. Če se kot med osmi gredi spreminja v območju 0...2%, iglični ležaji deformirajo križne gredi, zaradi česar univerzalni sklep hitro odpove.

Pri menjalnikih hitrih goseničnih vozil se pogosto uporabljajo univerzalni sklepi z zobniško sklopko, ki omogočajo prenos navora med gredmi, katerih osi se križajo pod koti do 1,5...2°.

Pogonske gredi so običajno izdelane cevno, iz posebnih jeklenih brezšivnih ali varjenih cevi. Na cevi so privarjeni jermeni kardanskih zglobov, drsne tuljave ali konice. Za zmanjšanje prečnih obremenitev, ki delujejo na pogonsko gred, se dinamično uravnoteženje izvede pri sestavljenih univerzalnih členih. Neuravnoteženost se odpravi z varjenjem izravnalnih plošč na pogonsko gred ali včasih z namestitvijo izravnalnih plošč pod ležajne pokrove kardanskih zglobov. Relativni položaj delov sprednjega spoja po sestavi in uravnoteženju pogona univerzalnega sklepa v tovarni je običajno označen s posebnimi nalepkami.

Kompenzacijski priključek pogona univerzalnega sklepa je običajno izveden v obliki drsnega priključka, ki omogoča aksialno gibanje delov pogona univerzalnega sklepa. Sestavljen je iz narebrene konice, ki se prilega narebreni tuljavi pogona univerzalnega sklepa. Mazivo se v drsni priključek vnaša skozi mazalni nastavek ali pa se uporabi med montažo in se zamenja po daljši uporabi vozila. Običajno sta vgrajena tesnilo in pokrov, ki preprečujeta uhajanje in onesnaženje z mastjo.

Pri dolgih pogonskih gredeh se pri pogonih z univerzalnim sklepom običajno uporabljajo vmesne podpore. Vmesna opora je običajno sestavljena iz nosilca, privitega na prečni nosilec okvirja vozila, v katerem je v gumijastem elastičnem obroču nameščen kroglični ležaj. Ležaj je na obeh straneh zatesnjen s pokrovčki in ima napravo za mazanje. Elastični gumijasti obroček pomaga izravnavati netočnosti pri montaži in neskladnost ležaja, do katerih lahko pride zaradi deformacij okvirja.

Univerzalni sklep z igličnimi ležaji (slika 4a) je sestavljen iz jarma, križa, igličnih ležajev in tesnil. Mišice z igličnimi ležaji so nameščene na stebričke križa in zatesnjene s tesnili. Skodelice so v jermenih pritrjene z zaskočnimi obročki ali pokrovčki, pritrjenimi z vijaki. Univerzalni spoji se mažejo z mazalnim nastavkom prek notranjih vrtin v križu. Varnostni ventil se uporablja za odpravo prevelikega pritiska olja v spoju. Med enakomernim vrtenjem gonilnega jarma se pogonski jarem vrti neenakomerno: dvakrat na obrat napreduje in zaostaja za gonilnim jarmom. Za odpravo neenakomernega vrtenja in zmanjšanje vztrajnostnih obremenitev se uporabljata dva univerzalna sklepa.

Pri pogonu na sprednja pogonska kolesa so vgrajeni kardanski sklepi s konstantno hitrostjo. Pogon stalnega hitrega univerzalnega sklepa vozil GAZ-66 in ZIL-131 sestavljajo jarma 2, 5 (slika 4b), štiri kroglice 7 in osrednja kroglica 8. Pogonski jarm 2 je integriran z notranjo osno gredjo, pogonski jarm pa je skovan z zunanjo osno gredjo, na koncu katere je pritrjeno pesto kolesa. Pogonski moment z jarma 2 na jarem 5 se prenaša prek kroglic 7, ki se premikajo po okroglih utorih v jarmih. Osrednja kroglica 8 služi za centriranje jarmov in jo na mestu držita čepi 3 in 4. Frekvenca vrtenja jarmov 2 in 5 je enaka zaradi simetričnosti mehanizma glede na jarma. Sprememba dolžine gredi je zagotovljena s prostimi drsnimi spoji jarmov z gredjo.

