Tahrik Mili Dengeleme: Kapsamlı Kılavuz

Bir kamyon kullandığınızı ve hızlanırken veya vites değiştirirken aniden sert bir titreşim hissettiğinizi veya yüksek bir tıkırtı duyduğunuzu düşünün. Bu, sıradan bir sıkıntıdan çok daha fazlasıdır; dengesiz bir tahrik milinin işareti olabilir. Mühendisler ve teknisyenler için bu tür titreşimler ve sesler, verim kaybının, bileşenlerin hızla aşınmasının ve eğer müdahale edilmezse potansiyel olarak maliyetli arıza sürelerinin habercisidir.

Bu kapsamlı kılavuzda, tahrik mili balans sorunlarına pratik çözümler sunuyoruz. Tahrik milinin ne olduğunu ve neden balans ayarına ihtiyaç duyduğunu öğrenecek, titreşime veya gürültüye neden olan yaygın arızaları tespit edecek ve dinamik tahrik mili balans ayarı için adım adım net bir süreç izleyeceksiniz. Bu en iyi uygulamaları uygulayarak onarım maliyetlerinden tasarruf edebilir, sorun giderme süresini kısaltabilir ve makinenizin veya aracınızın minimum titreşimle güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlayabilirsiniz.

İçindekiler

• 1. Tahrik Mili Çeşitleri
• 2. Üniversal Mafsal Tahrik Arızaları
• 3. Tahrik Mili Balans Ayarı
• 4. Tahrik Milleri için Modern Balans Makineleri
• 5. Tahrik Mili Balans Ayarı için Hazırlık
• 6. Tahrik Mili Dengeleme Prosedürü
• 7. Rijit Rotorlar için Önerilen Balans Doğruluk Sınıfları

1. Tahrik Mili Çeşitleri

Üniversal mafsal tahriki (tahrik mili), torku üniversal mafsalın merkezinde kesişen ve birbirlerine göre açılı olarak hareket edebilen şaftlar arasında ileten bir mekanizmadır. Bir araçta tahrik mili, klasik veya dört tekerlekten çekişli konfigürasyon durumunda torku vites kutusundan (veya transfer kutusundan) tahrik edilen akslara iletir. Dört tekerlekten çekişli araçlarda, üniversal mafsal genellikle şanzımanın tahrik milini transfer kutusunun tahrik miline ve transfer kutusunun tahrik millerini tahrik edilen aksların ana tahriklerinin tahrik millerine bağlar.

Şasiye monte edilmiş üniteler (şanzıman ve aktarma kutusu gibi), desteklerinin ve şasinin deformasyonu nedeniyle birbirlerine göre hareket edebilir. Bu arada, süspansiyon aracılığıyla şasiye bağlı tahrik aksları, süspansiyonun elastik elemanlarının deformasyonu nedeniyle şasiye ve üzerine monte edilmiş ünitelere göre hareket edebilir. Bu hareket, yalnızca üniteleri birbirine bağlayan tahrik millerinin açılarını değil, aynı zamanda üniteler arasındaki mesafeyi de değiştirebilir.

The universal joint drive has a significant disadvantage: the non-uniform rotation of the shafts. If one shaft rotates uniformly, the other does not, and this non-uniformity increases with the angle between the shafts. This limitation prevents the use of a universal joint drive in many applications, such as in the transmission of front-wheel-drive vehicles, where the main issue is transmitting torque to the turning wheels. This disadvantage can be partially compensated by using two universal joints on one shaft, set to equal joint angles (γ1 = γ2) with the yokes at both ends of the intermediate shaft in the same plane (in phase). Yokes phased 90° apart do not cancel the fluctuation — they add to it. However, in applications requiring uniform rotation, constant velocity joints (CV joints) are typically used instead. CV joints are a more advanced but also more complex design serving the same purpose.

Üniversal mafsal tahrikleri, tahrik milleri ve ara desteklerle birbirine bağlanan bir veya daha fazla üniversal mafsaldan oluşabilir.

Şekil 1. Bir üniversal mafsal tahrikinin şeması: 1, 4, 6 - tahrik milleri; 2, 5 - üniversal mafsallar; 3 - dengeleme bağlantısı; u1, u2 - miller arasındaki açılar

Genel olarak, bir üniversal mafsal tahriki, 2 ve 5 üniversal mafsallardan, 1, 4 ve 6 tahrik millerinden ve 3 numaralı bir dengeleme bağlantısından oluşur. Bazen tahrik mili, araç şasi traversine bağlı bir ara desteğe monte edilir. Üniversal mafsallar, eksenleri açılı olarak kesişen miller arasında tork iletimini sağlar. Üniversal mafsallar, düzensiz ve sabit hız tiplerine ayrılır. Düzensiz hız mafsalları ayrıca elastik ve rijit tipler olarak sınıflandırılır. Sabit hız mafsalları, bölme kanallı bilyalı tip, bölme kollu bilyalı tip ve kam tipi olabilir. Tipik olarak, miller arasındaki açının 45°'ye ulaşabildiği ve üniversal mafsalın merkezinin, tekerleğin dönme eksenleri ile dönüş ekseninin kesişme noktasıyla çakışması gereken önden kontrollü tekerleklerin tahrikine monte edilirler.

Elastic universal joints transmit torque between shafts with intersecting axes at an angle of 2...3° due to the elastic deformation of the connecting elements. A rigid non-uniform velocity joint transmits torque from one shaft to another through the movable connection of rigid parts. It consists of two yokes – 3 and 5, into the cylindrical holes of which the ends A, B, C, and D of the connecting element – the cross 4, are installed on bearings. The yokes are rigidly connected to shafts 1 and 2. Yoke 5 can rotate around axis B–D of the cross and at the same time, along with the cross, rotate around axis A–C, thereby enabling the transmission of rotation from one shaft to another with a changing angle between them.

Şekil 2. Üniform olmayan rijit hızlı üniversal mafsal şeması

If shaft 1 rotates around its axis by an angle α, then shaft 2 will rotate by an angle β over the same period. The relationship between the rotation angles of shafts 1 and 2 is determined by the expression tanα = tanβ * cosγ, where γ is the angle at which the axes of the shafts are positioned. This expression indicates that the angle β is sometimes less than, equal to, or greater than angle α. Equality of these angles occurs every 90° of rotation of shaft 1. Therefore, with uniform rotation of shaft 1, the angular velocity of shaft 2 is non-uniform and varies according to a sinusoidal law. The non-uniformity of shaft 2's rotation becomes more significant as the angle γ between the shaft axes increases.

