Khám phá Vibromera.com — trang web quốc tế mới của chúng tôi. Truy cập Vibromera.com →

Cân bằng trục truyền động: Hướng dẫn toàn diện

Tự cân bằng trục truyền động — ngay trên xe, không cần tháo rời

Balanset-1A là máy cân bằng di động hai mặt phẳng: cảm biến rung, cảm biến tốc độ laser và phần mềm trong một bộ dụng cụ. Máy cân bằng trục truyền động ngay trên xe, cũng như quạt, bánh đà, máy nghiền và bất kỳ rôto nào khác trong ổ trục của chính nó. Bảo hành hai năm, vận chuyển DHL toàn cầu, không cần đăng ký thuê bao.

Hãy tưởng tượng bạn đang lái xe tải và đột nhiên cảm thấy rung lắc mạnh hoặc nghe thấy tiếng kêu lớn khi tăng tốc hoặc chuyển số. Đây không chỉ là một sự phiền toái — nó có thể là dấu hiệu của trục truyền động không cân bằng. Đối với các kỹ sư và kỹ thuật viên, những rung động và tiếng ồn như vậy cho thấy hiệu suất giảm, các bộ phận bị mài mòn nhanh hơn và thời gian ngừng hoạt động tiềm ẩn chi phí cao nếu không được xử lý.

Đang làm việc trên xe? Xem cân bằng trục truyền động trong xe không cần tháo rời.

Cân bằng trục truyền động trong xe: công việc thực tế, từng bước

Các bức ảnh dưới đây được chụp từ một công việc cân bằng thực tế thực hiện khi xe được nâng lên. Trục truyền động không hề bị tháo rời: các cảm biến được gắn trực tiếp lên xe, trục được quay bởi động cơ thông qua hệ truyền động, còn quả cân hiệu chỉnh được lắp từ phía dưới. Nhờ đó trục vẫn nằm trong ổ trục của chính nó và ở đúng các góc làm việc của nó, nên kết quả phản ánh đúng cách cả hệ truyền động thực sự vận hành — điều mà một máy cân bằng để bàn không thể tái hiện đầy đủ.

Balanset vibration sensor clamped to the rear final drive housing next to the driveshaft flange, measuring vibration on the car without removing the driveshaft

Hình 24. Cảm biến rung được gắn trên vỏ bộ vi sai, càng gần ổ đỡ trục truyền động càng tốt.

DIGT laser tachometer aimed at a reflective tape mark on the driveshaft to measure rotation speed and phase angle during in-vehicle balancing

Hình 25. Cảm biến tốc độ laser hướng vào dải băng phản quang trên trục — nó cung cấp cả tốc độ quay lẫn góc pha của độ mất cân bằng.

Correction weight secured to the driveshaft tube with a stainless hose clamp after in-vehicle balancing, with the vibration sensor cable running along the shaft

Hình 26. Quả cân hiệu chỉnh được cố định vào ống trục bằng kẹp ống inox ở góc và khối lượng do phần mềm tính toán.

Quy trình đầy đủ — vị trí lắp cảm biến, các lần chạy thử an toàn, quả cân thử và kiểm tra độ rung còn lại — được mô tả trong cân bằng trục truyền động trong xe không cần tháo rời.

Trong hướng dẫn toàn diện này, chúng tôi cung cấp các giải pháp thiết thực cho các vấn đề cân bằng trục truyền động. Bạn sẽ tìm hiểu trục truyền động là gì và tại sao cần cân bằng, nhận biết các trục trặc thường gặp gây ra rung động hoặc tiếng ồn, và làm theo quy trình từng bước rõ ràng để cân bằng trục truyền động động. Bằng cách áp dụng những phương pháp tối ưu này, bạn có thể tiết kiệm chi phí sửa chữa, giảm thời gian khắc phục sự cố và đảm bảo máy móc hoặc phương tiện của bạn hoạt động đáng tin cậy với độ rung tối thiểu.

Mục lục

1. Các loại trục truyền động

Bộ truyền động khớp các đăng (trục truyền động) là cơ cấu truyền mô-men xoắn giữa các trục có đường tâm giao nhau tại tâm khớp và có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo một góc. Trên xe, trục truyền động truyền mô-men xoắn từ hộp số (hoặc hộp phân phối) tới các cầu chủ động trong sơ đồ dẫn động cổ điển hoặc dẫn động bốn bánh. Trên xe dẫn động bốn bánh, khớp các đăng thường nối trục bị động của hộp số với trục chủ động của hộp phân phối, và các trục bị động của hộp phân phối với trục chủ động của các truyền lực chính ở cầu chủ động.

