การปรับสมดุลเพลาขับ: คู่มือฉบับสมบูรณ์

ลองนึกภาพว่าคุณกำลังขับรถบรรทุก แล้วจู่ๆ ก็รู้สึกถึงแรงสั่นสะเทือนรุนแรง หรือได้ยินเสียงดังกึกก้องขณะเร่งความเร็วหรือเปลี่ยนเกียร์ นี่ไม่ใช่แค่เรื่องน่ารำคาญ แต่มันอาจเป็นสัญญาณของเพลาขับที่ไม่สมดุล สำหรับวิศวกรและช่างเทคนิค แรงสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเหล่านี้บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพที่ลดลง การสึกหรอของชิ้นส่วนที่เร็วขึ้น และอาจต้องหยุดทำงานซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงหากไม่ได้รับการแก้ไข

คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้นำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงสำหรับปัญหาสมดุลของเพลาขับ คุณจะได้เรียนรู้ว่าเพลาขับคืออะไรและเหตุใดจึงต้องปรับสมดุล รู้จักความผิดปกติที่พบบ่อยซึ่งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนหรือเสียงรบกวน และปฏิบัติตามขั้นตอนที่ชัดเจนสำหรับการปรับสมดุลเพลาขับแบบไดนามิก การนำแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้ไปใช้จะช่วยให้คุณประหยัดค่าซ่อม ลดเวลาในการแก้ไขปัญหา และมั่นใจได้ว่าเครื่องจักรหรือยานพาหนะของคุณจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือโดยมีการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด

สารบัญ

• 1. ประเภทของเพลาขับ
• 2. ความผิดปกติของข้อต่อสากล
• 3. การปรับสมดุลเพลาขับ
• 4. เครื่องปรับสมดุลแบบทันสมัยสำหรับเพลาขับ
• 5. การเตรียมการสำหรับการปรับสมดุลเพลาขับ
• 6. ขั้นตอนการปรับสมดุลเพลาขับ
• 7. ระดับความแม่นยำในการปรับสมดุลที่แนะนำสำหรับโรเตอร์แบบแข็ง

1. ประเภทของเพลาขับ

ข้อต่อสากล (driveshaft) เป็นกลไกที่ส่งแรงบิดระหว่างเพลาที่ตัดกันที่ศูนย์กลางของข้อต่อสากลและสามารถเคลื่อนที่สัมพันธ์กันได้ในมุมต่างๆ ในยานพาหนะ เพลาขับจะถ่ายทอดแรงบิดจากกระปุกเกียร์ (หรือเคสส่งกำลัง) ไปยังเพลาขับในกรณีของการกำหนดค่าแบบขับเคลื่อนล้อเดียวหรือขับเคลื่อนทุกล้อ สำหรับยานพาหนะขับเคลื่อนทุกล้อ ข้อต่อสากลมักจะเชื่อมต่อเพลาขับของกระปุกเกียร์กับเพลาขับของเคสส่งกำลัง และเพลาขับของเคสส่งกำลังกับเพลาขับของระบบขับเคลื่อนหลักของเพลาขับ

หน่วยที่ติดตั้งบนเฟรม (เช่น กระปุกเกียร์และกล่องถ่ายโอน) สามารถเคลื่อนที่สัมพันธ์กันเนื่องจากการเสียรูปของส่วนรองรับและตัวเฟรมเอง ในขณะเดียวกัน เพลาขับจะยึดติดกับเฟรมผ่านระบบช่วงล่าง และสามารถเคลื่อนที่สัมพันธ์กับเฟรมและหน่วยที่ติดตั้งบนเฟรมได้เนื่องจากการเสียรูปขององค์ประกอบยืดหยุ่นของระบบช่วงล่าง การเคลื่อนไหวนี้ไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงมุมของเพลาขับที่เชื่อมต่อหน่วยต่างๆ เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างหน่วยต่างๆ อีกด้วย

ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลมีข้อเสียที่สำคัญคือ การหมุนของเพลาที่ไม่สม่ำเสมอ หากเพลาหนึ่งหมุนอย่างสม่ำเสมอ เพลาอีกอันจะหมุนไม่สม่ำเสมอ และความไม่สม่ำเสมอนี้จะเพิ่มขึ้นตามมุมระหว่างเพลา ข้อจำกัดนี้ทำให้ไม่สามารถใช้ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลในหลายการใช้งาน เช่น ในระบบส่งกำลังของรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้า ซึ่งปัญหาหลักคือการส่งแรงบิดไปยังล้อที่กำลังหมุน ข้อเสียนี้สามารถชดเชยได้บางส่วนโดยการใช้ข้อต่อสากลคู่บนเพลาเดียว ซึ่งหมุนไปหนึ่งในสี่รอบเมื่อเทียบกับอีกข้อต่อหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ต้องการการหมุนที่สม่ำเสมอ ข้อต่อความเร็วคงที่ (CV joints) มักจะถูกใช้แทน CV joints เป็นดีไซน์ที่ก้าวหน้าและซับซ้อนกว่า แต่ก็มีวัตถุประสงค์เดียวกัน

ข้อต่อสากลสามารถประกอบด้วยข้อต่อสากลหนึ่งข้อหรือมากกว่านั้นเชื่อมต่อกันด้วยเพลาขับและตัวรองรับกลาง

รูปที่ 1 แผนภาพของระบบขับเคลื่อนข้อต่อสากล: 1, 4, 6 — เพลาขับ; 2, 5 — ข้อต่อสากล; 3 — ข้อต่อชดเชย; u1, u2 — มุมระหว่างเพลา

โดยทั่วไป ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลประกอบด้วยข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซล 2 และ 5 เพลาขับ 1, 4 และ 6 และข้อต่อชดเชย 3 บางครั้งเพลาขับจะติดตั้งบนตัวรองรับกลางที่ติดอยู่กับโครงขวางของรถยนต์ ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลทำหน้าที่ส่งผ่านแรงบิดระหว่างเพลาที่มีแกนตัดกันเป็นมุม ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลแบ่งออกเป็นแบบความเร็วไม่สม่ำเสมอและแบบความเร็วคงที่ ข้อต่อแบบความเร็วไม่สม่ำเสมอยังแบ่งย่อยได้อีกเป็นแบบยืดหยุ่นและแบบแข็ง ข้อต่อความเร็วคงที่อาจเป็นแบบลูกบอลที่มีร่องแบ่ง แบบลูกบอลที่มีคันโยกแบ่ง และแบบลูกเบี้ยว โดยทั่วไปจะติดตั้งในระบบขับเคลื่อนของล้อนำที่ควบคุมได้ ซึ่งมุมระหว่างเพลาทั้งสองสามารถสูงถึง 45° และจุดศูนย์กลางของข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลต้องตรงกับจุดตัดของแกนหมุนของล้อและแกนหมุน

ข้อต่อยูนิเวอร์แซลแบบยืดหยุ่นส่งผ่านแรงบิดระหว่างเพลาที่มีแกนตัดกันที่มุม 2...3° เนื่องจากการเสียรูปยืดหยุ่นของชิ้นส่วนเชื่อมต่อ ข้อต่อความเร็วแบบแข็งและไม่สม่ำเสมอส่งผ่านแรงบิดจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่งผ่านการเชื่อมต่อที่เคลื่อนที่ได้ของชิ้นส่วนแข็ง ข้อต่อนี้ประกอบด้วยแอกสองอัน คือ 3 และ 5 เข้าไปในรูทรงกระบอกซึ่งมีปลาย A, B, V และ G ของชิ้นส่วนเชื่อมต่อ ซึ่งก็คือกากบาท 4 ติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืน แอกทั้งสองเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับเพลา 1 และ 2 แอก 5 สามารถหมุนรอบแกน BG ของกากบาท และในขณะเดียวกัน กากบาทยังหมุนรอบแกน AV ร่วมกับแอก ทำให้สามารถส่งผ่านการหมุนจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่งด้วยมุมที่เปลี่ยนแปลงระหว่างกัน