Şaft 2'nin düzgün olmayan dönüşü ünitelerin şaftlarına iletilirse, iletimde γ açısı ile artan ek titreşimli yükler meydana gelecektir. Şaft 2'nin düzgün olmayan dönüşünün ünite şaftlarına iletilmesini önlemek için, üniversal mafsal tahrikinde iki üniversal mafsal kullanılır. Bu mafsallar γ1 ve γ2 açıları eşit olacak şekilde monte edilir; üniform olmayan şekilde dönen şaft 4 üzerine sabitlenen üniversal mafsalların çatalları aynı düzlemde konumlandırılmalıdır.

Üniversal mafsal tahriklerinin ana parçalarının tasarımı Şekil 3'te gösterilmiştir. Düzensiz hız üniversal mafsalı, bir çarpı işareti (3) ile birbirine bağlanan iki boyunduruktan (1) oluşur. Boyunduruklardan biri bazen flanşlıyken, diğeri tahrik mili borusuna kaynaklanır veya tahrik miline bağlantı için yivli bir uca (6) (veya manşona) sahiptir. Çarpı işaretinin mil yatakları, iğneli yataklar (7) üzerindeki her iki boyunduruğun gözlerine monte edilmiştir. Her yatak bir kasaya (2) yerleştirilmiştir ve boyunduruğun gözünde, rondela üzerindeki tırnaklarla kilitlenen iki cıvata ile boyunduruğa tutturulmuş bir kapakla tutulur. Bazı durumlarda, yataklar halka segmanlarla boyunduruklara sabitlenir. Yataktaki yağlamayı korumak ve onu su ve kirden korumak için kauçuk bir kendiliğinden sıkılan conta bulunur. Çarpı işaretinin iç boşluğu, yataklara ulaşan bir gresörlük aracılığıyla gresle doldurulur. Çapraz bağlantı, genellikle çapraz bağlantıya pompalanan gres basıncından kaynaklanan conta hasarını önlemek için bir emniyet valfine sahiptir. Yivli bağlantı (6), gres bağlantı parçası (5) kullanılarak yağlanır.

Şekil 3. Üniform olmayan rijit hızlı üniversal mafsalın detayları

The maximum angle between the axes of shafts connected by rigid non-uniform velocity universal joints usually does not exceed 20°, as efficiency significantly decreases at larger angles. If the angle between the shaft axes varies within 0...2°, the trunnions of the cross are deformed by the needle bearings, causing the universal joint to fail quickly.

Yüksek hızlı paletli araçların şanzımanlarında, eksenleri 1,5...2°'ye kadar açılarla kesişen miller arasında tork iletimine olanak sağlayan dişli kaplin tipli üniversal mafsallar sıklıkla kullanılmaktadır.

Tahrik milleri tipik olarak özel çelik dikişsiz veya kaynaklı borular kullanılarak boru şeklinde yapılır. Üniversal mafsalların, yivli manşonların veya uçların çatalları borulara kaynaklanır. Tahrik miline etki eden enine yükleri azaltmak için, dinamik balanslama üniversal mafsallar monte edilmiş haldeyken gerçekleştirilir. Dengesizlik, tahrik miline dengeleme plakaları kaynaklanarak veya bazen kardan mafsallarının yatak kapaklarının altına dengeleme plakaları takılarak düzeltilir. Üniversal mafsal tahrikinin fabrikada montajı ve dengelenmesinden sonra yivli bağlantı parçalarının göreceli konumu genellikle özel etiketlerle işaretlenir.

Üniversal mafsal tahrikinin dengeleme bağlantısı, genellikle üniversal mafsal tahrik parçalarının eksenel hareketine izin veren yivli bir bağlantı şeklinde yapılır. Üniversal mafsal tahrikinin yivli manşonuna oturan yivli bir uçtan oluşur. Yağlama, bir gresörlük aracılığıyla yivli bağlantıya verilir veya montaj sırasında uygulanır ve aracın uzun süreli kullanımından sonra değiştirilir. Gres sızıntısını ve kirlenmeyi önlemek için tipik olarak bir conta ve bir kapak takılır.

Uzun tahrik milleri için ara destekler genellikle üniversal mafsal tahriklerinde kullanılır. Bir ara destek tipik olarak araç şasisi traversine cıvatalanmış bir braketten oluşur ve burada bir bilyalı yatak kauçuk elastik bir halkaya monte edilmiştir. Rulmanın her iki tarafı da kapaklarla kapatılmıştır ve bir yağlama tertibatına sahiptir. Elastik kauçuk halka, şasi deformasyonları nedeniyle meydana gelebilecek montaj hatalarını ve rulman yanlış hizalamasını telafi etmeye yardımcı olur.

İğneli rulmanlı üniversal mafsal (Şekil 4a) çatallar, bir çapraz, iğneli rulmanlar ve keçelerden oluşur. İğneli rulmanlı kaplar çaprazın muylularına takılır ve contalarla kapatılır. Bardaklar çatallara segmanlarla veya vidalarla tutturulmuş kapaklarla sabitlenir. Üniversal mafsallar, çaprazdaki dahili delikler aracılığıyla bir gresörlük aracılığıyla yağlanır. Mafsaldaki aşırı yağ basıncını ortadan kaldırmak için bir emniyet valfi kullanılır. Tahrik boyunduruğunun düzgün dönüşü sırasında, tahrik edilen boyunduruk düzgün olmayan bir şekilde döner: devir başına iki kez ilerler ve tahrik boyunduruğunun gerisinde kalır. Üniform olmayan dönüşü ortadan kaldırmak ve atalet yüklerini azaltmak için iki üniversal mafsal kullanılır.