Các bộ phận lắp trên khung (như hộp số và hộp chuyển số) có thể di chuyển tương đối với nhau do sự biến dạng của các giá đỡ và bản thân khung. Trong khi đó, các trục dẫn động được gắn vào khung thông qua hệ thống treo và có thể di chuyển tương đối với khung và các bộ phận lắp trên đó do sự biến dạng của các bộ phận đàn hồi của hệ thống treo. Chuyển động này không chỉ có thể thay đổi góc của trục dẫn động kết nối các bộ phận mà còn cả khoảng cách giữa các bộ phận.

Bộ truyền động khớp các đăng có một nhược điểm đáng kể: chuyển động quay giữa các trục không đồng đều. Nếu một trục quay đều thì trục kia quay không đều, và độ không đều tăng theo góc giữa các trục. Hạn chế này khiến bộ truyền động khớp các đăng không thể dùng trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn hệ truyền lực của xe dẫn động cầu trước, nơi cần truyền mô-men xoắn tới các bánh xe đang đánh lái. Có thể bù một phần nhược điểm này bằng hai khớp các đăng trên một trục, đặt ở các góc khớp bằng nhau (γ1 = γ2), với các chạc ở hai đầu trục trung gian nằm cùng một mặt phẳng (đồng pha). Các chạc lệch pha 90° không triệt tiêu dao động mà làm nó tăng thêm. Tuy nhiên, trong các ứng dụng cần chuyển động quay đều, người ta thường dùng khớp đồng tốc (khớp CV). Khớp CV có kết cấu tiên tiến hơn nhưng cũng phức tạp hơn, phục vụ cùng mục đích.

Bộ truyền động khớp các đăng có thể gồm một hoặc nhiều khớp các đăng, được nối bằng các trục truyền động và gối đỡ trung gian.

Sơ đồ ổ đĩa khớp vạn năng

Hình 1. Sơ đồ bộ truyền động khớp các đăng: 1, 4, 6 — trục truyền động; 2, 5 — khớp các đăng; 3 — khớp bù; u1, u2 — góc giữa các trục

Nhìn chung, bộ truyền động khớp vạn năng bao gồm các khớp vạn năng 2 và 5, trục truyền động 1, 4 và 6, và một kết nối bù 3. Đôi khi, trục truyền động được lắp trên một giá đỡ trung gian gắn vào thanh ngang khung xe. Khớp vạn năng đảm bảo truyền mô-men xoắn giữa các trục có trục giao nhau ở một góc. Khớp vạn năng được chia thành loại không đồng đều và loại có vận tốc không đổi. Khớp có vận tốc không đồng đều được phân loại thành loại đàn hồi và loại cứng. Khớp có vận tốc không đổi có thể là loại bi có rãnh chia, loại bi có cần chia và loại cam. Chúng thường được lắp trong bộ truyền động của bánh xe dẫn động có điều khiển, tại đó góc giữa các trục có thể đạt tới 45° và tâm của khớp vạn năng phải trùng với điểm giao nhau của trục quay của bánh xe và trục quay của nó.

Khớp các đăng đàn hồi truyền mô-men xoắn giữa các trục có đường tâm giao nhau ở góc 2...3° nhờ biến dạng đàn hồi của các phần tử nối. Khớp cứng tốc độ không đều truyền mô-men xoắn từ trục này sang trục khác qua liên kết chuyển động của các chi tiết cứng. Khớp gồm hai chạc – 3 và 5; trong các lỗ trụ của chúng, các đầu A, B, C và D của phần tử nối – chữ thập 4 – được lắp trên ổ bi. Các chạc được nối cứng với trục 1 và 2. Chạc 5 có thể quay quanh trục B–D của chữ thập và đồng thời, cùng chữ thập, quay quanh trục A–C, nhờ đó truyền được chuyển động quay từ trục này sang trục khác khi góc giữa chúng thay đổi.

Sơ đồ của khớp vạn năng vận tốc không đều cứng

Hình 2. Sơ đồ khớp các đăng cứng tốc độ không đều

Nếu trục 1 quay quanh trục của nó một góc α thì trong cùng khoảng thời gian, trục 2 sẽ quay một góc β. Quan hệ giữa góc quay của trục 1 và trục 2 được xác định bởi biểu thức tanα = tanβ × cosγ, trong đó γ là góc giữa các đường tâm trục. Biểu thức này cho thấy góc β đôi khi nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn góc α. Hai góc bằng nhau sau mỗi 90° quay của trục 1. Do đó, khi trục 1 quay đều, vận tốc góc của trục 2 không đều và biến thiên theo quy luật hình sin. Độ không đều khi trục 2 quay trở nên rõ rệt hơn khi góc γ giữa các đường tâm trục tăng lên.

Nếu sự quay không đều của trục 2 được truyền tới trục của các cụm máy thì hệ truyền lực sẽ xuất hiện tải trọng dao động bổ sung, tăng theo góc γ. Để ngăn sự quay không đều của trục 2 truyền tới trục cụm máy, bộ truyền động dùng hai khớp các đăng. Chúng được lắp sao cho γ1 và γ2 bằng nhau; các chạc của khớp gắn trên trục 4 quay không đều phải nằm trong cùng một mặt phẳng.