รูปที่ 2. แผนภาพของข้อต่อสากลที่มีความเร็วไม่สม่ำเสมอแบบแข็ง

หากเพลา 7 หมุนรอบแกนของมันเองเป็นมุม α แล้วเพลา 2 จะหมุนเป็นมุม β ในช่วงเวลาเดียวกัน ความสัมพันธ์ระหว่างมุมการหมุนของเพล 7 และเพล 2 ถูกกำหนดโดยสมการ แทน α = แทน β * คอส γโดยที่ γ คือมุมที่แกนของเพลาถูกจัดวาง สมการนี้บ่งชี้ว่ามุม β บางครั้งน้อยกว่า เท่ากับ หรือมากกว่ามุม α ความเท่ากันของมุมเหล่านี้เกิดขึ้นทุกๆ 90° ของการหมุนของเพลา 7 ดังนั้น เมื่อเพลา 1 หมุนสม่ำเสมอ ความเร็วเชิงมุมของเพลา 2 จะไม่สม่ำเสมอและแปรผันตามกฎไซน์ ความไม่สม่ำเสมอของการหมุนของเพลา 2 จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้นเมื่อมุม γ ระหว่างแกนเพลาเพิ่มขึ้น

หากการหมุนที่ไม่สม่ำเสมอของเพลา 2 ถูกส่งต่อไปยังเพลาของหน่วยต่างๆ จะเกิดแรงกระแทกเพิ่มเติมในระบบส่งกำลัง ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามมุม γ เพื่อป้องกันไม่ให้การหมุนที่ไม่สม่ำเสมอของเพลา 2 ถูกส่งต่อไปยังเพลาของหน่วยต่างๆ จึงใช้ข้อต่อสากลสองตัวในระบบขับเคลื่อนข้อต่อสากล พวกมันถูกติดตั้งให้มุม γ1 และ γ2 เท่ากัน; ง่ามของข้อต่อสากลที่ติดตั้งอยู่บนเพลาหมุนไม่สม่ำเสมอ 4 ควรอยู่ในระนาบเดียวกัน

การออกแบบชิ้นส่วนหลักของชุดขับเคลื่อนข้อต่ออเนกประสงค์แสดงในรูปที่ 3 ข้อต่ออเนกประสงค์ความเร็วไม่สม่ำเสมอประกอบด้วยแอกสองอัน (1) เชื่อมต่อกันด้วยกากบาท (3) แอกอันหนึ่งบางครั้งมีหน้าแปลน ในขณะที่อีกอันเชื่อมติดกับท่อเพลาขับหรือมีปลายแบบสลัก (6) (หรือปลอก) สำหรับเชื่อมต่อกับเพลาขับ แกนยึดของแอกติดตั้งอยู่ในตาของแอกทั้งสองบนตลับลูกปืนเข็ม (7) ตลับลูกปืนแต่ละตัวบรรจุอยู่ในเคส (2) และยึดไว้ในตาของแอกด้วยฝาครอบ ซึ่งยึดติดกับแอกด้วยสลักเกลียวสองตัวที่ล็อกด้วยแถบบนแหวนรอง ในบางกรณี ตลับลูกปืนจะถูกยึดเข้ากับแอกด้วยแหวนสแนป เพื่อรักษาการหล่อลื่นในตลับลูกปืนและป้องกันน้ำและสิ่งสกปรก มีซีลยางที่ขันแน่นเองได้ โพรงด้านในของแอกถูกเติมด้วยจาระบีผ่านอุปกรณ์อัดจาระบี ซึ่งเข้าถึงตลับลูกปืน โดยทั่วไปแล้ว กากบาทจะมีวาล์วนิรภัยเพื่อป้องกันซีลจากความเสียหายอันเนื่องมาจากแรงดันของจารบีที่ถูกสูบเข้าไปในกากบาท ข้อต่อแบบสลัก (6) ได้รับการหล่อลื่นโดยใช้อุปกรณ์จารบี (5)

รูปที่ 3. รายละเอียดของข้อต่อสากลความเร็วไม่สม่ำเสมอแบบแข็ง

มุมสูงสุดระหว่างแกนของเพลาที่เชื่อมต่อด้วยข้อต่อยูนิเวอร์แซลแบบแข็งที่มีความเร็วไม่สม่ำเสมอโดยปกติแล้วจะไม่เกิน 20° เนื่องจากประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมากที่มุมที่กว้าง หากมุมระหว่างแกนเพลาเปลี่ยนแปลงภายใน 0...2% แกนของเพลาไขว้จะถูกลูกปืนเข็มทำให้เสียรูป ซึ่งทำให้ข้อต่อยูนิเวอร์แซลเสียหายอย่างรวดเร็ว

ในระบบส่งกำลังของยานยนต์ติดตามความเร็วสูง มักใช้ข้อต่ออเนกประสงค์แบบมีข้อต่อเฟือง ซึ่งช่วยให้สามารถส่งแรงบิดระหว่างเพลาที่มีแกนตัดกันเป็นมุมได้ถึง 1.5...2°

เพลาขับมักทำเป็นรูปทรงกระบอก โดยใช้ท่อเหล็กไร้รอยต่อหรือท่อเหล็กเชื่อมที่มีคุณภาพสูง ข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซล, ปลอกเกลียว หรือปลายข้อต่อจะถูกเชื่อมติดกับท่อ เพื่อลดแรงกระทำในแนวขวางที่กระทำต่อเพลาขับ จะมีการปรับสมดุลแบบไดนามิกโดยประกอบข้อต่อยูนิเวอร์แซลเข้าด้วยกัน การแก้ไขความไม่สมดุลจะทำได้โดยการเชื่อมแผ่นถ่วงน้ำหนักเข้ากับเพลาขับ หรือบางครั้งอาจติดตั้งแผ่นถ่วงน้ำหนักไว้ใต้ฝาครอบตลับลูกปืนของข้อต่อยูนิเวอร์แซล ตำแหน่งสัมพัทธ์ของชิ้นส่วนเชื่อมต่อแบบเกลียวหลังจากการประกอบและปรับสมดุลของชุดขับข้อต่อยูนิเวอร์แซลที่โรงงานผลิต มักจะมีการทำเครื่องหมายด้วยฉลากพิเศษ

การเชื่อมต่อแบบชดเชยของชุดขับเคลื่อนข้อต่อสากลมักทำในรูปแบบของการเชื่อมต่อแบบฟันเฟือง ซึ่งช่วยให้ส่วนประกอบของชุดขับเคลื่อนข้อต่อสากลสามารถเคลื่อนที่ในแนวแกนได้ ประกอบด้วยปลายฟันเฟืองที่พอดีกับปลอกฟันเฟืองของชุดขับเคลื่อนข้อต่อสากล การหล่อลื่นจะถูกนำเข้าสู่การเชื่อมต่อแบบฟันเฟืองผ่านข้อต่อจาระบีหรือทาในระหว่างการประกอบและเปลี่ยนหลังจากใช้งานยานพาหนะเป็นเวลานาน โดยทั่วไปจะมีการติดตั้งซีลและฝาครอบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของจาระบีและการปนเปื้อน

สำหรับเพลาขับยาว มักจะใช้ตัวรองรับระหว่างในชุดข้อต่อสากล ตัวรองรับระหว่างนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยขายึดที่ขันสกรูยึดกับคานขวางของโครงรถ ซึ่งภายในจะมีลูกปืนติดตั้งอยู่ในวงแหวนยางยืด ตัวลูกปืนจะปิดผนึกทั้งสองด้านด้วยฝาครอบและมีอุปกรณ์หล่อลื่น วงแหวนยางยืดช่วยชดเชยความคลาดเคลื่อนในการประกอบและการเยื้องศูนย์ของลูกปืนที่อาจเกิดขึ้นจากความผิดรูปของโครงรถ

ข้อต่อสากลที่มีลูกปืนเข็ม (รูปที่ 4a) ประกอบด้วยแขนข้อต่อ, ตัวไขว้, ลูกปืนเข็ม, และซีล ถ้วยที่มีลูกปืนเข็มถูกติดตั้งบนตุ้มของตัวไขว้และปิดผนึกด้วยซีล ถ้วยถูกยึดในแขนข้อต่อด้วยแหวนล็อคหรือฝาปิดที่ยึดด้วยสกรู ข้อต่อสากลได้รับการหล่อลื่นผ่านจุดเติมจาระบีผ่านการเจาะภายในตัวไขว้ วาล์วนิรภัยใช้เพื่อกำจัดแรงดันน้ำมันส่วนเกินในข้อต่อ ในระหว่างการหมุนสม่ำเสมอของโยกขับ โยกที่ถูกขับจะหมุนไม่สม่ำเสมอ: มันจะเคลื่อนไปข้างหน้าและล่าช้ากว่าโยกขับสองครั้งต่อการหมุนหนึ่งรอบ เพื่อกำจัดความไม่สม่ำเสมอในการหมุนและลดภาระเฉื่อย จึงใช้ข้อต่อสากลสองตัว