Ön tahrik tekerleklerine giden tahrikte sabit hızlı üniversal mafsallar takılıdır. GAZ-66 ve ZIL-131 araçlarının sabit hızlı mafsal tahriki 2, 5 (Şekil 4b), dört bilya 7 ve bir merkezi bilyadan 8 oluşmaktadır. Tahrik boyunduruğu 2 iç aks miliyle bütünleşiktir, tahrik edilen boyunduruk ise ucunda tekerlek göbeğinin sabitlendiği dış aks miliyle birlikte dövülmüştür. Boyunduruk 2'den boyunduruk 5'e tahrik momenti, boyunduruklardaki dairesel oluklar boyunca hareket eden bilyalar 7 aracılığıyla iletilir. Merkezi bilya 8 çatalları ortalamak için kullanılır ve saplamalar 3, 4 tarafından yerinde tutulur. Mekanizmanın boyunduruklara göre simetrisi nedeniyle boyunduruk 2, 5'in dönüş frekansı aynıdır. Mil uzunluğundaki değişim, çatalların mil ile serbest yivli bağlantıları ile sağlanır.

Şekil 4. Üniversal Mafsallar Üniversal Mafsallar: a - üniversal mafsal: 1 - kapak; 2 - çanak; 3 - iğneli yatak; 4 - conta; 5, 9 - çatallar; 6 - emniyet valfi; 7 - çapraz; 8 - gresörlük; 10 - vida; b - sabit hızlı üniversal mafsal: 1 - iç aks mili; 2 - tahrik çatalları; 3, 4 - saplamalar; 5 - tahrik edilen çatal; 6 - dış aks mili; 7 - bilyalar; 8 - merkezi bilya

2. Üniversal Mafsal Tahrik Arızaları

Üniversal mafsal tahrik arızaları tipik olarak araç hareket halindeyken, özellikle de vitesler arasında geçişler ve motor krank mili devrindeki ani artışlar sırasında (örneğin motor frenlemesinden hızlanmaya geçerken) üniversal mafsallarda meydana gelen keskin vuruntular şeklinde kendini gösterir. Kardan mafsalı arızasının bir işareti de mafsalın yüksek sıcaklığa (100°C'nin üzerinde) kadar ısınması olabilir. Bu durum, üniversal mafsalın burçlarının ve muylularının, iğneli yatakların, çaprazların ve yivli bağlantıların önemli ölçüde aşınması nedeniyle meydana gelir ve üniversal mafsalın yanlış hizalanmasına ve iğneli yataklarda önemli darbe eksenel yüklerine neden olur. Üniversal mafsal çaprazının mantar contalarının hasar görmesi, muylunun ve yatağının hızla aşınmasına yol açar.

Bakım sırasında, kardan mafsalı tahriki, tahrik mili elle her iki yönde keskin bir şekilde döndürülerek kontrol edilir. Milin serbest dönme derecesi, kardan mafsallarının ve yivli bağlantıların aşınmasını belirler. Her 8-10 bin kilometrede bir, şanzımanın tahrik mili flanşlarının ve ana şanzıman dişlisinin tahrik milinin uç kardan mafsallarının flanşları ile cıvatalı bağlantılarının durumu ve tahrik milinin ara desteğinin sabitlenmesi kontrol edilir. Yivli bağlantılardaki lastik çizmelerin ve üniversal mafsal çaprazının mantar contalarının durumu da kontrol edilir. Tüm sabitleme cıvataları tamamen sıkılmalıdır (sıkma torku 8-10 kgf-m).

Üniversal mafsalların iğneli yatakları şanzıman üniteleri için kullanılan sıvı yağ ile yağlanır; çoğu araçtaki yivli bağlantılar greslerle (US-1, US-2, 1-13, vb.) yağlanır; iğneli yatakların yağlanması için gres kullanılması kesinlikle yasaktır. Bazı araçlarda, yivli bağlantılar şanzıman yağı ile yağlanır. Kauçuk bir manşon içine monte edilen ara destek yatağı, fabrikada montaj sırasında yağlandığı için pratikte yağlama gerektirmez. ZIL-130 aracının destek yatağı, düzenli bakım sırasında (her 1100-1700 km'de bir) bir basınçlı fitting aracılığıyla gresle yağlanır.

Şekil 5. Üniversal mafsal tahriki: 1 - tahrik milini sabitlemek için flanş; 2 - üniversal mafsal çapraz; 3 - üniversal mafsal çatal; 4 - kayar çatal; 5 - tahrik mili borusu; 6 - kapalı uçlu iğneli rulman

Üniversal mafsal tahriki, içi boş bir mille birbirine bağlanan iğne yataklı iki üniversal mafsal ve yivli bir kayar boyunduruktan oluşur. Kire karşı güvenilir koruma sağlamak ve yivli bağlantının iyi yağlanmasını sağlamak için, dişli kutusunun ikincil miline (2) bağlı kayar çatal (6), dişli kutusu muhafazasına bağlı bir uzantıya (1) yerleştirilmiştir. Ayrıca, yivli bağlantının bu konumu (mafsallar arasındaki bölgenin dışında), üniversal mafsal tahrikinin sertliğini önemli ölçüde artırır ve kayar yivli bağlantı aşındığında şaft titreşimleri olasılığını azaltır.

Tahrik mili, her iki ucuna iki özdeş boyunduruğun (9) preslenerek yerleştirildiği ve ardından ark kaynağıyla kaynaklandığı ince duvarlı, elektrik kaynaklı bir borudan (8) yapılmıştır. Çaprazın (25) iğne yatak yuvaları (18), boyundurukların (9) gözlerine preslenerek yerleştirilmiş ve yaylı tutma halkalarıyla (20) sabitlenmiştir. Her bir üniversal mafsal yatağı 22 iğne (21) içerir. Damgalı kapaklar (24), mantar halkaların (23) yerleştirildiği çaprazların çıkıntılı mafsallarına preslenerek yerleştirilmiştir. Yataklar, çaprazın ortasındaki dişli bir deliğe vidalanmış ve çaprazın mafsallarındaki kanallardan geçen bir bağlantı parçasına (17) bağlı açılı bir gresörlük kullanılarak yağlanır. Üniversal mafsal çaprazının karşı tarafında, çapraz ve yataklar doldurulurken fazla gresi boşaltmak ve çalışma sırasında çapraz içinde basınç birikmesini önlemek için tasarlanmış bir emniyet valfi (16) bulunur (valf yaklaşık 3,5 kg/cm² basınçta devreye girer). Emniyet valfinin eklenmesinin gerekliliği, çapraz içindeki aşırı basıncın mantar contaların hasar görmesine (ekstrüzyon) yol açabilmesinden kaynaklanmaktadır.