Thiết kế các bộ phận chính của bộ truyền động khớp vạn năng được thể hiện trong Hình 3. Một khớp vạn năng vận tốc không đều bao gồm hai vấu (1) được nối với nhau bằng một chữ thập (3). Một trong hai vấu đôi khi có mặt bích, trong khi vấu còn lại được hàn vào ống trục truyền động hoặc có đầu có khía (6) (hoặc ống lót) để kết nối với trục truyền động. Các chốt của vấu được lắp vào mắt của cả hai vấu trên ổ trục kim (7). Mỗi ổ trục được đặt trong một hộp (2) và được giữ trong mắt của vấu bằng một nắp, được gắn vào vấu bằng hai bu lông được khóa bằng các chốt trên vòng đệm. Trong một số trường hợp, ổ trục được cố định trong vấu bằng các vòng chặn. Để duy trì bôi trơn trong ổ trục và bảo vệ ổ trục khỏi nước và bụi bẩn, có một phớt cao su tự siết chặt. Khoang bên trong của vấu được đổ đầy mỡ thông qua một đầu nối mỡ, đầu nối này đến ổ trục. Vấu thường có một van an toàn để bảo vệ phớt khỏi bị hư hỏng do áp suất mỡ được bơm vào vấu. Kết nối có khía (6) được bôi trơn bằng khớp nối mỡ (5).

Góc nhìn chi tiết của khớp vạn năng cứng không đồng đều về vận tốc (các thành phần được dán nhãn)

Hình 3. Chi tiết khớp các đăng cứng tốc độ không đều

Góc lớn nhất giữa đường tâm các trục nối bằng khớp các đăng cứng tốc độ không đều thường không vượt quá 20°, vì hiệu suất giảm đáng kể ở các góc lớn hơn. Nếu góc giữa các đường tâm trục biến thiên trong khoảng 0...2°, các ngõng chữ thập chịu biến dạng do ổ bi kim, khiến khớp các đăng nhanh hỏng.

Trong hệ thống truyền động của xe xích tốc độ cao, người ta thường sử dụng khớp nối vạn năng với loại khớp nối bánh răng, cho phép truyền mô-men xoắn giữa các trục có trục giao nhau ở góc lên tới 1,5...2°.

Trục truyền động thường được chế tạo dưới dạng ống, sử dụng các ống thép đặc biệt không mối hàn hoặc hàn. Các khớp nối, ống răng cưa hoặc đầu nối được hàn vào các ống này. Để giảm tải trọng ngang tác động lên trục truyền động, việc cân bằng động được thực hiện khi các khớp nối đã được lắp ráp. Sự mất cân bằng được khắc phục bằng cách hàn các tấm cân bằng vào trục truyền động hoặc đôi khi bằng cách lắp đặt các tấm cân bằng dưới nắp ổ trục của các khớp nối. Vị trí tương đối của các bộ phận kết nối răng cưa sau khi lắp ráp và cân bằng hệ thống truyền động khớp nối tại nhà máy thường được đánh dấu bằng các nhãn đặc biệt.

Khớp bù của bộ truyền động khớp các đăng thường được làm dưới dạng mối nối then hoa, cho phép các chi tiết dịch chuyển dọc trục. Khớp gồm đầu then hoa lắp vào ống lót then hoa của bộ truyền động. Mỡ được nạp qua đầu bơm mỡ hoặc bôi khi lắp ráp và thay sau thời gian xe vận hành dài. Thông thường có phớt và nắp che để ngăn rò mỡ và bám bẩn.

Đối với trục truyền động dài, bộ truyền động khớp các đăng thường dùng gối đỡ trung gian. Gối đỡ trung gian thường gồm giá bắt bu-lông vào thanh ngang khung xe, trong đó lắp ổ bi cầu trong vòng cao su đàn hồi. Ổ bi được bịt kín ở cả hai đầu bằng nắp và có cơ cấu bôi trơn. Vòng cao su đàn hồi giúp bù sai số lắp ráp và lệch tâm ổ bi có thể phát sinh do khung xe biến dạng.

Khớp các đăng có ổ bi kim (Hình 4a) gồm các chạc, một chữ thập, ổ bi kim và phớt. Các cốc chứa ổ bi kim được lắp lên các ngõng trục của chữ thập và được làm kín bằng phớt. Các cốc được cố định trong chạc bằng vòng hãm hoặc nắp bắt vít. Khớp các đăng được bôi trơn qua đầu bơm mỡ thông qua các lỗ khoan bên trong chữ thập. Van an toàn dùng để xả áp suất dầu mỡ dư trong khớp. Khi chạc chủ động quay đều, chạc bị động quay không đều: mỗi vòng quay nó hai lần vượt trước rồi lại tụt sau chạc chủ động. Để khử sự quay không đều và giảm tải quán tính, người ta sử dụng hai khớp các đăng.