ในการขับเคลื่อนไปยังล้อหน้า จะมีการติดตั้งข้อต่อสากลความเร็วคงที่ ข้อต่อขับเคลื่อนความเร็วคงที่ของรถ GAZ-66 และ ZIL-131 ประกอบด้วยข้อต่อ 2, 5 (รูปที่ 4b) ลูกบอลสี่ลูก 7 และลูกบอลกลาง 8 ข้อเหวี่ยงขับ 2 เป็นชิ้นเดียวกับเพลาขับด้านใน ในขณะที่ข้อเหวี่ยงขับตามเป็นชิ้นเดียวกับเพลาขับด้านนอก ซึ่งที่ปลายของเพลาขับด้านนอกมีการยึดดุมล้อไว้ แรงบิดจากข้อเหวี่ยง 2 ไปยังข้อเหวี่ยง 5 จะถูกส่งผ่านลูกบอล 7 ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามร่องวงกลมในข้อเหวี่ยง ลูกบอลกลาง 8 ทำหน้าที่จัดศูนย์กลางของโยกและถูกยึดไว้ด้วยสตัด 3, 4 ความถี่ในการหมุนของโยก 2, 5 จะเท่ากันเนื่องจากความสมมาตรของกลไกเมื่อเทียบกับโยก การเปลี่ยนแปลงความยาวของเพลาได้รับการรับรองโดยการเชื่อมต่อแบบฟันเฟืองอิสระของโยกกับเพลา

รูปที่ 4 ข้อต่อสากล: ก — ข้อต่อสากล: 1 — ฝาครอบ; 2 — ถ้วย; 3 — ตลับลูกปืนเข็ม; 4 — ซีล; 5, 9 — ขายอก; 6 — วาล์วนิรภัย; 7 — ตัวไขว้; 8 — จุดอัดจาระบี; 10 — สกรู; b — ข้อต่อความเร็วคงที่แบบสากล: 1 — เพลาด้านใน; 2 — โยคขับ; 3, 4 — สลัก; 5 — โยคถูกขับ; 6 — เพลาด้านนอก; 7 — ลูกบอล; 8 — ลูกบอลกลาง

2. ความผิดปกติของข้อต่อสากล

ข้อต่อสากลเสียมักจะแสดงอาการเป็นเสียงเคาะดังในข้อต่อสากลที่เกิดขึ้นเมื่อรถกำลังเคลื่อนที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างการเปลี่ยนเกียร์และการเร่งความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์อย่างกะทันหัน (เช่น เมื่อเปลี่ยนจากการใช้เบรกเครื่องยนต์เป็นการเร่งความเร็ว) สัญญาณของความผิดปกติของข้อต่อสากลคือการเกิดความร้อนสูง (เกิน 100°C) ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการสึกหรออย่างมากของบูชและทรันเนียนของข้อต่อสากล ตลับลูกปืนเข็ม ครอส และการเชื่อมต่อแบบมีร่อง ส่งผลให้ข้อต่อสากลไม่ตรงแนวและเกิดแรงกระแทกตามแนวแกนบนตลับลูกปืนเข็มอย่างมีนัยสำคัญ ความเสียหายของซีลคอร์กของครอสข้อต่อสากลนำไปสู่การสึกหรออย่างรวดเร็วของทรันเนียนและตลับลูกปืนของมัน

ระหว่างการบำรุงรักษา จะตรวจสอบข้อต่อสากลโดยการหมุนเพลาขับอย่างรวดเร็วด้วยมือในทั้งสองทิศทาง ระดับการหมุนอิสระของเพลาจะกำหนดการสึกหรอของข้อต่อสากลและการเชื่อมต่อแบบฟันเฟือง ทุกๆ 8-10 พันกิโลเมตร จะตรวจสอบสภาพของการเชื่อมต่อแบบยึดด้วยสลักเกลียวของหน้าแปลนเพลาขับของเกียร์และเพลาขับของเฟืองส่งกำลังหลักกับหน้าแปลนของข้อต่อสากลปลายและยึดตัวรองรับกลางของเพลาขับ ตรวจสอบสภาพของยางบู๊ตที่ข้อต่อแบบมีร่องและซีลคอร์กของข้อต่อสากลด้วย ต้องขันน็อตยึดทั้งหมดให้แน่น (แรงบิดในการขัน 8-10 กก.-ม.)

ตลับลูกปืนเข็มของข้อต่อสากลหล่อลื่นด้วยน้ำมันเหลวที่ใช้สำหรับชุดส่งกำลัง; การเชื่อมต่อแบบมีร่องในยานพาหนะส่วนใหญ่หล่อลื่นด้วยจาระบี (US-1, US-2, 1-13, ฯลฯ); ห้ามใช้จาระบีในการหล่อลื่นตลับลูกปืนเข็มโดยเด็ดขาด ในรถยนต์บางรุ่น การเชื่อมต่อแบบร่องหยักจะหล่อลื่นด้วยน้ำมันเกียร์ ส่วนตลับลูกปืนรองรับตรงกลางที่ติดตั้งในปลอกยางนั้น แทบไม่ต้องการการหล่อลื่น เนื่องจากได้รับการหล่อลื่นในระหว่างการประกอบที่โรงงานแล้ว ตลับลูกปืนรองรับของรถยนต์ ZIL-130 จะหล่อลื่นด้วยจาระบีผ่านข้อต่อแรงดันในระหว่างการบำรุงรักษาตามปกติ (ทุก 1,100-1,700 กิโลเมตร)

รูปที่ 5 ชุดขับเคลื่อนข้อต่อสากล: 1 — หน้าแปลนสำหรับยึดเพลาขับ; 2 — หัวข้อต่อสากล; 3 — โยคข้อต่อสากล; 4 — โยคเลื่อน; 5 — ท่อเพลาขับ; 6 — ตลับลูกปืนเข็มแบบปลายปิด

ข้อต่อสากลประกอบด้วยข้อต่อสากลสองตัวที่มีตลับลูกปืนเข็ม เชื่อมต่อด้วยเพลาเปล่า และโยกเลื่อนที่มีร่องเกลียว เพื่อรับประกันการป้องกันที่เชื่อถือได้จากสิ่งสกปรกและให้การหล่อลื่นที่ดีของข้อต่อที่มีร่องเกลียว โยกเลื่อน (6) ที่เชื่อมต่อกับเพลาทุติยภูมิ (2) ของเกียร์บ็อกซ์ ถูกวางในส่วนขยาย (1) ที่ติดกับตัวเรือนเกียร์บ็อกซ์ นอกจากนี้ ตำแหน่งของการเชื่อมต่อแบบฟันเฟือง (นอกเขตพื้นที่ระหว่างข้อต่อ) ยังช่วยเพิ่มความแข็งของระบบขับเคลื่อนข้อต่อสากลอย่างมีนัยสำคัญ และลดโอกาสการสั่นสะเทือนของเพลาเมื่อการเชื่อมต่อแบบฟันเฟืองที่เลื่อนเสียดสีสึกหรอ

เพลาขับทำจากท่อเชื่อมไฟฟ้าผนังบาง (8) ซึ่งมีแอก (9) ที่เหมือนกันสองอันถูกกดให้แน่นที่ปลายแต่ละด้าน แล้วจึงเชื่อมด้วยการเชื่อมอาร์ก ตัวเรือนลูกปืนเข็ม (18) ของกากบาท (25) ถูกกดให้แน่นเข้ากับตาของแอก (9) และยึดด้วยแหวนยึดสปริง (20) ตลับลูกปืนข้อต่ออเนกประสงค์แต่ละตัวมีเข็ม 22 อัน (21) ฝาครอบแบบปั๊ม (24) ถูกกดให้แน่นเข้ากับแกนยึดที่ยื่นออกมาของกากบาท ซึ่งติดตั้งแหวนไม้ก๊อก (23) ไว้ ตลับลูกปืนได้รับการหล่อลื่นโดยใช้อุปกรณ์อัดจาระบีแบบเหลี่ยม (17) ที่ขันเข้ากับรูเกลียวตรงกลางของกากบาท ซึ่งเชื่อมต่อกับช่องทะลุในแกนยึดของกากบาท อีกด้านหนึ่งของข้อต่อแบบยูนิเวอร์แซลครอส มีวาล์วนิรภัย (16) อยู่ตรงกลาง ออกแบบมาเพื่อระบายจาระบีส่วนเกินขณะเติมข้อต่อและลูกปืน และป้องกันแรงดันสะสมภายในข้อต่อขณะทำงาน (วาล์วจะทำงานที่แรงดันประมาณ 3.5 กก./ตร.ซม.) ความจำเป็นในการมีวาล์วนิรภัยนี้เนื่องจากแรงดันที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปภายในข้อต่ออาจทำให้ซีลคอร์กเสียหาย (เกิดการอัดรีด) ได้