Şekil 6. Tahrik Mili Tertibatı: 1 - dişli kutusu uzantısı; 2 - dişli kutusunun ikincil mili; 3 ve 5 - kir deflektörleri; 4 - lastik contalar; 6 - kayar boyunduruk; 7 - dengeleme plakası; 8 - tahrik mili borusu; 9 - boyunduruk; 10 - flanş boyunduruğu; 11 - cıvata; 12 - arka aks tahrik dişlisinin flanşı; 13 - yaylı rondela; 14 - somun; 15 - arka aks; 16 - emniyet valfi; 17 - açısal gresörlük; 18 - iğneli yatak; 19 - boyunduruk gözü; 20 - yay tutma halkası; 21 - iğne; 22 - toroidal uçlu rondela; 23 - mantar halka; 24 - damgalı kapak; 25 - çapraz

Her iki üniversal mafsalla birleştirilmiş tahrik mili, dengeleme plakaları (7) boruya kaynaklanarak her iki ucundan dikkatlice dinamik olarak dengelenmiştir. Bu nedenle, mili sökerken, tüm parçaları orijinal konumlarına yeniden monte edilebilmeleri için dikkatlice işaretlenmelidir. Bu talimata uyulmaması, milin dengesini bozarak şanzımana ve araç gövdesine zarar verebilecek titreşimlere neden olur. Tek tek parçalar aşınırsa, özellikle boru darbe nedeniyle bükülürse ve montajdan sonra milin dinamik olarak dengelenmesi imkansız hale gelirse, tüm mil değiştirilmelidir.

Olası Tahrik Mili Arızaları, Nedenleri ve Çözümleri

Arıza Nedeni	Çözüm
Tahrik Mili Titreşimi
1. Bir engel nedeniyle şaft bükülmesi	1. Monte edilmiş mili düzeltin ve dinamik olarak dengeleyin veya monte edilmiş mili değiştirin
2. Yatak ve çapraz aşınma	2. Yatakları ve çaprazları değiştirin ve monte edilmiş mili dinamik olarak dengeleyin
3. Uzatma burçlarının ve kayar çatalın aşınması	3. Uzatmayı ve kayar boyunduruğu değiştirin ve monte edilmiş mili dinamik olarak dengeleyin
Çalıştırma ve Yavaşlama Sırasında Vuruntular
1. Kayar boyunduruk yivlerinde veya ikincil dişli kutusu milinde aşınma	1. Aşınmış parçaları değiştirin. Kayar boyunduruğu değiştirirken, monte edilmiş mili dinamik olarak dengeleyin
2. Flanş çatalını arka aks tahrik dişlisi flanşına sabitleyen cıvataları gevşetin	2. Cıvataları sıkın
Üniversal Mafsal Contalarından Yağ Atması
Üniversal mafsal contalarında mantar halkaların aşınması	Yeniden montaj sırasında tüm tahrik mili parçalarının göreceli konumunu koruyarak mantar halkaları değiştirin. Çaprazlarda ve yataklarda aşınma varsa, yatakları ve çaprazları değiştirin ve monte edilmiş mili dinamik olarak dengeleyin

3. Tahrik Mili Balans Ayarı

Tahrik mili onarılıp monte edildikten sonra bir makine üzerinde dinamik olarak dengelenir. Dengeleme makinesinin bir tasarımı Şekil 7'de gösterilmektedir. Makine bir plakadan (18), yatay düzlemde salınımını sağlayan dört dikey elastik çubuk (3) üzerine monte edilmiş bir sarkaç çerçevesinden (8) oluşur. Bir braket (4) üzerine sabitlenmiş bir braket ve ön mesnet (9), sarkaç çerçevesinin (8) uzunlamasına borularına monte edilmiştir. Arka mesnet (6), farklı uzunluklardaki tahrik millerinin dinamik olarak dengelenmesine olanak tanıyan hareketli bir travers (5) üzerindedir. Fener mili milleri hassas bilyalı rulmanlar üzerine monte edilmiştir. Ön mesnetin (9) mili, makine tabanına monte edilmiş bir elektrik motoru tarafından, bir V-kayışı tahriki ve üzerine bir uzvun (10) (dereceli disk) monte edildiği bir ara mil aracılığıyla tahrik edilir. Ayrıca, makine plakasına (18), tahrik milinin ön veya arka ucunun dengelenmesine bağlı olarak sarkaç çerçevesinin ön ve arka uçlarının sabitlenmesini sağlayan, geri çekilebilir kilitleme pimlerine (17) sahip iki ayak (15) monte edilmiştir.

Şekil 7. Tahrik Milleri için Dinamik Balans Makinesi

1-kelepçe; 2-sönümleyiciler; 3-elastik çubuk; 4-braket; 5-hareketli travers; 6-arka mesnet; 7-çapraz çubuk; 8-sarkaç çerçevesi; 9-ön tahrik mesnedi; 10-uzuv-disk; 11-milivoltmetre; 12-komütatör-düzeltici milinin uzvu; 13-manyetoelektrik sensör; 14-sabit stand; 15-fiksatör standı; 16-destek; 17-fiksatör; 18-destek plakası

Sabit ayaklar (14) makine plakasının arkasına monte edilmiştir ve üzerlerine sarkaç çerçevesinin uçlarına bağlı çubuklarla manyetoelektrik sensörler (13) yerleştirilmiştir. Çerçevenin rezonans titreşimlerini önlemek için, braketlerin (4) altına yağ ile doldurulmuş damperler (2) monte edilmiştir.

During dynamic balancing, the driveshaft assembly with the sliding yoke is installed and secured on the machine. One end of the driveshaft is connected by a flange-yoke to the flange of the front driving headstock, and the other end by the support neck of the sliding yoke to the splined sleeve of the rear headstock. Then the ease of rotation of the driveshaft is checked, and one end of the machine's pendulum frame is fixed using the fixator. After starting the machine, the limb of the rectifier is rotated counterclockwise, bringing the millivoltmeter needle to its maximum reading. The millivoltmeter reading corresponds to the magnitude of the imbalance. The millivoltmeter scale is graduated in gram-centimeters or grams of counterweight. Continuing to rotate the rectifier limb counterclockwise, the millivoltmeter reading is brought to zero, and the machine is stopped. Based on the rectifier limb reading, the angular displacement (angle of imbalance displacement) is determined, and by manually rotating the driveshaft, this value is set on the intermediate shaft limb. The welding place of the balancing plate will be on the top of the driveshaft, and the weighted part at the bottom in the correction plane. Then the balancing plate is attached and tied with thin wire at a distance of 10 mm from the weld, the machine is started, and the balance of the driveshaft end with the plate is checked. The imbalance should be no more than 70 g·cm (700 g·mm). Then, releasing one end and securing the other end of the pendulum frame with the fixator stand, dynamic balancing of the other end of the driveshaft is performed according to the technological sequence described above.