Slika 4. Univerzalni sklepi: a - univerzalni sklep: 1 - pokrovček; 2 - skodelica; 3 - iglični ležaj; 4 - tesnilo; 5, 9 - jarma; 6 - varnostni ventil; 7 - križ; 8 - mazalni nastavek; 10 - vijak; b - univerzalni sklep s stalno hitrostjo: 1 - notranja osna gred; 2 - gonilni jarem; 3, 4 - čepi; 5 - gnani jarem; 6 - zunanja osna gred; 7 - kroglice; 8 - centralna kroglica

2. Napake pogona z univerzalnim sklepom

Okvare pogona univerzalnega sklepa se običajno kažejo kot ostri udarci v univerzalnih sklepih, ki se pojavijo med vožnjo vozila, zlasti med prestavljanjem med prestavami in nenadnim povečanjem števila vrtljajev ročične gredi motorja (na primer pri prehodu z zaviranja motorja na pospeševanje). Znak okvare univerzalnega sklepa je lahko njegovo segrevanje na visoko temperaturo (nad 100 °C). To se zgodi zaradi znatne obrabe puše in trnov univerzalnega sklepa, igličnih ležajev, križev in drsnih spojev, kar povzroči nepravilno nastavitev univerzalnega sklepa in znatne udarne osne obremenitve igličnih ležajev. Poškodbe plutovinastih tesnil križa univerzalnega zgloba povzročijo hitro obrabo trna in njegovega ležaja.

Med vzdrževanjem se pogon kardanskega sklepa preveri tako, da se pogonska gred z roko močno zavrti v obe smeri. Stopnja prostega vrtenja gredi določa obrabo kardanskih sklepov in drsnih spojev. Vsakih 8-10 tisoč kilometrov se preveri stanje vijačnih povezav prirobnic pogonske gredi menjalnika in pogonske gredi glavnega menjalnika s prirobnicami končnih kardanskih sklepov ter pritrditev vmesne podpore pogonske gredi. Preveri se tudi stanje gumijastih škornjev na drsnih spojih in plutovinastih tesnil križnega univerzalnega sklepa. Vsi pritrdilni vijaki morajo biti popolnoma zategnjeni (zategovalni moment 8-10 kgf-m).

Iglični ležaji univerzalnih zglobov se mažejo s tekočim oljem, ki se uporablja za menjalnike; drsni spoji v večini vozil se mažejo z mastmi (US-1, US-2, 1-13 itd.); uporaba masti za mazanje igličnih ležajev je strogo prepovedana. V nekaterih vozilih so vijačni spoji namazani z oljem za menjalnike. Vmesni podporni ležaj, nameščen v gumijastem tulcu, praktično ne potrebuje mazanja, saj je namazan med montažo v tovarni. Podporni ležaj vozila ZIL-130 se med rednim vzdrževanjem (vsakih 1100-1700 km) namaže z mastjo prek tlačnega priključka.

Slika 5. Pogon z univerzalnim sklepom: 1 - prirobnica za pritrditev pogonske gredi; 2 - križ univerzalnega sklepa; 3 - jarm univerzalnega sklepa; 4 - drsni jarm; 5 - cev pogonske gredi; 6 - iglični valjčni ležaj z zaprtim koncem

Pogon univerzalnega sklepa je sestavljen iz dveh univerzalnih sklepov z igličnimi ležaji, povezanih z votlo gredjo, in drsnega jarma z vijačnimi zobniki. Za zanesljivo zaščito pred umazanijo in dobro mazanje vpetega spoja je drsni jarm (6), povezan s sekundarno gredjo (2) menjalnika, nameščen v podaljšek (1), pritrjen na ohišje menjalnika. Poleg tega ta lokacija drsnega spoja (zunaj območja med zgloboma) znatno poveča togost pogona z univerzalnim zglobom in zmanjša verjetnost vibracij gredi ob obrabi drsnega drsnega spoja.

Pogonska gred je izdelana iz tankostenske električno varjene cevi (8), v katero sta na obeh koncih pritisnjena dva enaka jarma (9), ki sta nato z obločnim varjenjem zvarjena. Ohišja igličnih ležajev (18) križa (25) so pritisnjena v ušesa jarmov (9) in pritrjena z vzmetnimi zadrževalnimi obročki (20). Vsak ležaj univerzalnega sklepa vsebuje 22 iglic (21). Na štrleče čepke križa so pritisnjeni štampiljke (24), v katere so nameščeni plutovinasti obročki (23). Ležaji se mažejo s kotnim mazalnim nastavkom (17), ki se privije v navojno luknjo v sredini križa in je povezan s prehodnimi kanali v stebrih križa. Na nasprotni strani križa univerzalnega sklepa je v njegovi sredini nameščen varnostni ventil (16), ki je namenjen izpuščanju odvečne masti pri polnjenju križa in ležajev ter preprečevanju naraščanja tlaka v križu med delovanjem (ventil se aktivira pri tlaku približno 3,5 kg/cm²). Varnostni ventil je treba vključiti, ker lahko prekomerno povečanje tlaka v križu povzroči poškodbe (iztiskanje) plutovinastih tesnil.