รูปที่ 6 ชุดประกอบเพลาขับ: 1 — ส่วนต่อขยายของเกียร์; 2 — เพลาทุติยภูมิของเกียร์; 3 และ 5 — ตัวกันฝุ่น; 4 — ซีลยาง; 6 — ข้อต่อเลื่อน; 7 — แผ่นถ่วงสมดุล; 8 — ท่อเพลาขับ; 9 — คาน; 10 — คานหน้าแปลน; 11 — สลักเกลียว; 12 — หน้าแปลนของเฟืองขับเพลาหลัง; 13 — แหวนรองสปริง; 14 — น็อต; 15 — เพลาหลัง; 16 — วาล์วนิรภัย; 17 — ข้อต่อจาระบีมุม; 18 — ตลับลูกปืนเข็ม; 19 — ตาโยก; 20 — แหวนยึดสปริง; 21 — เข็ม; 22 — แหวนรองปลายรูปวงแหวน; 23 — แหวนยาง; 24 — ฝาปั๊ม; 25 — กากบาท

เพลาขับที่ประกอบเข้ากับข้อต่ออเนกประสงค์ทั้งสองข้าง ได้รับการปรับสมดุลแบบไดนามิกอย่างระมัดระวังที่ปลายทั้งสองด้านโดยการเชื่อมแผ่นปรับสมดุล (7) เข้ากับท่อ ดังนั้น เมื่อถอดประกอบเพลา จะต้องทำเครื่องหมายชิ้นส่วนทั้งหมดอย่างระมัดระวังเพื่อให้สามารถประกอบกลับเข้าที่เดิมได้ การไม่ปฏิบัติตามคำแนะนำนี้จะรบกวนสมดุลของเพลา ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนซึ่งอาจทำให้ระบบส่งกำลังและตัวถังรถเสียหายได้ หากชิ้นส่วนแต่ละชิ้นสึกหรอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากท่อโค้งงอเนื่องจากแรงกระแทก และไม่สามารถปรับสมดุลเพลาแบบไดนามิกได้หลังจากประกอบแล้ว จำเป็นต้องเปลี่ยนเพลาทั้งหมด

การทำงานผิดปกติของเพลาขับที่อาจเกิดขึ้น สาเหตุ และวิธีแก้ไข

สาเหตุของความผิดปกติ	โซลูชัน
การสั่นสะเทือนของเพลาขับ
1. การโค้งงอของเพลาเนื่องจากสิ่งกีดขวาง	1. ทำการปรับให้ตรงและสมดุลเชิงพลศาสตร์ของเพลาที่ประกอบแล้ว หรือเปลี่ยนเพลาที่ประกอบแล้ว
2. การสึกหรอของแบริ่งและครอส	2. เปลี่ยนลูกปืนและก้านไขว้ และปรับสมดุลแบบไดนามิกให้กับเพลาที่ประกอบแล้ว
3. การสึกหรอของบูชขยายและข้อต่อเลื่อน	3. ติดตั้งส่วนต่อขยายและข้อต่อเลื่อนกลับเข้าที่ และปรับสมดุลไดนามิกของเพลาที่ประกอบแล้ว
เสียงเคาะเมื่อสตาร์ทและเมื่อรถไหล
1. การสึกหรอของสลักเกลียวโยกเลื่อนหรือเพลาเกียร์รอง	1. เปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ เมื่อเปลี่ยนข้อต่อแบบเลื่อน ให้ปรับสมดุลแบบไดนามิกของเพลาที่ประกอบแล้ว
2. น็อตหลวมที่ยึดข้อต่อหน้าแปลนกับเฟืองเพลาขับด้านหลัง	2. ขันสลักเกลียวให้แน่น
น้ำมันรั่วจากซีลข้อต่อสากล
การสึกหรอของแหวนไม้ก๊อกในซีลข้อต่อสากล	เปลี่ยนแหวนก๊อก โดยรักษาตำแหน่งสัมพัทธ์ของชิ้นส่วนเพลาขับทั้งหมดไว้ระหว่างการประกอบใหม่ หากมีการสึกหรอที่ครอสและตลับลูกปืน ให้เปลี่ยนครอสและตลับลูกปืน และทำการถ่วงสมดุลไดนามิกของเพลาที่ประกอบแล้ว

3. การปรับสมดุลเพลาขับ

หลังจากซ่อมแซมและประกอบเพลาขับแล้ว จะทำการปรับสมดุลแบบไดนามิกบนเครื่องจักร หนึ่งในแบบของเครื่องปรับสมดุลแสดงไว้ในรูปที่ 7 เครื่องจักรประกอบด้วยแผ่น (18) และโครงลูกตุ้ม (8) ที่ติดตั้งอยู่บนแท่งยืดหยุ่นแนวตั้งสี่แท่ง (3) ซึ่งช่วยให้เกิดการแกว่งในระนาบแนวนอน ขายึดและหัวสต็อกด้านหน้า (9) ซึ่งยึดติดกับขายึด (4) จะติดตั้งอยู่บนท่อตามยาวของโครงลูกตุ้ม (8) หัวท้ายด้านหลัง (6) ติดตั้งอยู่บนแท่นเคลื่อนที่ (5) ซึ่งช่วยให้สามารถปรับสมดุลไดนามิกของเพลาขับที่มีความยาวต่างกันได้ แกนหมุนของหัวท้ายติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืนลูกบอลที่มีความแม่นยำสูง แกนหมุนของหัวท้ายด้านหน้า (9) ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่บนฐานเครื่อง ผ่านสายพานวีและเพลาตัวกลาง ซึ่งมีแขน (10) (จานแบ่งระดับ) ติดตั้งอยู่ นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งขาตั้งสองชุด (15) พร้อมพินล็อคแบบยืดหดได้ (17) บนแผ่นเครื่องจักร (18) เพื่อให้มั่นใจในการยึดตำแหน่งของปลายด้านหน้าและด้านหลังของโครงลูกตุ้ม ขึ้นอยู่กับการปรับสมดุลของปลายด้านหน้าหรือด้านหลังของเพลาขับ

รูปที่ 7 เครื่องปรับสมดุลแบบไดนามิกสำหรับเพลาขับ

1—แคลมป์; 2—แดมเปอร์; 3—แกนยืดหยุ่น; 4—ขายึด; 5—แท่นเคลื่อนที่; 6—หัวท้ายด้านหลัง; 7—คานขวาง; 8—โครงลูกตุ้ม; 9—หัวขับด้านหน้า; 10—จานแขน; 11—มิลลิโวลต์มิเตอร์; 12—แขนของเพลาตัวแปลงกระแสไฟ; 13—เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า; 14—ขาตั้งคงที่; 15—ขาตั้งฟิกซาเตอร์; 16—ที่รองรับ; 17—ฟิกซาเตอร์; 18—แผ่นรอง

แท่นยึดคงที่ (14) ติดตั้งอยู่ที่ด้านหลังของแผ่นเครื่องจักร และมีเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า (13) ติดตั้งอยู่บนแท่นยึดเหล่านี้ โดยมีแท่งเชื่อมต่อกับปลายของโครงลูกตุ้ม เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนจากการก้องของโครง มีการติดตั้งตัวหน่วง (2) ที่บรรจุน้ำมันไว้ใต้ขายึด (4)