Tahrik milleri bazı dengeleme özelliklerine sahiptir. Çoğu parça için dinamik dengelemenin temeli destek boyunlarıdır (örneğin, elektrik motorlarının rotorları, türbinler, miller, krank milleri, vb), ancak tahrik milleri için flanşlardır. Montaj sırasında, farklı bağlantılarda dengesizliğe yol açan kaçınılmaz boşluklar vardır. Balans ayarı sırasında minimum dengesizlik sağlanamazsa şaft reddedilir. Balans ayarının doğruluğu aşağıdaki faktörlerden etkilenir:

• Tahrik mili flanşının iniş kayışı ile sol ve sağ destek başlıklarının sıkıştırma flanşının iç deliği arasındaki bağlantıda boşluk;
• Flanşın taban yüzeylerinin radyal ve uç salgısı;
• Menteşe ve yivli bağlantılarda boşluklar. Yivli bağlantı boşluğunda gres bulunması, "yüzen" dengesizliğe yol açabilir. Gerekli dengeleme hassasiyetine ulaşılmasını engelliyorsa, tahrik mili gressiz olarak dengelenir.

Bazı dengesizlikler tamamen düzeltilemez olabilir. Tahrik milinin üniversal mafsallarında artan sürtünme gözlenirse, düzeltme düzlemlerinin karşılıklı etkisi artar. Bu, balanslama performansında ve doğruluğunda bir düşüşe yol açar.

OST 37.001.053-74'e göre, aşağıdaki dengesizlik standartları oluşturulmuştur: iki mafsallı (iki destekli) tahrik milleri dinamik olarak dengelenir ve üç mafsallı (üç destekli) - ara destekle monte edilmiş; 5 kg'dan daha ağır tahrik milleri ve kaplinlerin flanşları (boyundurukları), mil veya kaplin monte edilmeden önce statik olarak dengelenir; üç mafsallı tahrik millerinin her iki ucundaki veya ara desteğindeki tahrik milleri için kalan dengesizlik normları, belirli dengesizlik ile değerlendirilir;

Milin her iki ucunda veya ara destekte ve üç mafsallı tahrik milleri için dengeleme sehpasının herhangi bir konumunda izin verilen maksimum özgül artık dengesizlik normu, binek otomobillerin ve küçük yük kamyonlarının (1 t'a kadar) ve çok küçük otobüslerin şanzımanları için 6 g-cm/kg, geri kalanlar için 10 g-cm/kg'ı geçmemelidir. Tahrik milinin veya üç mafsallı tahrik milinin izin verilen maksimum artık dengesizlik normu, dengeleme sehpasında, şanzımandaki maksimum araç hızındaki frekanslarına karşılık gelen bir dönüş frekansında sağlanmalıdır.

Note: OST 37.001.053-74 is a Soviet automotive-industry standard from 1974 and is quoted here as a historical reference. In modern terms, 6 g·cm/kg at 3,000 rpm corresponds to about G 19 and 10 g·cm/kg to about G 31 — the OST requirement sits between G 16 and G 40, consistent with the ISO 21940-11 (formerly ISO 1940-1) grades for drive shafts. Specify new work in ISO 21940-11 grades.

Yük kapasitesi 4 ton ve üzeri olan kamyonların, küçük ve büyük otobüslerin tahrik milleri ve üç mafsallı tahrik milleri için, dengeleme sehpasındaki dönüş frekansının, maksimum araç hızında şanzıman millerinin dönüş frekansının 70%'sine düşürülmesine izin verilir. OST 37.001.053-74'e göre, tahrik millerinin dengeleme dönüş frekansı aşağıdakine eşit olmalıdır:

n_b = (0,7 ... 1,0) n_r,

nerede n_b – Dengeleme dönüş frekansı (standın ana teknik verilerine uygun olmalıdır, n=3000 dk)^-1); n_r – maksimum çalışma dönüş frekansı, min^-1.

Pratikte, mafsallardaki ve yivli bağlantılardaki boşluk nedeniyle, tahrik mili önerilen dönüş frekansında dengelenemez. Bu durumda, dengelendiği başka bir dönüş frekansı seçilir.

4. Tahrik Milleri için Modern Balans Makineleri

Şekil 8. Uzunluğu 2 Metreye Kadar, Ağırlığı 500 Kg'a Kadar Olan Tahrik Milleri İçin Balans Makinesi

Modelin 2 standı vardır ve 2 düzeltme düzleminde dengelemeye izin verir.

Şekil 9. Uzunluğu 4200 mm'ye, Ağırlığı 400 kg'a kadar olan Tahrik Milleri için Balans Makinesi

Modelin 4 standı vardır ve aynı anda 4 düzeltme düzleminde dengelemeye izin verir.

Şekil 10. Tahrik Millerinin Dinamik Balansı için Yatay Sert Rulman Balans Makinesi

1 – Balancing item (driveshaft); 2 – Machine base; 3 – Machine supports; 4 – Machine drive; The structural elements of the machine supports are shown in Figure 11.

Şekil 11. Tahrik Millerinin Dinamik Dengelenmesi için Makine Destek Elemanları

1 - Sol ayarlanamayan destek; 2 - Ara ayarlanabilir destek (2 adet); 3 - Sağ ayarlanamayan sabit destek; 4 - Destek çerçevesi kilit kolu; 5 - Hareketli destek platformu; 6 - Destek dikey ayar somunu; 7 - Dikey konum kilit kolları; 8 - Destek sıkıştırma braketi; 9 - Ara yatak hareketli kelepçe; 10 - Kelepçe kilit kolu; 11 - Sıkıştırma braketi kilidi; 12 - Ürün montajı için tahrik (ön) mili; 13 - Tahrik mili

5. Tahrik Mili Balans Ayarı için Hazırlık

Aşağıda, makine desteklerinin kurulumunu ve dengeleme öğesinin (dört destekli tahrik mili) makine desteklerine montajını ele alacağız.