Slika 6. Sestava pogonske gredi: 1 - podaljšek menjalnika; 2 - sekundarna gred menjalnika; 3 in 5 - deflektorja umazanije; 4 - gumijasta tesnila; 6 - drsni jarm; 7 - izravnalna plošča; 8 - cev pogonske gredi; 9 - jarm; 10 - prirobnica jarma; 11 - vijak; 12 - prirobnica pogonskega sklopa zadnje osi; 13 - vzmetna podložka; 14 - matica; 15 - zadnja os; 16 - varnostni ventil; 17 - kotni mazalni nastavek; 18 - iglični ležaj; 19 - oko jarma; 20 - vzmetni pritrdilni obroč; 21 - igla; 22 - podložka s toroidnim koncem; 23 - plutovinasti obroč; 24 - štampiljka; 25 - križ

Pogonska gred, sestavljena z obema univerzalnima sklepoma, je na obeh koncih skrbno dinamično uravnotežena z varjenjem izravnalnih plošč (7) na cev. Zato je treba pri razstavljanju gredi vse njene dele skrbno označiti, da jih je mogoče ponovno sestaviti v prvotnem položaju. Če tega navodila ne upoštevate, se poruši ravnotežje gredi, kar povzroči vibracije, ki lahko poškodujejo menjalnik in karoserijo vozila. Če se posamezni deli obrabijo, zlasti če se cev zaradi udarca upogne in po sestavi ni mogoče dinamično uravnotežiti gredi, je treba zamenjati celotno gred.

Možne okvare pogonske gredi, njihovi vzroki in rešitve

Vzrok okvare Rešitev
Vibracije pogonske gredi
1. Upogibanje gredi zaradi ovire 1. Izravnajte in dinamično uravnotežite sestavljeno gred ali zamenjajte sestavljeno gred.
2. Obraba ležaja in križa 2. Zamenjajte ležaje in križe ter dinamično uravnotežite sestavljeno gred.
3. Obraba razširitvenih puše in drsnega jarma 3. Zamenjajte podaljšek in drsni jarm ter dinamično uravnotežite sestavljeno gred.
Udarci pri zagonu in vožnji po klancu
1. Obraba drsnih vijakov ali gredi sekundarnega menjalnika 1. Zamenjajte obrabljene dele. Pri zamenjavi drsnega jarma dinamično uravnotežite sestavljeno gred
2. Sprostite vijake, ki pritrjujejo prirobnični jarm na prirobnico gonilnega mehanizma zadnje osi. 2. Privijte vijake
Izmet olja iz tesnil univerzalnih sklepov
Obraba plutovinastih obročkov v tesnilih univerzalnih sklepov Zamenjajte plutovinaste obročke in pri sestavljanju ohranite relativni položaj vseh delov pogonske gredi. Če so križi in ležaji obrabljeni, zamenjajte ležaje in križe ter dinamično uravnotežite sestavljeno gred.

3. Izravnava pogonske gredi

Po popravilu in sestavi pogonske gredi se ta dinamično uravnoteži na stroju. Ena od zasnov balansirnega stroja je prikazana na sliki 7. Stroj sestavljajo plošča (18), okvir nihala (8), nameščen na štiri navpične elastične palice (3), ki zagotavljajo njegovo nihanje v vodoravni ravnini. Na vzdolžne cevi okvirja nihala (8) sta pritrjena nosilec in sprednja glava (9), pritrjena na nosilec (4). Zadnja glava (6) je nameščena na premični tirnici (5), ki omogoča dinamično uravnoteženje pogonskih gredi različnih dolžin. Vretena glavnika so nameščena na natančnih krogličnih ležajih. Vreteno sprednjega vretenika (9) poganja elektromotor, ki je nameščen v podstavku stroja, prek pogona z jermenom in vmesne gredi, na kateri je nameščena okončina (10) (graduirani disk). Poleg tega sta na ploščo stroja (18) nameščeni dve stojali (15) z izvlečnimi zapornimi čepi (17), ki zagotavljata pritrditev sprednjega in zadnjega konca okvirja nihala glede na uravnoteženje sprednjega ali zadnjega konca pogonske gredi.