ในระหว่างการปรับสมดุลแบบไดนามิก ชุดเพลาขับพร้อมแอกเลื่อนจะถูกติดตั้งและยึดเข้ากับเครื่องจักร ปลายด้านหนึ่งของเพลาขับเชื่อมต่อกับหน้าแปลนของหัวจับขับเคลื่อนด้านหน้าด้วยแอกแบบหน้าแปลน และปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับคอรองรับของแอกเลื่อนเข้ากับปลอกแบบสลักของหัวจับขับเคลื่อนด้านหลัง จากนั้นตรวจสอบความง่ายในการหมุนของเพลาขับ และตรึงปลายด้านหนึ่งของโครงลูกตุ้มของเครื่องจักรด้วยอุปกรณ์ตรึง หลังจากสตาร์ทเครื่องจักร ขาของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา ทำให้เข็มมิลลิโวลต์มิเตอร์อ่านค่าได้สูงสุด ค่ามิลลิโวลต์มิเตอร์จะสอดคล้องกับขนาดของความไม่สมดุล สเกลมิลลิโวลต์มิเตอร์มีหน่วยเป็นกรัม-เซนติเมตร หรือกรัมของน้ำหนักถ่วง เมื่อหมุนขาของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าทวนเข็มนาฬิกาต่อไป ค่ามิลลิโวลต์มิเตอร์จะปรับเป็นศูนย์ และเครื่องจักรจะหยุดทำงาน จากการอ่านค่าของขาเรียงกระแส (Rectifier limb) จะมีการตรวจวัดการเคลื่อนตัวเชิงมุม (มุมของความไม่สมดุล) และค่านี้จะถูกตั้งค่าบนขากลางของเพลาโดยการหมุนเพลาขับด้วยมือ ตำแหน่งการเชื่อมของแผ่นถ่วงดุลจะอยู่ที่ด้านบนของเพลาขับ และส่วนที่มีน้ำหนักจะอยู่ด้านล่างในระนาบการแก้ไข จากนั้นจึงติดตั้งแผ่นถ่วงดุลและผูกด้วยลวดเส้นเล็กที่ระยะห่าง 10 มม. จากรอยเชื่อม สตาร์ทเครื่องและตรวจสอบความสมดุลของปลายเพลาขับกับแผ่น ความไม่สมดุลไม่ควรเกิน 70 กรัม/ซม. จากนั้น ปล่อยปลายด้านหนึ่งออกและยึดปลายอีกด้านหนึ่งของโครงลูกตุ้มด้วยขาตั้งตรึง จากนั้นทำการปรับสมดุลแบบไดนามิกของปลายอีกด้านหนึ่งของเพลาขับตามลำดับขั้นตอนทางเทคโนโลยีที่อธิบายไว้ข้างต้น

เพลาขับมีคุณสมบัติในการปรับสมดุลบางประการ สำหรับส่วนใหญ่ ฐานสำหรับการบาลานซ์แบบไดนามิกคือคอรองรับ (เช่น โรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า, กังหัน, สปินเดิล, ก้านสูบ, เป็นต้น) แต่สำหรับเพลาขับ (ไดร์ฟชAFT) คือหน้าแปลน (แฟลนจ์) ในระหว่างการประกอบ จะมีช่องว่างที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในจุดเชื่อมต่อต่าง ๆ ซึ่งนำไปสู่การไม่สมดุล หากไม่สามารถทำให้การไม่สมดุลน้อยที่สุดได้ระหว่างการบาลานซ์ เพลาจะถูกปฏิเสธ ความแม่นยำของการบาลานซ์ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่อไปนี้:

• ช่องว่างในการเชื่อมต่อระหว่างเข็มขัดลงของหน้าแปลนเพลาขับและรูด้านในของหน้าแปลนยึดของหัวแท่นรองรับด้านซ้ายและขวา;
• การวิ่งรัศมีและการวิ่งปลายของพื้นผิวฐานของหน้าแปลน;
• ช่องว่างในบานพับและจุดเชื่อมต่อแบบสลัก การมีจาระบีอยู่ในช่องว่างของจุดเชื่อมต่อแบบสลักอาจทำให้เกิดความไม่สมดุลแบบ “ลอย” หากจาระบีไม่สามารถรักษาสมดุลได้อย่างแม่นยำตามที่ต้องการ เพลาขับจะสมดุลโดยไม่ต้องใช้จาระบี

ความไม่สมดุลบางอย่างอาจไม่สามารถแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์ หากพบแรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้นในข้อต่อสากลของเพลาขับ อิทธิพลซึ่งกันและกันของระนาบการแก้ไขจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพและความแม่นยำของการถ่วงสมดุลลดลง

ไทย ตาม OST 37.001.053-74 ได้มีการกำหนดมาตรฐานความไม่สมดุลดังต่อไปนี้: เพลาขับที่มีข้อต่อสองข้อ (สองจุดรองรับ) จะได้รับการปรับสมดุลแบบไดนามิก และมีสามข้อ (สามจุดรองรับ) ซึ่งประกอบเข้ากับจุดรองรับกลาง; หน้าแปลน (แอก) ของเพลาขับและข้อต่อที่มีน้ำหนักมากกว่า 5 กก. จะได้รับการปรับสมดุลแบบคงที่ก่อนที่จะประกอบเพลาหรือข้อต่อ; มาตรฐานความไม่สมดุลที่เหลือสำหรับเพลาขับที่ปลายแต่ละด้านหรือที่จุดรองรับกลางของเพลาขับสามจุดจะได้รับการประเมินโดยความไม่สมดุลที่เฉพาะเจาะจง

ค่ามาตรฐานความไม่สมดุลตกค้างสูงสุดที่อนุญาตได้ที่ปลายเพลาแต่ละด้านหรือที่จุดรองรับกลาง รวมถึงเพลาขับสามข้อต่อในตำแหน่งใดๆ บนแท่นถ่วงน้ำหนัก ไม่ควรเกิน: สำหรับระบบส่งกำลังของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกขนาดเล็ก (ไม่เกิน 1 ตัน) และรถโดยสารขนาดเล็กมาก – 6 กรัม-ซม./กก. สำหรับส่วนที่เหลือ – 10 กรัม-ซม./กก. ควรตรวจสอบค่ามาตรฐานความไม่สมดุลตกค้างสูงสุดของเพลาขับหรือเพลาขับสามข้อต่อบนแท่นถ่วงน้ำหนักที่ความถี่การหมุนที่สอดคล้องกับความถี่ในระบบส่งกำลังที่ความเร็วสูงสุดของรถ

สำหรับเพลาขับและเพลาขับสามข้อต่อของรถบรรทุกที่มีน้ำหนักบรรทุกตั้งแต่ 4 ตันขึ้นไป รถโดยสารขนาดเล็กและขนาดใหญ่ อนุญาตให้ลดความถี่การหมุนบนแท่นถ่วงล้อลงเหลือ 70% ของความถี่การหมุนของเพลาส่งกำลังที่ความเร็วสูงสุดของรถ ตาม OST 37.001.053-74 ความถี่การหมุนของเพลาขับเพื่อถ่วงล้อควรเท่ากับ:

n_b = (0.7 ... 1.0) น_r,

ที่ไหน N_b – ความถี่การหมุนสมดุล (ควรสอดคล้องกับข้อมูลทางเทคนิคหลักของบูธ n=3000 นาที^-1; n_r – ความถี่รอบการทำงานสูงสุด, นาที^-1.

ในทางปฏิบัติ เนื่องจากช่องว่างในข้อต่อและการเชื่อมต่อแบบฟันเฟือง ทำให้เพลาขับไม่สามารถปรับสมดุลได้ที่ความถี่การหมุนที่แนะนำ ในกรณีนี้ จะเลือกความถี่การหมุนอื่นที่ทำให้เพลาขับสมดุล

4. เครื่องปรับสมดุลแบบทันสมัยสำหรับเพลาขับ

รูปที่ 8 เครื่องสมดุลสำหรับเพลาขับยาวสูงสุด 2 เมตร น้ำหนักสูงสุด 500 กิโลกรัม

โมเดลนี้มีขาตั้ง 2 ขา และช่วยให้สามารถปรับสมดุลได้ใน 2 ระนาบการแก้ไข

เครื่องปรับสมดุลสำหรับเพลาขับยาวสูงสุด 4200 มม. น้ำหนักสูงสุด 400 กก.

รูปที่ 9 เครื่องสมดุลสำหรับเพลาขับยาวถึง 4200 มม. น้ำหนักสูงสุด 400 กก.

โมเดลนี้มีขาตั้ง 4 ขา และช่วยให้สามารถปรับสมดุลในระนาบการแก้ไขได้พร้อมกัน 4 ระนาบ

รูปที่ 10 เครื่องปรับสมดุลแนวนอนแบบใช้ลูกปืนแข็ง สำหรับการปรับสมดุลแบบไดนามิกของเพลาขับ

1 – ชิ้นส่วนสมดุล (เพลาขับ); 2 – ฐานเครื่องจักร; 3 – ตัวรองรับเครื่องจักร; 4 – ระบบขับเคลื่อนเครื่องจักร; โครงสร้างของตัวรองรับเครื่องจักรแสดงไว้ในรูปที่ 9.