Şekil 12. Balans Makinesinin Millerine Geçiş Flanşlarının Takılması

Şekil 13. Tahrik Milinin Balans Makinesinin Desteklerine Takılması

Şekil 14. Tahrik Milinin Balans Makinesinin Destekleri Üzerinde Kabarcık Terazisi Kullanılarak Yatay Olarak Tesviye Edilmesi

Şekil 15. Tahrik Milinin Dikey Yer Değiştirmesini Önlemek İçin Dengeleme Makinesinin Ara Desteklerinin Sabitlenmesi

Öğeyi tam bir tur için manuel olarak döndürün. Serbestçe ve desteklere sıkışmadan döndüğünden emin olun. Bundan sonra, makinenin mekanik kısmı ayarlanır ve öğe kurulumu tamamlanır.

6. Tahrik Mili Dengeleme Prosedürü

Which kit do I need? A two-support machine correcting in two planes (Figure 8) needs the two-channel Balanset-1A. A four-support machine correcting in four planes simultaneously (Figure 9, and the procedure below) needs the four-channel Balanset-4A. The measurement and calculation workflow is identical; only the channel count differs. The procedure below is described for a four-plane setup, while the software screenshots show the same workflow on the two-plane Balanset-1A — on the Balanset-4A the same screens simply add planes 3 and 4.

The process of driveshaft balancing on the balancing machine will be considered using the Balanset-4A measuring system as an example. The Balanset-4A is a portable balancing kit designed for balancing in one, two, three, and four correction planes of rotors, either rotating in their own bearings or mounted on a balancing machine. The device includes up to four vibration sensors, a phase angle sensor, a four-channel measuring unit, and a portable computer.

The entire balancing process, including measurement, processing, and display of information on the magnitude and location of corrective weights, is performed automatically and does not require the user to have additional skills and knowledge beyond the provided instructions. The results of all balancing operations are saved in the Balancing Archive and can be printed as reports if necessary. In addition to balancing, the Balanset-4A can also be used as a regular vibro-tachometer, allowing measurement on four channels of the root mean square (RMS) value of total vibration, RMS of the rotational component of vibration, and control of rotor rotation frequency.

Ayrıca cihaz, zaman fonksiyonunun ve titreşim spektrumunun titreşim hızına göre grafiklerinin görüntülenmesine izin verir, bu da dengelenmiş makinenin teknik durumunun değerlendirilmesinde yararlı olabilir.

Figure 16. External View of the Balanset-4A Device for Use as a Measuring and Computing System of the Driveshaft Balancing Machine

Figure 17. Example of Using the Balanset-4A Device as a Measuring and Computing System of the Driveshaft Balancing Machine

Figure 18. Main window of the Balanset software: F1 - About, F5 - Vibration Meter, F7 - Balancing, F8 - Charts, F6 - Reports

The Balanset-4A device is supplied with vibration sensors. The sensors are accelerometer-based; the software integrates their signal and displays vibration velocity in mm/s RMS.

Figure 19. Installation of Balanset-4A Vibration Sensors on the Supports of the Balancing Machine

The direction of the sensors' sensitivity axis should match the direction of the support's vibration displacement, in this case – horizontal. For additional information on sensor installation, see BALANCING ROTORS IN OPERATING CONDITIONS.

1. Titreşim sensörleri 1, 2, 3, 4'ü balans makinesinin desteklerine takın.
2. Titreşim sensörlerini X1, X2, X3, X4 konnektörlerine bağlayın.
3. Faz açısı sensörünü (lazer takometre) 5, dengeli rotorun radyal (veya uç) yüzeyi ile sensör muhafazası arasındaki nominal boşluk 10 ila 300 mm aralığında olacak şekilde monte edin.
4. Rotor yüzeyine en az 10-15 mm genişliğinde yansıtıcı bir bant işareti yapıştırın.
5. Faz açısı sensörünü X5 konektörüne bağlayın.
6. Ölçüm ünitesini bilgisayarın USB portuna bağlayın.
7. Şebeke gücünü kullanırken, bilgisayarı güç kaynağı ünitesine bağlayın.
8. Güç kaynağı ünitesini 220 V, 50 Hz şebekeye bağlayın.
9. Turn on the computer and start the Balanset software.
10. Open the balancing workspace with the “F7 - Balancing” button and set the required number of correction planes in the “Plane count” field, so that vibration is measured simultaneously by the vibration sensors connected to the inputs of the measuring unit.
11. A mnemonic diagram illustrating the connection of the sensors and the measuring unit appears on the computer display, as shown in Figure 18.

Balans ayarı yapmadan önce, ölçümlerin vibrometre modunda (F5 düğmesi) yapılması önerilir.

Figure 20. Vibration Meter mode (F5): total vibration V1s, V2s and rotational components V1o, V2o with phases F1, F2, displayed as vibration velocity in mm/s RMS

Toplam titreşim büyüklüğü V1s (V2s), dönme bileşeni büyüklüğü V1o (V2o) ile yaklaşık olarak aynıysa, mekanizmanın titreşimine ana katkının rotor dengesizliğinden kaynaklandığı varsayılabilir. Toplam titreşim büyüklüğü V1s (V2s), dönme bileşeni V1o (V2o) değerini önemli ölçüde aşarsa, mekanizmanın incelenmesi önerilir: yatakların durumu kontrol edilmeli, kaideye sağlam bir şekilde monte edildiğinden emin olunmalı, rotorun dönme sırasında sabit parçalara temas etmediğinden emin olunmalı ve diğer mekanizmalardan kaynaklanan titreşimlerin etkisi göz önünde bulundurulmalıdır.

Studying the time function graphs and vibration spectra in the charts mode (“F8 - Charts”, the “F5-Spectrum (Hz)” tab) can be useful here.

Şekil 21. Titreşim Zaman Fonksiyonu Titreşim Zaman Fonksiyonu ve Spektrum Grafikleri

Grafik, titreşim seviyelerinin hangi frekanslarda en yüksek olduğunu göstermektedir. Bu frekanslar, denge mekanizmasının rotorunun dönme frekansından farklıysa, dengeleme işleminden önce bu titreşim bileşenlerinin kaynaklarını tespit etmek ve bunları ortadan kaldıracak önlemler almak gerekir.