Slika 7. Stroj za dinamično uravnoteženje pogonskih gredi

1 - objemka; 2 - blažilniki; 3 - elastična palica; 4 - nosilec; 5 - premična traverza; 6 - zadnja glava; 7 - prečnik; 8 - okvir nihala; 9 - sprednja pogonska glava; 10 - kolutni disk; 11 - milivoltmeter; 12 - kolutna gred komutatorja in usmernika; 13 - magnetoelektrični senzor; 14 - fiksno stojalo; 15 - fiksatorsko stojalo; 16 - podpora; 17 - fiksator; 18 - podporna plošča

Na zadnji strani plošče stroja so nameščena fiksna stojala (14), na katerih so nameščeni magnetoelektrični senzorji (13) s palicami, povezanimi s koncema okvirja nihala. Za preprečevanje resonančnih vibracij okvirja so pod nosilci (4) nameščeni blažilniki (2), napolnjeni z oljem.

Med dinamičnim uravnoteženjem se sklop pogonske gredi z drsnim jarmom namesti in pritrdi na stroj. En konec pogonske gredi je s prirobničnim jarmom povezan s prirobnico sprednje pogonske čelne gredi, drugi konec pa s podpornim vratom drsnega jarma z drsnim tulcem zadnje čelne gredi. Nato se preveri lahkotnost vrtenja pogonske gredi, en konec nihajnega okvirja stroja pa se pritrdi s fiksatorjem. Po zagonu stroja se okončina usmernika zavrti v nasprotni smeri urinega kazalca, pri čemer igla milivoltmetra doseže največji odčitek. Odčitek milivoltmetra ustreza velikosti neravnovesja. Lestvica milivoltmetra je razdeljena v gramih centimetrov ali gramih protiuteži. Z nadaljnjim vrtenjem ročice usmernika v nasprotni smeri urinega kazalca se odčitek milivoltmetra zniža na nič in stroj se ustavi. Na podlagi odčitka ročice usmernika se določi kotni premik (kotni premik neravnovesja) in z ročnim vrtenjem pogonske gredi se ta vrednost nastavi na ročico vmesne gredi. Mesto varjenja izravnalne plošče bo na vrhu pogonske gredi, obteženi del pa na dnu v ravnini korekcije. Nato se izravnalna plošča pritrdi in poveže s tanko žico na razdalji 10 mm od zvara, stroj se zažene in preveri se ravnotežje konca pogonske gredi s ploščo. Neravnovesje ne sme biti večje od 70 g cm. Nato se s sprostitvijo enega konca in pritrditvijo drugega konca okvirja nihala s stojalom fiksatorja izvede dinamično uravnoteženje drugega konca pogonske gredi v skladu z zgoraj opisanim tehnološkim zaporedjem.

Pogonske gredi imajo nekaj funkcij za uravnoteženje. Pri večini delov so osnova za dinamično uravnoteženje podporni vratovi (npr. rotorji elektromotorjev, turbine, vretena, ročične gredi itd.), pri pogonskih gredeh pa so to prirobnice. Med sestavljanjem se v različnih spojih pojavijo neizogibne vrzeli, ki povzročijo neuravnoteženost. Če med uravnoteženjem ni mogoče doseči najmanjše neuravnoteženosti, se gred zavrne. Na natančnost uravnoteženja vplivajo naslednji dejavniki:

  • Vrzel v povezavi med pristajalnim pasom prirobnice pogonske gredi in notranjo odprtino vpenjalne prirobnice leve in desne podporne glave;
  • Radialni in končni pogrez osnovnih površin prirobnice;
  • Vrzeli v tečajih in drsnih spojih. Prisotnost masti v votlini drsnega spoja lahko povzroči "plavajoče" neravnovesje. Če to onemogoča doseganje zahtevane natančnosti uravnoteženja, se pogonska gred uravnoteži brez masti.

Nekaterih neravnovesij morda sploh ni mogoče odpraviti. Če se v univerzalnih sklepih pogonske gredi pojavi povečano trenje, se poveča medsebojni vpliv korekcijskih ravnin. Zaradi tega se zmanjšata zmogljivost in natančnost uravnoteženja.