Trong hệ dẫn động bánh xe chủ động phía trước dùng các khớp đồng tốc. Bộ truyền động khớp đồng tốc trên xe GAZ-66 và ZIL-131 gồm các chạc 2, 5 (Hình 4b), bốn viên bi 7 và bi tâm 8. Chạc chủ động 2 liền với bán trục trong, còn chạc bị động được rèn liền với bán trục ngoài, đầu bán trục này lắp moay-ơ bánh xe. Mô-men từ chạc 2 truyền tới chạc 5 qua các viên bi 7 chạy trong rãnh tròn của chạc. Bi tâm 8 định tâm các chạc và được giữ bằng chốt 3, 4. Tần số quay của chạc 2 và 5 bằng nhau nhờ tính đối xứng của cơ cấu. Thay đổi chiều dài trục được bảo đảm bằng các mối nối then hoa trượt tự do của chạc với trục.

So sánh khớp vạn năng tiêu chuẩn (a) và khớp vận tốc không đổi (b)

Hình 4. Khớp các đăng: a — khớp các đăng: 1 — nắp; 2 — cốc; 3 — ổ bi kim; 4 — phớt; 5, 9 — chạc; 6 — van an toàn; 7 — chữ thập; 8 — đầu bơm mỡ; 10 — vít; b — khớp đồng tốc: 1 — bán trục trong; 2 — chạc chủ động; 3, 4 — chốt; 5 — chạc bị động; 6 — bán trục ngoài; 7 — bi; 8 — bi tâm

2. Sự cố của bộ truyền động khớp các đăng

Sự cố bộ truyền động khớp các đăng thường biểu hiện bằng tiếng gõ mạnh ở khớp khi xe chạy, nhất là khi chuyển số hoặc tốc độ trục khuỷu động cơ tăng đột ngột (ví dụ chuyển từ phanh bằng động cơ sang tăng tốc). Khớp nóng lên cao (trên 100°C) cũng là dấu hiệu hư hỏng. Nguyên nhân là sự mòn đáng kể của bạc lót, ngõng khớp, ổ bi kim, chữ thập và mối nối then hoa, dẫn đến lệch tâm khớp và tải trọng va đập dọc trục lớn lên ổ bi kim. Hỏng phớt bần của chữ thập khiến ngõng và ổ bi của nó nhanh mòn.

Khi bảo dưỡng, kiểm tra bộ truyền động khớp các đăng bằng cách xoay mạnh trục truyền động bằng tay theo cả hai chiều. Độ rơ khi xoay cho biết mức mòn của khớp các đăng và mối nối then hoa. Cứ 8–10 nghìn km, kiểm tra mối ghép bu-lông giữa mặt bích trục bị động của hộp số, trục chủ động của truyền lực chính với mặt bích khớp các đăng đầu cuối, cũng như độ chặt của gối đỡ trung gian trục truyền động. Đồng thời kiểm tra chụp cao su ở mối nối then hoa và phớt bần của chữ thập. Mọi bu-lông cố định phải siết chặt hoàn toàn (mô-men siết 8–10 kgf·m).

Ổ bi kim của khớp các đăng được bôi trơn bằng dầu lỏng dùng cho cụm truyền lực; mối nối then hoa ở đa số xe được bôi trơn bằng mỡ (US-1, US-2, 1-13 v.v.); tuyệt đối không dùng mỡ để bôi trơn ổ bi kim. Trên một số xe, mối nối then hoa dùng dầu hộp số. Ổ bi gối đỡ trung gian lắp trong ống cao su hầu như không cần bôi trơn vì đã được bôi trơn khi lắp ráp tại nhà máy. Ổ bi gối đỡ của xe ZIL-130 được bôi trơn bằng mỡ qua đầu tra mỡ áp lực khi bảo dưỡng định kỳ (mỗi 1100–1700 km).

Hình minh họa có nhãn của cụm truyền động khớp vạn năng

Hình 5. Bộ truyền động khớp các đăng: 1 — mặt bích cố định trục truyền động; 2 — chữ thập khớp các đăng; 3 — chạc khớp các đăng; 4 — chạc trượt; 5 — ống trục truyền động; 6 — ổ lăn kim đầu kín

Bộ truyền động khớp các đăng gồm hai khớp có ổ bi kim, nối bằng trục rỗng và chạc trượt có then hoa thân khai. Để chống bụi tốt và bôi trơn mối nối then hoa hiệu quả, chạc trượt (6), nối với trục thứ cấp (2) của hộp số, được đặt trong phần nối dài (1) gắn vào vỏ hộp số. Cách bố trí mối nối then hoa này (ngoài vùng giữa các khớp) làm tăng đáng kể độ cứng của bộ truyền động và giảm khả năng trục rung khi mối nối then hoa trượt bị mòn.