Reading the spectrum of a driveshaft: 1x is unbalance, 2x may be the joint itself. A dominant peak at the rotational frequency (1x) points to unbalance — this is what balancing removes. A dominant peak at twice the rotational frequency (2x), especially together with strong axial vibration, points to the joint angles, worn crosses or splines, or hizasızlık: a universal (cardan) joint working at an angle γ makes the driven yoke lead and lag twice per revolution, so it produces a 2x component even when the shaft is perfectly balanced. Balancing will not remove it — equalise the joint angles (γ1 = γ2) and check the joints first. In the charts mode (“F8 - Charts”) the “F5-Spectrum (Hz)” tab shows the spectrum and the “F3-1x vibration” tab the rotational component; at 3000 min^-1 1x = 50 Hz and 2x = 100 Hz.

Vibrometre modundaki okumaların kararlılığına da dikkat etmek önemlidir - titreşimin genliği ve fazı ölçüm sırasında 10-15%'den fazla değişmemelidir. Aksi takdirde, mekanizma bir rezonans bölgesine yakın çalışıyor olabilir. Bu durumda, rotor hızı ayarlanmalıdır.

When performing four-plane balancing of a new rotor, five calibration runs and at least one trim run (Run T) of the balanced machine are required. Vibration measurement during the first machine run without a trial weight is performed as Run 0 in the balancing workspace. Subsequent runs are performed with a trial weight, sequentially installed on the driveshaft in each correction plane (in the area of each balancing machine support).

Sonraki her çalıştırmadan önce aşağıdaki adımlar atılmalıdır:

• Dengeli makinenin rotorunun dönüşünü durdurun.
• Önceden takılmış olan deneme ağırlığını çıkarın.
• Deneme ağırlığını bir sonraki düzleme takın.

Figure 22. Balancing workspace (“F7 - Balancing”) during a measurement run: Run 0 - Initial, trial-mass runs Run 1 and Run 2, and the trim run Run T

Her bir ölçüm tamamlandıktan sonra rotorun dönüş frekansının (N) sonuçları_ob) ve ayrıca RMS değerleri (V_o1, V_o2, V_o3, V_o4) ve fazlar (F₁, F₂, F₃, F₄) of the vibration at the rotational frequency of the balanced rotor are saved in the corresponding fields in the program window. After the fifth run (Weight in Plane 4), the balancing results with the polar plot (see Figure 23) appear, displaying the calculated values of the masses (M₁, M₂, M₃, M₄) ve kurulum açıları (f₁, f₂, f₃, f₄) dengesizliğini telafi etmek için dört düzlemde rotora takılması gereken düzeltici ağırlıkların.

Figure 23. Polar plot of the balancing result: calculated correction masses and angles for each plane, measured from the trial weight position in the direction of rotation

Dikkat! Dengeli makinenin beşinci çalışmasında ölçüm işlemi tamamlandıktan sonra, rotorun dönüşünü durdurmak ve daha önce takılmış olan deneme ağırlığını çıkarmak gerekir. Ancak bundan sonra rotora düzeltme ağırlıklarını takmaya (veya çıkarmaya) başlayabilirsiniz.

Rotora düzeltme ağırlığının eklenmesi (veya çıkarılması) için açısal konum, kutupsal koordinat sisteminde deneme ağırlığı kurulum konumundan ölçülür. Açı ölçüm yönü, rotorun dönüş yönüyle çakışır. Kanatlarla dengeleme durumunda, şartlı olarak 1. kanat olarak kabul edilen dengeli rotorun kanadı, deneme ağırlığı kurulum konumuyla çakışır. Bilgisayar ekranında gösterilen kanat numaralandırma yönü, rotorun dönüş yönünü takip eder.

In this version of the program, it is assumed by default that the corrective weight will be added to the rotor. This is indicated by the mark set in the “Add mass” field. If correcting the imbalance by removing the weight (e.g., by drilling) is necessary, set the mark in the “Remove mass” field using the mouse, after which the angular position of the corrective weight will automatically change by 180 degrees.

After installing the corrective weights on the balanced rotor, carry out the trim run (Run T) to check the effectiveness of the balancing operation. After completing the trim run, the results of the rotor's rotation frequency (N_ob) ve RMS değerleri (V_o1, V_o2, V_o3, V_o4) ve fazlar (F₁, F₂, F₃, F₄) of the vibration at the rotational frequency of the balanced rotor are saved. Simultaneously, the balancing results (see Figure 23) are updated, displaying the calculated parameters of additional corrective weights that need to be installed (or removed) on the rotor to compensate for its residual imbalance. Additionally, this workspace shows the values of the residual imbalance achieved after balancing. If the values of residual vibration and/or residual imbalance of the balanced rotor meet the tolerance requirements specified in the technical documentation, the balancing process can be completed. Otherwise, the balancing process can be continued. This method allows for correcting possible errors through successive approximations that may occur when installing (removing) the corrective weight on the balanced rotor.

If the balancing process continues, additional corrective weights must be installed (or removed) on the balanced rotor according to the calculated parameters shown in the balancing results.

The rotor balancing coefficients (dynamic influence coefficients) calculated from the results of the five calibration runs are saved in the computer's memory and can be reused with the “Load Coefficients” function when balancing rotors of the same type.

7. Rijit Rotorlar için Önerilen Balans Doğruluk Sınıfları

The grades below are the balance quality grades G of ISO 1940-1, superseded without change of values by ISO 21940-11:2016. The grade is defined as G = e_başına·Ω, where e_başına is the permissible specific residual unbalance (g·mm/kg = µm) and Ω = 2πn/60 is the service angular velocity (rad/s). The permissible residual unbalance follows as U_başına = 9549·G·M/n [g·mm], split between the correction planes. See our ISO 1940-1 glossary entry.

The default grade for a road-vehicle driveshaft is G 40; G 16 applies when the drawing or the OEM specification calls for special requirements. Note that residual unbalance and vibration are separate acceptance criteria: the vibration of the assembled machine is assessed to ISO 20816 (formerly ISO 10816) — see our ISO 10816-1 glossary entry.

The G-grade table applies to rigid rotors only — rotors whose service speed stays below roughly 0.5…0.7 of the first bending critical speed. Long driveshafts (2 m and above, and any shaft with an intermediate support) can approach that limit: check the shaft's first critical speed against both the service speed and the balancing speed. If the shaft is flexible at speed, use a modal / multi-speed procedure (ISO 21940-12) — a two-plane rigid-rotor correction will not hold.