V skladu z OST 37.001.053-74 so določeni naslednji standardi neuravnoteženosti: pogonske gredi z dvema priključkoma (z dvema podporama) so dinamično uravnotežene, s tremi (s tremi podporami) pa so sestavljene z vmesno podporo; prirobnice (jarma) pogonskih gredi in sklopk, ki tehtajo več kot 5 kg, so statično uravnotežene pred sestavo gredi ali sklopke; norme preostale neuravnoteženosti za pogonske gredi na vsakem koncu ali na vmesni podpori pogonskih gredi s tremi priključki so ocenjene s specifično neuravnoteženostjo;

Največja dovoljena norma specifične preostale neuravnoteženosti na vsakem koncu gredi ali na vmesni podpori ter za tričlenske pogonske gredi v katerem koli položaju na izravnalnem stolu ne sme presegati: za menjalnike osebnih avtomobilov in majhnih tovornjakov (do 1 t) ter zelo majhnih avtobusov - 6 g-cm/kg, za ostale - 10 g-cm/kg. Najvišja dovoljena norma preostale neuravnoteženosti pogonske gredi ali trizložne pogonske gredi mora biti zagotovljena na izravnalnem stojalu pri frekvenci vrtenja, ki ustreza njihovim frekvencam v menjalniku pri največji hitrosti vozila.

Za pogonske gredi in tričlenske pogonske gredi tovornjakov z nosilnostjo 4 t in več ter malih in velikih avtobusov je dovoljeno znižanje frekvence vrtenja na izravnalnem stojalu na 70% frekvence vrtenja prenosnih gredi pri največji hitrosti vozila. V skladu z OST 37.001.053-74 mora biti frekvenca vrtenja pogonskih gredi za uravnoteženje enaka:

nb = (0.7 ... 1.0) nr,

kjer je nb - frekvenca vrtenja uravnoteženja (mora ustrezati glavnim tehničnim podatkom stojala, n=3000 min.-1; nr - največja delovna frekvenca vrtenja, min-1.

V praksi pogonske gredi zaradi vrzeli v sklepih in drsnih spojev ni mogoče uravnotežiti pri priporočeni frekvenci vrtenja. V tem primeru se izbere druga frekvenca vrtenja, pri kateri se uravnoteži.

4. Sodobni balansirni stroji za pogonske gredi

Slika 8. Balansirni stroj za pogonske gredi dolžine do 2 metra in teže do 500 kg

Model ima 2 stojali in omogoča uravnoteženje v 2 ravninah korekcije.

Balansirni stroj za pogonske gredi dolžine do 4200 mm in teže do 400 kg

Slika 9. Balansirni stroj za pogonske gredi dolžine do 4200 mm in teže do 400 kg

Model ima 4 stojala in omogoča uravnoteženje v 4 ravninah korekcije hkrati.

Slika 10. Horizontalni stroj za uravnoteženje trdih ležajev za dinamično uravnoteženje pogonskih gredi

1 - Izravnalni element (pogonska gred); 2 - Podstavek stroja; 3 - Nosilci stroja; 4 - Pogon stroja; Konstrukcijski elementi nosilcev stroja so prikazani na sliki 9.

Slika 11. Podporni elementi stroja za dinamično uravnoteženje pogonskih gredi

1 - Leva nenastavljiva opora; 2 - Vmesna nastavljiva opora (2 kosa); 3 - Desna nenastavljiva fiksna opora; 4 - Ročaj za zaklepanje okvirja opore; 5 - Premična platforma opore; 6 - Matica za navpično nastavitev opore; 7 - Ročaji za zaklepanje navpičnega položaja; 8 - Nosilec za vpenjanje opore; 9 - Premična objemka z vmesnim ležajem; 10 - Ročaj za zaklepanje objemke; 11 - Zaklepanje objemke; 12 - Pogonsko (vodilno) vreteno za namestitev elementa; 13 - Pogonsko vreteno

5. Priprava na uravnoteženje pogonske gredi

V nadaljevanju bomo obravnavali namestitev nosilcev stroja in namestitev izravnalnega elementa (pogonske gredi s štirimi nosilci) na nosilce stroja.

Slika 12. Namestitev prehodnih prirobnic na vretena balansirnega stroja

Slika 13. Namestitev pogonske gredi na nosilce balansirnega stroja

Slika 14. Vodoravna izravnava pogonske gredi na nosilcih balansirnega stroja s pomočjo mehurčkaste ravnilnice

Slika 15. Pritrditev vmesnih podpornikov balansirnega stroja za preprečevanje navpičnega premika pogonske gredi

Ročno zavrtite element za en obrat. Prepričajte se, da se prosto vrti in da se ne zatakne na nosilcih. Po tem je mehanski del stroja nastavljen in namestitev elementa je končana.