รูปที่ 11. องค์ประกอบสนับสนุนของเครื่องจักรสำหรับการปรับสมดุลแบบไดนามิกของเพลาขับ

1 – ตัวรองรับด้านซ้ายแบบปรับไม่ได้; 2 – ตัวรองรับกลางแบบปรับได้ (2 ชิ้น); 3 – ตัวรองรับด้านขวาแบบปรับไม่ได้; 4 – ที่จับล็อกโครงรองรับ; 5 – แพลตฟอร์มรองรับแบบเคลื่อนย้ายได้; 6 – น็อตปรับความสูงแนวตั้ง; 7 – มือจับล็อกตำแหน่งแนวตั้ง; 8 – ขายึดจับรองรับ; 9 – คลamp แบบเคลื่อนย้ายได้สำหรับตลับลูกปืนตัวกลาง; 10 – มือจับล็อกคลamp; 11 – ล็อกขายึด; 12 – สปินเดิลขับเคลื่อน (นำหน้า) สำหรับติดตั้งรายการ; 13 – สปินเดิลรับการขับเคลื่อน

5. การเตรียมการสำหรับการปรับสมดุลเพลาขับ

ด้านล่างนี้ เราจะพิจารณาการติดตั้งฐานรองรับเครื่องจักรและการติดตั้งชิ้นส่วนสมดุล (เพลาขับแบบรองรับสี่จุด) บนฐานรองรับเครื่องจักร

รูปที่ 12 การติดตั้งหน้าแปลนเชื่อมต่อบนแกนหมุนของเครื่องปรับสมดุล

รูปที่ 13 การติดตั้งเพลาขับบนตัวยึดของเครื่องปรับสมดุล

รูปที่ 14 การปรับระดับเพลาขับให้อยู่ในแนวนอนบนฐานรองรับของเครื่องถ่วงสมดุลโดยใช้ระดับน้ำฟอง

รูปที่ 15 การติดตั้งตัวรองรับระหว่างของเครื่องปรับสมดุลเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของเพลาขับ

หมุนชิ้นงานด้วยมือให้ครบหนึ่งรอบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นงานหมุนได้อย่างอิสระและไม่ติดขัดกับตัวรองรับ หลังจากนี้ ส่วนกลไกของเครื่องจักรได้รับการตั้งค่าเรียบร้อยแล้ว และการติดตั้งชิ้นงานเสร็จสมบูรณ์

6. ขั้นตอนการปรับสมดุลเพลาขับ

กระบวนการปรับสมดุลเพลาขับบนเครื่องปรับสมดุลจะพิจารณาโดยใช้ระบบวัด Balanset-4 เป็นตัวอย่าง Balanset-4 เป็นชุดอุปกรณ์ปรับสมดุลแบบพกพาที่ออกแบบมาสำหรับการปรับสมดุลในระนาบการแก้ไขหนึ่ง สอง สาม และสี่ระนาบของโรเตอร์ ไม่ว่าจะหมุนในตลับลูกปืนของตัวเองหรือติดตั้งบนเครื่องปรับสมดุล อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนได้สูงสุดสี่ตัว เซ็นเซอร์มุมเฟส หน่วยวัดสี่ช่อง และคอมพิวเตอร์พกพา

กระบวนการปรับสมดุลทั้งหมด รวมถึงการวัด การประมวลผล และการแสดงข้อมูลเกี่ยวกับขนาดและตำแหน่งของน้ำหนักแก้ไข จะดำเนินการโดยอัตโนมัติและไม่จำเป็นต้องให้ผู้ใช้มีทักษะและความรู้เพิ่มเติมนอกเหนือจากคำแนะนำที่ให้ไว้ ผลลัพธ์ของการดำเนินการปรับสมดุลทั้งหมดจะถูกบันทึกไว้ในคลังข้อมูลการปรับสมดุลและสามารถพิมพ์เป็นรายงานได้หากจำเป็น นอกเหนือจากการบาลานซ์แล้ว Balanset-4 ยังสามารถใช้เป็นเครื่องวัดความเร็วรอบแบบสั่นสะเทือนทั่วไปได้อีกด้วย โดยสามารถวัดค่าเฉลี่ยกำลังสองของค่าความสั่นสะเทือนรวม (RMS) ได้ในสี่ช่องสัญญาณ ค่า RMS ของส่วนประกอบหมุนของความสั่นสะเทือน และการควบคุมความถี่การหมุนของโรเตอร์

นอกจากนี้ อุปกรณ์นี้ยังช่วยให้สามารถแสดงกราฟของฟังก์ชันเวลาและสเปกตรัมการสั่นสะเทือนโดยใช้ความเร็วการสั่นสะเทือน ซึ่งสามารถเป็นประโยชน์ในการประเมินสภาพทางเทคนิคของเครื่องจักรที่สมดุล

รูปที่ 16. ภาพภายนอกของอุปกรณ์ Balanset-4 สำหรับใช้เป็นระบบวัดและคำนวณของเครื่องสมดุลเพลาขับ

รูปที่ 17. ตัวอย่างการใช้เครื่องมือ Balanset-4 เป็นระบบวัดและคำนวณของเครื่องสมดุลเพลาขับ

รูปที่ 18. ส่วนติดต่อผู้ใช้ของอุปกรณ์ Balanset-4

อุปกรณ์ Balanset-4 สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้สองประเภท ได้แก่ เซ็นเซอร์วัดความเร่งการสั่นสะเทือนสำหรับวัดการสั่นสะเทือน (ความเร่งการสั่นสะเทือน) และเซ็นเซอร์วัดแรง เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนใช้สำหรับการทำงานของเครื่องปรับสมดุลแบบหลังการสั่นพ้อง ในขณะที่เซ็นเซอร์วัดแรงใช้สำหรับเครื่องปรับสมดุลแบบก่อนการสั่นพ้อง

รูปที่ 19 การติดตั้งเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน Balanset-4 บนตัวยึดของเครื่องปรับสมดุล

ทิศทางของแกนความไวของเซ็นเซอร์ควรสอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ของแรงสั่นสะเทือนของตัวรองรับ ซึ่งในกรณีนี้คือแนวนอน สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้งเซ็นเซอร์ โปรดดูหัวข้อการปรับสมดุลโรเตอร์ในสภาวะการทำงาน การติดตั้งเซ็นเซอร์แรงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบของเครื่องจักร

1. ติดตั้งเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือน 1, 2, 3, 4 บนตัวรองรับของเครื่องปรับสมดุล
2. เชื่อมต่อเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนเข้ากับขั้วต่อ X1, X2, X3, X4
3. ติดตั้งเซ็นเซอร์มุมเฟส (เครื่องวัดความเร็วแบบเลเซอร์) 5 ให้ช่องว่างระหว่างผิวระนาบ (หรือปลาย) ของโรเตอร์ที่สมดุลกับตัวเรือนเซ็นเซอร์อยู่ในช่วง 10 ถึง 300 มม.
4. ติดเทปสะท้อนแสงที่มีความกว้างอย่างน้อย 10-15 มม. บนพื้นผิวโรเตอร์
5. เชื่อมต่อเซ็นเซอร์เฟสแองเคิลเข้ากับคอนเน็กเตอร์ X5
6. เชื่อมต่อหน่วยวัดกับพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์
7. เมื่อใช้ไฟฟ้าหลัก ให้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับชุดจ่ายไฟ
8. เชื่อมต่อชุดจ่ายไฟเข้ากับเครือข่ายไฟฟ้า 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์
9. เปิดคอมพิวเตอร์และเลือกโปรแกรม "BalCom-4"
10. กดปุ่ม "F12-four-plane" (หรือปุ่มฟังก์ชัน F12 บนแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์) เพื่อเลือกโหมดสำหรับการวัดการสั่นสะเทือนพร้อมกันในสี่ระนาบโดยใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน 1, 2, 3, 4 ซึ่งเชื่อมต่อกับอินพุต X1, X2, X3 และ X4 ของหน่วยวัดตามลำดับ
11. แผนภาพช่วยจำที่แสดงกระบวนการวัดการสั่นสะเทือนพร้อมกันในสี่ช่องทางการวัด (หรือกระบวนการปรับสมดุลในสี่ระนาบ) ปรากฏบนจอคอมพิวเตอร์ ดังแสดงในรูปที่ 16

ก่อนทำการปรับสมดุล แนะนำให้ทำการวัดในโหมดเครื่องวัดการสั่นสะเทือน (ปุ่ม F5)

รูปที่ 20. การวัดในโหมดวิบโรมิเตอร์

หากค่าความสั่นสะเทือนรวม V1 (V2) ใกล้เคียงกับค่าความสั่นสะเทือนของส่วนประกอบการหมุน V1o (V2o) ก็สามารถสันนิษฐานได้ว่าสาเหตุหลักของการสั่นสะเทือนของกลไกเกิดจากความไม่สมดุลของโรเตอร์ หากค่าความสั่นสะเทือนรวม V1 (V2) สูงกว่าค่าความสั่นสะเทือนของส่วนประกอบการหมุน V1o (V2o) อย่างมีนัยสำคัญ ขอแนะนำให้ตรวจสอบกลไก เช่น ตรวจสอบสภาพของตลับลูกปืน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าติดตั้งบนฐานรากอย่างแน่นหนา ตรวจสอบว่าโรเตอร์ไม่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่หยุดนิ่งระหว่างการหมุน และพิจารณาอิทธิพลของการสั่นสะเทือนจากกลไกอื่นๆ เป็นต้น