Tablo 2. Rijit Rotorlar için Önerilen Dengeleme Doğruluk Sınıfları.

Makine Türleri (Rotorlar)	Dengeleme Doğruluk Sınıfı	Balance quality grade G = ebaşına·Ω, mm/s
Büyük düşük hızlı deniz dizel motorları için tahrik krank milleri (yapısal olarak dengesiz) (piston hızı 9 m/s'den az)	G 4000	4000
Büyük düşük hızlı deniz dizel motorları için tahrik krank milleri (yapısal olarak dengelenmiş) (piston hızı 9 m/s'den az)	G 1600	1600
Titreşim izolatörleri üzerinde tahrik krank milleri (yapısal olarak dengesiz)	G 630	630
Rijit destekler üzerinde tahrik krank milleri (yapısal olarak dengesiz)	G 250	250
Binek araçlar, kamyonlar ve lokomotifler için monte edilmiş pistonlu motorlar	G 100	100
Titreşim izolatörleri üzerinde tahrik krank milleri (yapısal olarak dengelenmiş)	G 40	40
Car wheels, wheel rims, wheel sets, drive shafts (cardan shafts)	G 40	40
Tarım makineleri	G 16	16
Rijit destekler üzerinde tahrik krank milleri (balanslı)	G 16	16
Kırıcılar	G 16	16
Drive shafts (propeller / cardan shafts) with special requirements	G 16	16
Uçak gaz türbinleri	G 6.3	6.3
Santrifüjler (ayırıcılar, çökelticiler)	G 6.3	6.3
Maksimum nominal dönüş hızı 950 dakikaya kadar olan elektrik motorları ve jeneratörler (şaft yüksekliği en az 80 mm olan)-1	G 6.3	6.3
Mil yüksekliği 80 mm'den az olan elektrik motorları	G 6.3	6.3
Fanlar	G 6.3	6.3
Dişli tahrikler	G 6.3	6.3
Genel amaçlı makineler	G 6.3	6.3
Metal kesme makineleri	G 6.3	6.3
Kağıt yapım makineleri	G 6.3	6.3
Pompalar	G 6.3	6.3
Turboşarjlar	G 6.3	6.3
Su türbinleri	G 6.3	6.3
Kompresörler	G 6.3	6.3
Bilgisayar kontrollü sürücüler	G 2.5	2.5
Maksimum nominal dönüş hızı 950 dakikanın üzerinde olan elektrik motorları ve jeneratörler (şaft yüksekliği en az 80 mm olan)-1	G 2.5	2.5
Gaz ve buhar türbinleri	G 2.5	2.5
Metal kesme makinesi tahrikleri	G 2.5	2.5
Tekstil makineleri	G 2.5	2.5
Ses ve video ekipmanı sürücüleri	G 1	1
Taşlama makinesi tahrikleri	G 1	1
Yüksek hassasiyetli ekipmanların milleri ve tahrikleri	G 0.4	0.4

Tahrik Mili Dengelemesi Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Tahrik mili dengelemesi nedir?

Tahrik mili balans ayarı, tahrik milindeki herhangi bir kütle dengesizliğini, titreşime neden olmadan sorunsuz bir şekilde dönmesini sağlayacak şekilde düzeltme işlemidir. Bu işlem, milin bir tarafında daha ağır olan kısmın ölçülmesini ve ardından bu dengesizliği gidermek için az miktarda ağırlık eklenmesini veya çıkarılmasını (örneğin, balans ağırlıkları kaynaklama) içerir. Dengeli bir tahrik mili eşit şekilde döner, bu da aşırı titreşimi ve araç bileşenlerinde aşınmayı önler.

Tahrik mili dengelemesi neden önemlidir?

Dengesiz bir tahrik mili, özellikle belirli hızlarda güçlü titreşimlere yol açabilir ve hızlanma veya vites değiştirme sırasında tıkırtı seslerine neden olabilir. Zamanla bu titreşimler yataklara, üniversal mafsallara ve diğer aktarma organı bileşenlerine zarar verebilir. Tahrik milinin dengelenmesi bu titreşimleri ortadan kaldırarak daha yumuşak bir sürüş sağlar, parçalardaki zorlanmayı azaltır ve maliyetli hasarları veya arıza sürelerini önler.

Dengesiz tahrik milinin yaygın belirtileri nelerdir?

Dengesiz veya arızalı bir tahrik milinin tipik belirtileri arasında, özellikle hız arttıkça araç zemininde veya koltuğunda hissedilen belirgin titreşim veya titreme yer alır. Ayrıca, vites değiştirirken veya hızlanma ve yavaşlama sırasında vuruntu veya takırtı sesleri de duyabilirsiniz. Bazı durumlarda, üniversal mafsal dengesizlik nedeniyle aşırı ısınabilir. Bu belirtileri gözlemliyorsanız, tahrik milinin dengelenmesi veya onarılması gerekebilir.

Tahrik mili nasıl dengelenir?

Drive shaft balancing is usually done using a specialized balancing machine. The drive shaft is mounted and spun at high speed while sensors detect any imbalance. A technician then attaches small weights to the drive shaft (or removes material) at specific positions based on the machine's readings. This process is repeated until the drive shaft rotates without significant vibration. Modern systems like the Balanset-4A can guide this process and calculate exactly where and how much weight to add for precise balancing.

Sonuç

Sonuç olarak, tahrik milinin uygun şekilde dengelenmesi güvenlik, performans ve maliyet tasarrufu açısından önemlidir. By detecting and correcting imbalance, you prevent unnecessary wear on parts, avoid damaging breakdowns, and maintain optimal machine performance. Modern balancing systems like our Balanset-1A and Balanset-4A devices make the process efficient, helping even small workshops achieve professional results.

Sürekli tahrik mili titreşimleriyle karşılaşıyorsanız veya güvenilir bir dengeleme çözümüne ihtiyacınız varsa, harekete geçmekten çekinmeyin. Bu kılavuzda belirtilen adımları uygulayın veya yardım için uzmanlarımıza danışın. Doğru yaklaşım ve ekipmanla, tahrik milinizin uzun yıllar boyunca sorunsuz ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlayabilirsiniz. Bize ulaşın Daha fazlasını öğrenmek veya ihtiyaçlarınıza en uygun tahrik mili dengeleme ekipmanını keşfetmek için.