6. Postopek uravnoteženja pogonske gredi

Postopek uravnoteženja pogonske gredi na balansirnem stroju bo obravnavan na primeru merilnega sistema Balanset-4. Balanset-4 je prenosni komplet za uravnoteženje, namenjen uravnoteženju v eni, dveh, treh in štirih korekcijskih ravninah rotorjev, ki se vrtijo v lastnih ležajih ali so nameščeni na uravnotežilni stroj. Naprava vključuje do štiri senzorje vibracij, senzor faznega kota, štirikanalno merilno enoto in prenosni računalnik.

Celoten postopek uravnoteženja, vključno z merjenjem, obdelavo in prikazom informacij o velikosti in lokaciji korekcijskih uteži, se izvede samodejno in od uporabnika ne zahteva dodatnih spretnosti in znanja, ki bi presegala zagotovljena navodila. Rezultati vseh postopkov uravnoteženja so shranjeni v arhivu uravnoteženja in jih je po potrebi mogoče natisniti kot poročila. Poleg izravnave lahko napravo Balanset-4 uporabljate tudi kot običajen vibrotahometer, ki na štirih kanalih omogoča merjenje povprečne kvadratne vrednosti (RMS) celotnih vibracij, RMS rotacijske komponente vibracij in nadzor frekvence vrtenja rotorja.

Poleg tega naprava omogoča prikaz grafov časovne funkcije in spektra vibracij glede na hitrost vibracij, kar je lahko koristno pri ocenjevanju tehničnega stanja uravnoteženega stroja.

Slika 16. Zunanji pogled na napravo Balanset-4, ki se uporablja kot merilni in računski sistem stroja za uravnoteženje pogonske gredi

Slika 17. Primer uporabe naprave Balanset-4 kot merilnega in računskega sistema stroja za uravnoteženje pogonske gredi

Slika 18. Uporabniški vmesnik naprave Balanset-4

Naprava Balanset-4 je lahko opremljena z dvema vrstama senzorjev - vibracijskimi merilniki pospeška za merjenje vibracij (pospeška vibracij) in senzorji sile. Senzorji vibracij se uporabljajo za delovanje na postresonančnih balansirnih strojih, senzorji sile pa se uporabljajo za predresonančne stroje.

Slika 19. Namestitev senzorjev vibracij Balanset-4 na nosilce balansirnega stroja

Smer osi občutljivosti senzorjev se mora ujemati s smerjo premika vibracij nosilca, v tem primeru vodoravno. Za dodatne informacije o namestitvi senzorjev glejte URAVNOTEŽENJE ROTORJEV V DELOVNIH POGOJIH. Namestitev senzorjev sile je odvisna od konstrukcijskih značilnosti stroja.

  1. Senzorje vibracij 1, 2, 3 in 4 namestite na nosilce balansirnega stroja.
  2. Senzorje vibracij priključite na priključke X1, X2, X3, X4.
  3. Senzor faznega kota (laserski tahometer) 5 namestite tako, da je nazivna vrzel med radialno (ali končno) površino uravnoteženega rotorja in ohišjem senzorja od 10 do 300 mm.
  4. Na površino rotorja pritrdite oznako z odsevnim trakom širine vsaj 10-15 mm.
  5. Senzor faznega kota priključite na priključek X5.
  6. Merilno enoto priključite na vrata USB računalnika.
  7. Če uporabljate električno omrežje, računalnik priključite na napajalno enoto.
  8. Napajalno enoto priključite na omrežje 220 V, 50 Hz.
  9. Vklopite računalnik in izberite program "BalCom-4".
  10. Pritisnite gumb "F12-four-plane" (ali funkcijsko tipko F12 na tipkovnici računalnika), da izberete način za hkratno merjenje vibracij v štirih ravninah z uporabo senzorjev vibracij 1, 2, 3 in 4, ki so povezani z vhodi X1, X2, X3 in X4 merilne enote.
  11. Na računalniškem zaslonu se prikaže mnemotehnični diagram, ki ponazarja postopek hkratnega merjenja vibracij na štirih merilnih kanalih (ali postopek uravnoteženja v štirih ravninah), kot je prikazano na sliki 16.

Pred uravnoteženjem je priporočljivo opraviti meritve v načinu vibrometra (gumb F5).

Slika 20. Meritve v načinu vibrometra

Če se skupna velikost vibracij V1s (V2s) približno ujema z velikostjo rotacijske komponente V1o (V2o), lahko domnevamo, da je glavni prispevek k vibracijam mehanizma posledica neravnovesja rotorja. Če skupna velikost vibracij V1s (V2s) znatno presega vrtilno komponento V1o (V2o), je priporočljivo pregledati mehanizem - preveriti stanje ležajev, zagotoviti varno pritrditev na temelj, preveriti, ali se rotor med vrtenjem ne dotika nepremičnih delov, in upoštevati vpliv vibracij iz drugih mehanizmov itd.