Trục truyền động được làm bằng ống hàn điện thành mỏng (8), trong đó hai cái ách giống hệt nhau (9) được ép khít ở mỗi đầu và sau đó hàn bằng hàn hồ quang. Vỏ ổ trục kim (18) của chữ thập (25) được ép khít vào mắt của cái ách (9) và được cố định bằng các vòng giữ lò xo (20). Mỗi ổ trục khớp vạn năng chứa 22 kim (21). Các nắp dập (24) được ép khít vào các chốt nhô ra của chữ thập, trên đó lắp các vòng bần (23). Các ổ trục được bôi trơn bằng cách sử dụng một khớp mỡ góc (17) được vặn vào một lỗ ren ở giữa chữ thập, được kết nối với các rãnh xuyên qua các chốt của chữ thập. Ở phía đối diện của khớp nối vạn năng chữ thập, một van an toàn (16) nằm ở giữa, được thiết kế để xả mỡ thừa khi đổ đầy khớp nối và ổ trục, đồng thời ngăn ngừa áp suất tích tụ bên trong khớp nối trong quá trình vận hành (van hoạt động ở áp suất khoảng 3,5 kg/cm²). Việc lắp đặt van an toàn là cần thiết do áp suất tăng quá mức bên trong khớp nối có thể dẫn đến hư hỏng (đùn) gioăng bần.

Sơ đồ cụm trục truyền động với các thành phần được dán nhãn

Hình 6. Cụm trục truyền động: 1 — phần nối dài hộp số; 2 — trục thứ cấp của hộp số; 3 và 5 — tấm chắn bụi; 4 — gioăng cao su; 6 — khớp trượt; 7 — tấm cân bằng; 8 — ống trục truyền động; 9 — khớp nối; 10 — khớp nối mặt bích; 11 — bu lông; 12 — mặt bích của bánh răng truyền động trục sau; 13 — vòng đệm lò xo; 14 — đai ốc; 15 — trục sau; 16 — van an toàn; 17 — đầu bôi mỡ góc; 18 — ổ trục kim; 19 — mắt ách; 20 — vòng giữ lò xo; 21 — kim; 22 — vòng đệm có đầu hình xuyến; 23 — vòng nút chai; 24 — nắp dập; 25 — chữ thập

Trục truyền động, được lắp ráp với cả hai khớp vạn năng, được cân bằng động cẩn thận ở cả hai đầu bằng cách hàn các tấm cân bằng (7) vào ống. Do đó, khi tháo rời trục, tất cả các bộ phận của trục phải được đánh dấu cẩn thận để có thể lắp ráp lại đúng vị trí ban đầu. Việc không tuân thủ hướng dẫn này sẽ làm mất cân bằng của trục, gây ra rung động có thể làm hỏng hộp số và thân xe. Nếu từng bộ phận bị mòn, đặc biệt là nếu ống bị cong do va đập và không thể cân bằng động cho trục sau khi lắp ráp, toàn bộ trục phải được thay thế.

Các sự cố có thể xảy ra với trục truyền động, nguyên nhân và cách khắc phục

Nguyên nhân gây ra sự cố Giải pháp
Rung động trục truyền động
1. Trục bị uốn cong do va chạm với vật cản 1. Làm thẳng và cân bằng động trục đã lắp ráp hoặc thay thế trục đã lắp ráp
2. Mòn vòng bi và mòn chéo 2. Thay ổ trục và chữ thập, đồng thời cân bằng động trục đã lắp ráp
3. Mòn của ống lót kéo dài và khung trượt 3. Thay phần nối dài và chạc trượt, sau đó cân bằng động trục đã lắp ráp
Tiếng gõ khi khởi động và chạy trôi
1. Mòn các rãnh khớp nối của khung trượt hoặc trục hộp số thứ cấp 1. Thay thế các bộ phận bị mòn. Khi thay thế khớp trượt, cần cân bằng động trục đã lắp ráp
2. Bu-lông lỏng cố định chạc mặt bích với mặt bích bánh răng truyền lực chính của cầu sau 2. Siết chặt các bu-lông
Dầu văng ra từ phớt khớp các đăng
Mòn các vòng bấc trong phớt khớp các đăng Thay thế các vòng đệm bằng nút chai, đồng thời đảm bảo giữ nguyên vị trí tương đối của tất cả các bộ phận trục truyền động trong quá trình lắp ráp lại. Nếu các khớp chữ thập và ổ trục bị mòn, hãy thay thế ổ trục và khớp chữ thập, sau đó cân bằng động trục đã lắp ráp.