การศึกษาฟังก์ชันเวลาและสเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่ได้จากโหมด "กราฟ-การวิเคราะห์สเปกตรัม" อาจเป็นประโยชน์ในกรณีนี้

รูปที่ 21. กราฟฟังก์ชันเวลาการสั่นสะเทือนและสเปกตรัม

กราฟแสดงความถี่ที่ระดับการสั่นสะเทือนสูงสุด หากความถี่เหล่านี้แตกต่างจากความถี่การหมุนของโรเตอร์ของกลไกสมดุล จำเป็นต้องระบุแหล่งที่มาขององค์ประกอบการสั่นสะเทือนเหล่านี้และดำเนินมาตรการเพื่อกำจัดออกก่อนทำการสมดุล

นอกจากนี้ยังสำคัญที่จะต้องให้ความสนใจกับความเสถียรของค่าการอ่านในโหมดไวบโรมิเตอร์ – ความกว้างของคลื่นและเฟสของการสั่นสะเทือนไม่ควรเปลี่ยนแปลงเกินกว่า 10-15% ระหว่างการวัด หากไม่เป็นเช่นนั้น กลไกอาจกำลังทำงานใกล้กับบริเวณเรโซแนนซ์ ในกรณีนี้ ควรปรับความเร็วของโรเตอร์

เมื่อทำการปรับสมดุลแบบสี่ระนาบในโหมด "หลัก" จำเป็นต้องทำการปรับเทียบห้าครั้งและการตรวจสอบเครื่องที่ปรับสมดุลอย่างน้อยหนึ่งครั้ง การวัดการสั่นสะเทือนระหว่างการทำงานเครื่องครั้งแรกโดยไม่มีน้ำหนักทดลองจะดำเนินการในพื้นที่ทำงาน "การปรับสมดุลแบบสี่ระนาบ" การทำงานครั้งต่อๆ ไปจะดำเนินการโดยใช้น้ำหนักทดลองที่ติดตั้งตามลำดับบนเพลาขับในแต่ละระนาบแก้ไข (ในพื้นที่รองรับเครื่องปรับสมดุลแต่ละเครื่อง)

ก่อนการดำเนินการครั้งต่อไปทุกครั้ง ควรดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้:

• หยุดการหมุนของโรเตอร์ของเครื่องจักรที่สมดุล
• นำน้ำหนักทดลองที่ติดตั้งไว้ก่อนหน้านี้ออก
• ติดตั้งน้ำหนักทดลองในระนาบถัดไป

รูปที่ 23. พื้นที่การทำงานของการปรับสมดุลสี่ระนาบ

หลังจากเสร็จสิ้นการวัดแต่ละครั้ง ผลลัพธ์ของความถี่การหมุนของโรเตอร์ (N_ob) และค่า RMS (โวลต์_o1, วี_o2, วี_o3, วี_o4) และเฟส (F₁, F₂, F₃, F₄) ของการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของโรเตอร์สมดุลจะถูกบันทึกไว้ในช่องที่เกี่ยวข้องในหน้าต่างโปรแกรม หลังจากการทำงานครั้งที่ห้า (น้ำหนักในระนาบที่ 4) พื้นที่ทำงาน "Balancing Weights" (ดูรูปที่ 24) จะปรากฏขึ้น โดยแสดงค่าที่คำนวณได้ของมวล (M)₁, M₂, M₃, M₄) และมุมติดตั้ง (f₁, f₂, f₃, f₄) ของน้ำหนักแก้ไขที่จำเป็นต้องติดตั้งบนโรเตอร์ในสี่ระนาบเพื่อชดเชยความไม่สมดุลของมัน

รูปที่ 24. พื้นที่ทำงานพร้อมพารามิเตอร์ที่คำนวณแล้วของน้ำหนักการแก้ไขในสี่ระนาบ

โปรดทราบ! หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการวัดในระหว่างรอบที่ 5 ของเครื่องบาลานซ์ จำเป็นต้องหยุดการหมุนของโรเตอร์และนำตุ้มน้ำหนักทดลองที่ติดตั้งไว้ก่อนหน้านี้ออก หลังจากนั้นจึงจะสามารถดำเนินการติดตั้ง (หรือถอด) ตุ้มน้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ได้

ตำแหน่งเชิงมุมสำหรับการเพิ่ม (หรือลบ) น้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ในระบบพิกัดเชิงขั้ววัดจากตำแหน่งของการติดตั้งน้ำหนักทดลอง ทิศทางการวัดมุมจะตรงกับทิศทางการหมุนของโรเตอร์ ในกรณีที่มีการปรับสมดุลด้วยใบพัด ใบพัดของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลจะถือว่าตรงกับตำแหน่งการติดตั้งน้ำหนักทดลองตามเงื่อนไข ทิศทางการนับหมายเลขของใบพัดที่แสดงบนจอแสดงผลคอมพิวเตอร์จะสอดคล้องกับทิศทางการหมุนของโรเตอร์

ในโปรแกรมเวอร์ชันนี้ ค่าเริ่มต้นของโปรแกรมจะถือว่าน้ำหนักแก้ไขจะถูกเพิ่มเข้าไปในโรเตอร์ ซึ่งจะแสดงด้วยเครื่องหมายที่กำหนดไว้ในช่อง "Add" หากจำเป็นต้องแก้ไขความไม่สมดุลโดยการเอาน้ำหนักออก (เช่น โดยการเจาะ) ให้กำหนดเครื่องหมายในช่อง "Remove" โดยใช้เมาส์ หลังจากนั้น ตำแหน่งเชิงมุมของน้ำหนักแก้ไขจะเปลี่ยนไป 180 องศาโดยอัตโนมัติ

หลังจากติดตั้งตุ้มน้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้ว ให้กดปุ่ม "Exit – F10" (หรือปุ่มฟังก์ชัน F10 บนแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์) เพื่อกลับไปยังพื้นที่ทำงาน "การปรับสมดุลสี่ระนาบ" ก่อนหน้า และตรวจสอบประสิทธิภาพของการปรับสมดุล หลังจากเสร็จสิ้นการตรวจสอบแล้ว ผลลัพธ์ของความถี่การหมุนของโรเตอร์ (N)_ob) และค่า RMS (โวลต์)_o1, วี_o2, วี_o3, วี_o4) และระยะ (F₁, F₂, F₃, F₄) ของการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลจะถูกบันทึกไว้ พร้อมกันนี้ พื้นที่ทำงาน "Balancing Weights" (ดูรูปที่ 21) จะปรากฏขึ้นเหนือพื้นที่ทำงาน "Four-Plane Balancing" โดยแสดงพารามิเตอร์ที่คำนวณได้ของน้ำหนักแก้ไขเพิ่มเติมที่ต้องติดตั้ง (หรือถอดออก) บนโรเตอร์เพื่อชดเชยความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ นอกจากนี้ พื้นที่ทำงานนี้ยังแสดงค่าความไม่สมดุลที่เหลืออยู่หลังจากการปรับสมดุล หากค่าการสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่และ/หรือความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลตรงตามข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ระบุไว้ในเอกสารทางเทคนิค กระบวนการปรับสมดุลก็จะเสร็จสมบูรณ์ หากไม่เช่นนั้น กระบวนการปรับสมดุลก็สามารถดำเนินต่อไปได้ วิธีนี้ช่วยให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้ผ่านการประมาณค่าต่อเนื่องที่อาจเกิดขึ้นเมื่อติดตั้ง (ถอดออก) น้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ที่ปรับสมดุล

หากกระบวนการปรับสมดุลยังคงดำเนินต่อไป จะต้องติดตั้ง (หรือถอด) น้ำหนักแก้ไขเพิ่มเติมบนโรเตอร์ที่ปรับสมดุลตามพารามิเตอร์ที่ระบุในพื้นที่ทำงาน "การปรับสมดุลน้ำหนัก"

ปุ่ม "ค่าสัมประสิทธิ์ – F8" (หรือปุ่มฟังก์ชัน F8 บนแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์) ใช้เพื่อดูและบันทึกค่าสัมประสิทธิ์การปรับสมดุลโรเตอร์ (ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลไดนามิก) ที่คำนวณจากผลลัพธ์ของการสอบเทียบ 5 รอบไว้ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์