Pri tem je lahko koristno preučevanje grafov časovnih funkcij in spektrov vibracij, pridobljenih v načinu "Grafi-Spektralna analiza".

Programska oprema za prenosno balansirno napravo in analizator vibracij Balanset-1A. Diagrami vibracijskega spektra.

Slika 21. Časovna funkcija vibracij in spektralni grafikoni

Graf prikazuje, pri katerih frekvencah so ravni vibracij najvišje. Če se te frekvence razlikujejo od frekvence vrtenja rotorja uravnoteženega mehanizma, je treba ugotoviti vire teh komponent vibracij in pred uravnoteženjem sprejeti ukrepe za njihovo odpravo.

Pomembno je tudi, da ste pozorni na stabilnost odčitkov v načinu vibrometra - amplituda in faza vibracij se med meritvijo ne smeta spremeniti za več kot 10-15%. V nasprotnem primeru mehanizem morda deluje v bližini resonančnega območja. V tem primeru je treba prilagoditi hitrost rotorja.

Pri izvajanju uravnoteženja štirih ravnin v načinu "Primary" je potrebnih pet kalibracij in vsaj ena preveritvena vožnja uravnoteženega stroja. Merjenje vibracij med prvim zagonom stroja brez poskusne uteži se izvede v delovnem prostoru "Štiriravninsko uravnoteženje". Naslednje vožnje se izvedejo s poskusno utežjo, ki se zaporedno namesti na pogonsko gred v vsaki korekcijski ravnini (na območju vsake podpore balansirnega stroja).

Pred vsakim naslednjim zagonom je treba opraviti naslednje korake:

  • Ustavite vrtenje rotorja uravnoteženega stroja.
  • Odstranite predhodno nameščeno preskusno utež.
  • V naslednjo ravnino namestite poskusno utež.

Slika 23. Delovni prostor za uravnoteženje štirih ravnin

Po vsaki meritvi se rezultati frekvence vrtenja rotorja (Nob) in efektivne vrednosti (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) in faze (F1, F2, F3, F4) vibracij pri frekvenci vrtenja uravnoteženega rotorja se shranijo v ustrezna polja v oknu programa. Po petem zagonu (teža v ravnini 4) se prikaže delovni prostor "Uravnotežitev uteži" (glej sliko 24), v katerem so prikazane izračunane vrednosti mas (M1, M2, M3, M4) in vgradni koti (f1, f2, f3, f4) korekcijskih uteži, ki jih je treba namestiti na rotor v štirih ravninah, da se izravna njegovo neravnovesje.

Slika 24. Delovni prostor z izračunanimi parametri korekcijskih uteži v štirih ravninah

Pozor!: Po končanem postopku merjenja med peto vožnjo uravnoteženega stroja je treba ustaviti vrtenje rotorja in odstraniti predhodno nameščeno poskusno utež. Šele nato lahko nadaljujete z namestitvijo (ali odstranitvijo) korekcijskih uteži na rotor.

Kotni položaj za dodajanje (ali odvzemanje) korekcijske uteži na rotor v polarnem koordinatnem sistemu se meri od mesta namestitve poskusne uteži. Smer merjenja kota sovpada s smerjo vrtenja rotorja. Pri uravnoteženju z lopaticami se lopata uravnoteženega rotorja, ki pogojno velja za prvo lopato, ujema z lokacijo namestitve poskusne uteži. Smer številčenja lopatic, prikazana na računalniškem zaslonu, sledi smeri vrtenja rotorja.

V tej različici programa se privzeto predpostavlja, da se rotorju doda korekcijska teža. To je označeno z oznako v polju "Dodaj". Če je treba odpraviti neravnovesje z odstranitvijo uteži (npr. z vrtanjem), z miško nastavite oznako v polju "Odstrani", nakar se kotni položaj korekcijske uteži samodejno spremeni za 180 stopinj.