3. Cân bằng trục truyền động

Sau khi sửa chữa và lắp ráp trục truyền động, trục này được cân bằng động trên máy. Một kiểu thiết kế của máy cân bằng được thể hiện trong Hình 7. Máy bao gồm một tấm đế (18), một khung con lắc (8) được gắn trên bốn thanh đàn hồi thẳng đứng (3), đảm bảo cho nó dao động trong mặt phẳng ngang. Một giá đỡ và đầu trục trước (9), được cố định trên một giá đỡ (4), được lắp trên các ống dọc của khung con lắc (8). Đầu trục sau (6) nằm trên một thanh trượt di động (5), cho phép cân bằng động các trục truyền động có độ dài khác nhau. Các trục của đầu trục được lắp trên các ổ bi chính xác. Trục của đầu trục trước (9) được truyền động bởi một động cơ điện lắp đặt trong đế máy, thông qua hệ thống truyền động bằng dây đai V và một trục trung gian, trên đó có lắp một đĩa chia độ (10). Ngoài ra, hai giá đỡ (15) với chốt khóa có thể thu vào (17) được lắp đặt trên tấm máy (18), đảm bảo cố định các đầu trước và sau của khung con lắc tùy thuộc vào việc cân bằng đầu trước hoặc đầu sau của trục truyền động.

Sơ đồ của máy cân bằng trục truyền động động

Hình 7. Máy cân bằng động cho trục truyền động

1—kẹp; 2—bộ giảm chấn; 3—thanh đàn hồi; 4—giá đỡ; 5—bàn trượt di động; 6—bàn máy phía sau; 7—thanh ngang; 8—khung con lắc; 9—đầu trục truyền động trước; 10—đĩa cánh tay; 11—máy đo milivôn; 12—cánh tay của trục bộ chuyển mạch-chỉnh lưu; 13—cảm biến từ điện; 14—giá đỡ cố định; 15—giá đỡ cố định; 16—giá đỡ; 17—bộ cố định; 18—tấm đỡ

Các giá đỡ cố định (14) được lắp đặt ở phía sau tấm máy, và các cảm biến từ điện (13) được gắn trên đó, với các thanh nối với hai đầu của khung con lắc. Để ngăn chặn hiện tượng rung cộng hưởng của khung, các bộ giảm chấn (2) chứa dầu được lắp đặt dưới các giá đỡ (4).

Khi cân bằng động, cụm trục truyền động có chạc trượt được đặt và cố định trên máy. Một đầu trục được nối bằng chạc mặt bích với mặt bích của ụ trước chủ động, đầu còn lại được nối bằng cổ đỡ của chạc trượt với ống lót then hoa của ụ sau. Sau đó kiểm tra trục quay nhẹ nhàng và cố định một đầu khung con lắc của máy bằng chốt hãm. Sau khi khởi động máy, xoay vành bộ chỉnh lưu ngược chiều kim đồng hồ để kim milivôn kế đạt giá trị cực đại. Số chỉ milivôn kế tương ứng với độ lớn mất cân bằng. Thang milivôn kế được chia theo gam-xentimét hoặc gam đối trọng. Tiếp tục xoay vành bộ chỉnh lưu ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi số chỉ milivôn kế về không rồi dừng máy. Dựa vào số chỉ của vành bộ chỉnh lưu xác định độ lệch góc (góc lệch mất cân bằng), sau đó quay tay trục truyền động để đặt giá trị này trên vành trục trung gian. Vị trí hàn tấm cân bằng sẽ ở phía trên trục truyền động, còn phần có khối lượng ở phía dưới trong mặt phẳng hiệu chỉnh. Sau đó gắn tấm cân bằng và buộc bằng dây mảnh, cách vị trí hàn 10 mm; khởi động máy và kiểm tra cân bằng đầu trục có tấm. Mất cân bằng không được vượt quá 70 g·cm (700 g·mm). Tiếp theo, nhả một đầu và dùng giá chốt hãm cố định đầu kia của khung con lắc, rồi cân bằng động đầu còn lại của trục theo trình tự công nghệ đã mô tả ở trên.

Trục truyền động có một số đặc điểm liên quan đến cân bằng. Đối với hầu hết các bộ phận, cơ sở để cân bằng động là các cổ đỡ (ví dụ: rôto của động cơ điện, tuabin, trục chính, trục khuỷu, v.v.), nhưng đối với trục truyền động, đó là các mặt bích. Trong quá trình lắp ráp, không thể tránh khỏi các khe hở ở các điểm nối khác nhau dẫn đến mất cân bằng. Nếu không thể đạt được mức mất cân bằng tối thiểu trong quá trình cân bằng, trục sẽ bị loại bỏ. Độ chính xác của việc cân bằng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

  • Khoảng hở trong mối nối giữa vành đai tiếp xúc của mặt bích trục truyền động và lỗ trong của mặt bích kẹp ở các đầu kẹp bên trái và bên phải;
  • Độ lệch tâm và độ lệch đầu của các bề mặt nền của mặt bích;
  • Khe hở giữa các khớp nối bản lề và khớp nối có khía. Mỡ bôi trơn trong khoang khớp nối có khía có thể dẫn đến mất cân bằng "trôi nổi". Nếu mỡ bôi trơn ngăn cản việc đạt được độ chính xác cân bằng cần thiết, trục truyền động sẽ được cân bằng mà không cần mỡ bôi trơn.