7. ระดับความแม่นยำในการปรับสมดุลที่แนะนำสำหรับโรเตอร์แบบแข็ง

ตารางที่ 2. ระดับความแม่นยำในการปรับสมดุลที่แนะนำสำหรับโรเตอร์แบบแข็ง

ระดับความแม่นยำในการปรับสมดุลที่แนะนำสำหรับโรเตอร์แบบแข็ง

ประเภทของเครื่องจักร (โรเตอร์)	ชั้นเรียนสมดุลความแม่นยำ	ค่าต่อ Ω มม./วินาที
เพลาข้อเหวี่ยงขับเคลื่อน (ไม่สมดุลเชิงโครงสร้าง) สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลขนาดใหญ่ความเร็วต่ำ (ความเร็วลูกสูบต่ำกว่า 9 เมตรต่อวินาที)	จี 4000	4000
เพลาข้อเหวี่ยงขับเคลื่อน (สมดุลเชิงโครงสร้าง) สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลขนาดใหญ่ความเร็วต่ำ (ความเร็วลูกสูบต่ำกว่า 9 เมตรต่อวินาที)	จี 1600	1600
ขับเพลาข้อเหวี่ยง (ไม่สมดุลเชิงโครงสร้าง) บนตัวแยกการสั่นสะเทือน	จี 630	630
ขับเพลาข้อเหวี่ยง (ไม่สมดุลเชิงโครงสร้าง) บนฐานรองรับที่แข็งแรง	จี 250	250
เครื่องยนต์ลูกสูบประกอบสำหรับรถยนต์โดยสาร รถบรรทุก และหัวรถจักร	จี 100	100
ชิ้นส่วนรถยนต์: ล้อ, ขอบล้อ, ชุดล้อ, ระบบส่งกำลัง
ขับเพลาข้อเหวี่ยง (สมดุลโครงสร้าง) บนตัวแยกการสั่นสะเทือน	จี 40	40
เครื่องจักรกลการเกษตร	จี 16	16
ขับเพลาข้อเหวี่ยง (แบบถ่วงสมดุล) บนฐานรองรับที่แข็งแรง
เครื่องบด
เพลาขับ (เพลาขับ, เพลาเกลียว)
กังหันแก๊สสำหรับเครื่องบิน	จี 6.3	6.3
เครื่องปั่นเหวี่ยง (เครื่องแยก, เครื่องตกตะกอน)
มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ที่มีความสูงของเพลาอย่างน้อย 80 มม.) ที่มีความเร็วรอบเชิงนามธรรมสูงสุดไม่เกิน 950 รอบต่อนาที-1
มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความสูงของเพลาต่ำกว่า 80 มม.
แฟน ๆ
ชุดเกียร์ขับเคลื่อน
เครื่องจักรเอนกประสงค์
เครื่องตัดโลหะ
เครื่องทำกระดาษ
ปั๊ม
เทอร์โบชาร์จเจอร์
กังหันน้ำ
คอมเพรสเซอร์
ระบบขับเคลื่อนที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์	G 2.5	2.5
มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ที่มีความสูงของเพลาอย่างน้อย 80 มม.) ที่มีอัตราความเร็วรอบสูงสุดตามชื่อมากกว่า 950 นาที-1
กังหันก๊าซและกังหันไอน้ำ
ระบบขับเคลื่อนเครื่องตัดโลหะ
เครื่องจักรสิ่งทอ
อุปกรณ์เสียงและวิดีโอ ไดรฟ์	G 1	1
ระบบขับเคลื่อนเครื่องบด
แกนหมุนและระบบขับเคลื่อนของอุปกรณ์ความแม่นยำสูง	G 0.4	0.4

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการปรับสมดุลเพลาขับ

การถ่วงล้อเพลาขับคืออะไร?

การปรับสมดุลเพลาขับคือกระบวนการแก้ไขความไม่สมดุลของมวลในเพลาขับเพื่อให้หมุนได้อย่างราบรื่นโดยไม่ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือน วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการวัดตำแหน่งที่เพลามีน้ำหนักมากกว่าด้านใดด้านหนึ่ง จากนั้นจึงเพิ่มหรือลดน้ำหนักเล็กน้อย (เช่น การเชื่อมตุ้มถ่วงน้ำหนัก) เพื่อแก้ไขความไม่สมดุลนั้น เพลาขับที่สมดุลจะทำงานได้สม่ำเสมอ ซึ่งช่วยป้องกันการสั่นสะเทือนและการสึกหรอที่มากเกินไปของชิ้นส่วนรถยนต์

เหตุใดการปรับสมดุลเพลาขับจึงมีความสำคัญ?

เพลาขับที่ไม่สมดุลอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง โดยเฉพาะที่ความเร็วบางระดับ และอาจทำให้เกิดเสียงดังกึกก้องขณะเร่งความเร็วหรือเปลี่ยนเกียร์ เมื่อเวลาผ่านไป การสั่นสะเทือนเหล่านี้อาจสร้างความเสียหายให้กับตลับลูกปืน ข้อต่อยูนิเวอร์แซล และส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบขับเคลื่อน การปรับสมดุลเพลาขับจะช่วยลดการสั่นสะเทือนเหล่านี้ ช่วยให้การขับขี่ราบรื่นขึ้น ลดแรงกดบนชิ้นส่วน และป้องกันความเสียหายที่มีค่าใช้จ่ายสูงหรือการหยุดทำงาน

อาการทั่วไปของเพลาขับที่ไม่สมดุลมีอะไรบ้าง

อาการทั่วไปของเพลาขับที่ไม่สมดุลหรือชำรุด ได้แก่ รู้สึกถึงแรงสั่นสะเทือนหรือแรงสั่นสะเทือนที่พื้นรถหรือเบาะ โดยเฉพาะเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น คุณอาจได้ยินเสียงเคาะหรือเสียงกระทบกันขณะเปลี่ยนเกียร์ หรือขณะเร่งความเร็วและลดความเร็ว ในบางกรณี ข้อต่อเพลาขับอาจร้อนเกินไปเนื่องจากความไม่สมดุล หากคุณสังเกตเห็นสัญญาณเหล่านี้ แสดงว่าเพลาขับจำเป็นต้องได้รับการถ่วงล้อหรือซ่อมแซม

จะปรับสมดุลเพลาขับอย่างไร?

การปรับสมดุลเพลาขับมักทำโดยใช้เครื่องปรับสมดุลเฉพาะทาง เพลาขับจะถูกติดตั้งและหมุนด้วยความเร็วสูง ขณะที่เซ็นเซอร์ตรวจจับความไม่สมดุล จากนั้นช่างเทคนิคจะติดตุ้มน้ำหนักขนาดเล็กเข้ากับเพลาขับ (หรือนำวัสดุออก) ในตำแหน่งที่กำหนดโดยอ้างอิงจากค่าที่อ่านได้จากเครื่อง กระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกว่าเพลาขับจะหมุนโดยไม่มีการสั่นสะเทือนที่รุนแรง ระบบสมัยใหม่เช่น Balanset-4 สามารถแนะนำกระบวนการนี้และคำนวณได้อย่างแม่นยำว่าต้องเพิ่มน้ำหนักเท่าใดและตำแหน่งใดเพื่อการปรับสมดุลอย่างแม่นยำ

สรุป

สรุปแล้ว การปรับสมดุลเพลาขับให้เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และการประหยัดต้นทุน การตรวจจับและแก้ไขความไม่สมดุลจะช่วยป้องกันการสึกหรอที่ไม่จำเป็นของชิ้นส่วน หลีกเลี่ยงการเสียหายที่ก่อให้เกิดความเสียหาย และรักษาประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรให้อยู่ในระดับสูงสุด ระบบปรับสมดุลที่ทันสมัยอย่างอุปกรณ์ Balanset-1 และ Balanset-4 ของเราช่วยให้กระบวนการทำงานมีประสิทธิภาพ ช่วยให้แม้แต่โรงงานขนาดเล็กก็สามารถบรรลุผลลัพธ์ระดับมืออาชีพได้

หากคุณประสบปัญหาเพลาขับสั่นอย่างต่อเนื่องหรือต้องการวิธีแก้ไขที่น่าเชื่อถือ อย่าลังเลที่จะดำเนินการ ปฏิบัติตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในคู่มือนี้ หรือปรึกษาผู้เชี่ยวชาญของเราเพื่อขอความช่วยเหลือ ด้วยวิธีการและอุปกรณ์ที่เหมาะสม คุณจะมั่นใจได้ว่าเพลาขับของคุณจะทำงานได้อย่างราบรื่นและเชื่อถือได้ไปอีกหลายปี ติดต่อเรา เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมหรือสำรวจอุปกรณ์ปรับสมดุลเพลาขับที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