Po namestitvi korekcijskih uteži na uravnotežen rotor pritisnite gumb "Exit - F10" (ali funkcijsko tipko F10 na računalniški tipkovnici), da se vrnete v prejšnji delovni prostor "Izravnava štirih ravnin" in preverite učinkovitost izravnave. Po končanem postopku preverjanja se rezultati frekvence vrtenja rotorja (Nob) in vrednosti RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) in faze (F1, F2, F3, F4) vibracij pri frekvenci vrtenja uravnoteženega rotorja. Hkrati se nad delovnim prostorom "Balansiranje štirih ravnin" prikaže delovni prostor "Uteži za uravnoteženje" (glej sliko 21), v katerem so prikazani izračunani parametri dodatnih korekcijskih uteži, ki jih je treba namestiti (ali odstraniti) na rotor, da se izravna preostalo neravnovesje. Poleg tega ta delovni prostor prikazuje vrednosti preostalega neravnovesja, doseženega po uravnoteženju. Če vrednosti preostalih vibracij in/ali preostalega neravnovesja uravnoteženega rotorja ustrezajo zahtevam glede toleranc, določenim v tehnični dokumentaciji, se postopek uravnoteženja lahko zaključi. V nasprotnem primeru lahko postopek uravnoteženja nadaljujete. Ta metoda omogoča popravljanje morebitnih napak z zaporednimi približki, do katerih lahko pride pri nameščanju (odstranjevanju) korekcijske uteži na uravnoteženem rotorju.

Če se postopek uravnoteženja nadaljuje, je treba na uravnoteženi rotor namestiti (ali odstraniti) dodatne korekcijske uteži v skladu s parametri, določenimi v delovnem prostoru "Uteži za uravnoteženje".

Gumb "Koeficienti - F8" (ali funkcijska tipka F8 na tipkovnici računalnika) se uporablja za ogled in shranjevanje koeficientov uravnoteženja rotorja (koeficientov dinamičnega vpliva), izračunanih na podlagi rezultatov petih kalibracij, v pomnilnik računalnika.

7. Priporočeni razredi točnosti uravnoteženja za toge rotorje

Preglednica 2. Priporočeni razredi točnosti uravnoteženja za toge rotorje.

Slika 7.34. Okno za izračun tolerance uravnoteženja

Priporočeni razredi natančnosti uravnoteženja za toge rotorje

Vrste strojev (rotorji) Razred natančnosti uravnoteženja Vrednost eper Ω mm/s
Pogonske ročične gredi (strukturno neuravnotežene) za velike nizkohitrostne ladijske dizelske motorje (hitrost bata manj kot 9 m/s) G 4000 4000
Pogonske ročične gredi (strukturno uravnotežene) za velike nizkohitrostne ladijske dizelske motorje (hitrost bata manj kot 9 m/s) G 1600 1600
Pogonske ročične gredi (strukturno neuravnotežene) na izolatorjih vibracij G 630 630
Pogonske ročične gredi (strukturno neuravnotežene) na togih nosilcih G 250 250
Batni motorji, sestavljeni za osebne avtomobile, tovornjake in lokomotive G 100 100
Avtomobilski deli: kolesa, platišča, kolesne dvojice, menjalniki
Pogonske ročične gredi (strukturno uravnotežene) na izolatorjih vibracij G 40 40
Kmetijski stroji G 16 16
Pogonske ročične gredi (uravnotežene) na togih nosilcih
Drobilniki
Pogonske gredi (pogonske gredi, vijačne gredi)
Plinske turbine za zrakoplove G 6.3 6.3
Centrifuge (separatorji, usedalniki)
Elektromotorji in generatorji (z višino gredi najmanj 80 mm) z največjo nazivno hitrostjo vrtenja do 950 min-1
Elektromotorji z višino gredi manj kot 80 mm
Ventilatorji
Zobniški pogoni
Stroji za splošne namene
Stroji za rezanje kovin
Stroji za izdelavo papirja
Črpalke
Turbinski polnilniki
Vodne turbine
Kompresorji
Računalniško krmiljeni pogoni G 2.5 2.5
Elektromotorji in generatorji (z višino gredi najmanj 80 mm) z največjo nazivno hitrostjo vrtenja nad 950 min-1
Plinske in parne turbine
Pogoni strojev za rezanje kovin
Tekstilni stroji
Pogoni za avdio in video opremo G 1 1
Pogoni brusilnih strojev
Vretena in pogoni za zelo natančno opremo G 0.4 0.4

 

Kategorije: PrimerrotorjiRešitveVsebina
Oznake:

0 Komentarji

Dodaj odgovor

Namestnik avatarja
sl_SISlovenian
sl_SISlovenian 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 lt_LTLithuanian nb_NONorwegian pl_PLPolish pt_BRPortuguese (Brazil) pt_PTPortuguese (Portugal) ro_RORomanian ru_RURussian sk_SKSlovak es_ESSpanish sv_SESwedish tr_TRTurkish ukUkrainian