Một số dạng mất cân bằng có thể không thể hiệu chỉnh hoàn toàn. Nếu phát hiện ma sát tăng tại các khớp các đăng của trục truyền động, ảnh hưởng lẫn nhau giữa các mặt phẳng hiệu chỉnh sẽ tăng. Điều này làm giảm năng suất và độ chính xác của quá trình cân bằng.

Theo OST 37.001.053-74, các tiêu chuẩn mất cân bằng sau đây được thiết lập: trục truyền động có hai khớp nối (hai giá đỡ) được cân bằng động, và với ba khớp nối (ba giá đỡ) - được lắp ráp với giá đỡ trung gian; các mặt bích (chạc) của trục truyền động và khớp nối nặng hơn 5 kg được cân bằng tĩnh trước khi lắp ráp trục hoặc khớp nối; các tiêu chuẩn mất cân bằng còn lại cho trục truyền động ở mỗi đầu hoặc tại giá đỡ trung gian của trục truyền động ba khớp nối được đánh giá bằng mất cân bằng cụ thể;

Định mức mất cân bằng dư riêng tối đa cho phép tại mỗi đầu trục hoặc tại giá đỡ trung gian, cũng như đối với trục truyền động ba khớp nối ở bất kỳ vị trí nào trên giá cân bằng, không được vượt quá: đối với hộp số của xe ô tô chở khách và xe tải nhỏ (dưới 1 tấn) và xe buýt rất nhỏ - 6 g-cm/kg, đối với các loại xe còn lại - 10 g-cm/kg. Định mức mất cân bằng dư riêng tối đa cho phép của trục truyền động hoặc trục truyền động ba khớp nối phải được đảm bảo trên giá cân bằng với tần số quay tương ứng với tần số của chúng trong hộp số ở tốc độ tối đa của xe.

Lưu ý: OST 37.001.053-74 là tiêu chuẩn ngành ô tô Liên Xô từ năm 1974, được trích dẫn ở đây như một tư liệu lịch sử. Theo cách diễn đạt hiện đại, 6 g·cm/kg tại 3.000 vòng/phút tương ứng xấp xỉ G 19 và 10 g·cm/kg tương ứng xấp xỉ G 31 — yêu cầu của OST nằm giữa G 16 và G 40, phù hợp với các cấp chất lượng ISO 21940-11 (trước đây là ISO 1940-1) dành cho trục truyền động. Công việc mới cần được quy định theo các cấp ISO 21940-11.

Đối với trục truyền động và trục truyền động ba khớp nối của xe tải có tải trọng từ 4 tấn trở lên, xe buýt nhỏ và lớn, tần số quay trên giá cân bằng được phép giảm xuống còn 70% so với tần số quay của trục truyền động ở tốc độ tối đa của xe. Theo OST 37.001.053-74, tần số quay cân bằng của trục truyền động phải bằng:

nb = (0,7 ... 1,0) nr,

Trong đó nb – tần số quay cân bằng (phải tương ứng với thông số kỹ thuật chính của giá đỡ, n=3000 phút-1); nr – tần số quay làm việc tối đa, min-1.

Trên thực tế, do khe hở tại các mối nối và các khớp răng, trục truyền động không thể được cân bằng ở tần số quay được khuyến nghị. Trong trường hợp này, người ta sẽ chọn một tần số quay khác, ở đó trục truyền động có thể được cân bằng.

4. Máy cân bằng hiện đại cho trục truyền động

Máy cân bằng trục truyền động (cho trục dài tới 2 mét, tải trọng 500 kg)

Hình 8. Máy cân bằng trục truyền động có chiều dài tối đa 2 mét và trọng lượng tối đa 500 kg

Mô hình này có 2 chân đế và cho phép cân bằng trên 2 mặt phẳng hiệu chỉnh.

Máy cân bằng trục truyền động (cho trục dài tới 4,2 m, tải trọng 400 kg)

Hình 9. Máy cân bằng trục truyền động có chiều dài tối đa 4200 mm và trọng lượng tối đa 400 kg

Mô hình này có 4 chân đế và cho phép cân bằng đồng thời trên 4 mặt phẳng hiệu chỉnh.

Máy cân bằng trục truyền động ổ trục cứng nằm ngang

Hình 10. Máy cân bằng gối đỡ cứng kiểu nằm ngang dùng để cân bằng động trục truyền động

1 – Chi tiết cân bằng (trục truyền động); 2 – Bệ máy; 3 – Gối đỡ máy; 4 – Bộ truyền động máy; các phần tử kết cấu của gối đỡ máy được thể hiện trên Hình 11.

Các bộ phận hỗ trợ máy cân bằng trục truyền động (có nhãn)

Hình 11. Các bộ phận hỗ trợ máy dùng để cân bằng động trục truyền động

1 – Giá đỡ bên trái không điều chỉnh được; 2 – Giá đỡ trung gian có thể điều chỉnh (2 cái); 3 – Giá đỡ cố định bên phải không điều chỉnh được; 4 – Tay nắm khóa khung giá đỡ; 5 – Bệ đỡ di động; 6 – Đai ốc điều chỉnh chiều dọc của giá đỡ; 7 – Tay cầm khóa vị trí dọc; 8 – Giá kẹp giá đỡ; 9 – Kẹp di động ổ trục trung gian; 10 – Tay cầm khóa kẹp; 11 – Khóa giá kẹp; 12 – Trục chính (dẫn động) để lắp đặt chi tiết; 13 – Trục bị dẫn động

5. Chuẩn bị cho việc cân bằng trục truyền động

Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét việc lắp đặt các giá đỡ máy và việc lắp đặt bộ phận cân bằng (trục truyền động bốn điểm tựa) lên các giá đỡ máy.

Lắp đặt mặt bích chuyển tiếp trên trục chính của máy cân bằng

Hình 12. Lắp đặt mặt bích chuyển tiếp vào trục của máy cân bằng

Lắp trục truyền động vào giá đỡ máy cân bằng

Hình 13. Lắp trục truyền động vào các giá đỡ của máy cân bằng

Cân bằng trục truyền động trên máy cân bằng hỗ trợ bằng thước thủy

Hình 14. Cân bằng trục truyền động theo phương ngang trên các giá đỡ của máy cân bằng bằng cách sử dụng thước thủy bình

Cố định các giá đỡ trung gian để cố định trục truyền động trên máy

Hình 15. Cố định các giá đỡ trung gian của máy cân bằng để ngăn chặn sự dịch chuyển theo phương thẳng đứng của trục truyền động

Quay chi tiết bằng tay một vòng đầy đủ. Đảm bảo chi tiết quay tự do và không bị kẹt trên các giá đỡ. Sau đó, phần cơ khí của máy được thiết lập xong và việc lắp chi tiết hoàn tất.

6. Cách cân bằng trục truyền động: quy trình từng bước

Tôi cần bộ thiết bị nào? Máy hai gối đỡ, hiệu chỉnh trong hai mặt phẳng (Hình 8), cần Balanset-1A hai kênh. Máy bốn gối đỡ, hiệu chỉnh đồng thời trong bốn mặt phẳng (Hình 9 và quy trình dưới đây), cần Balanset-4A bốn kênh. Quy trình đo và tính toán giống nhau; chỉ khác số kênh. Quy trình dưới đây mô tả cấu hình bốn mặt phẳng, còn ảnh chụp phần mềm cho thấy cùng quy trình trên Balanset-1A hai mặt phẳng — trên Balanset-4A, các màn hình tương tự chỉ bổ sung mặt phẳng 3 và 4.

Quy trình cân bằng trục truyền động trên máy cân bằng được xem xét với hệ đo Balanset-4A làm ví dụ. Balanset-4A là bộ thiết bị cân bằng di động dùng để cân bằng rô-to trong một, hai, ba và bốn mặt phẳng hiệu chỉnh, khi rô-to quay trong ổ đỡ riêng hoặc được lắp trên máy cân bằng. Thiết bị gồm tối đa bốn cảm biến rung, một cảm biến góc pha, một bộ đo bốn kênh và máy tính xách tay.

Toàn bộ quá trình cân bằng, gồm đo, xử lý và hiển thị thông tin về độ lớn cũng như vị trí của khối lượng hiệu chỉnh, được thực hiện tự động; người dùng không cần kỹ năng hay kiến thức bổ sung ngoài hướng dẫn cung cấp. Kết quả của mọi lần cân bằng được lưu trong Kho lưu trữ cân bằng và có thể in thành báo cáo khi cần. Ngoài chức năng cân bằng, Balanset-4A còn có thể dùng như máy đo rung–tốc độ quay thông thường, cho phép đo trên bốn kênh giá trị hiệu dụng (RMS) của rung tổng, RMS của thành phần rung quay và kiểm soát tốc độ quay rô-to.

Hơn nữa, thiết bị cho phép hiển thị đồ thị hàm theo thời gian và phổ rung theo vận tốc rung, điều này có thể hữu ích trong việc đánh giá tình trạng kỹ thuật của máy đang được cân bằng.

External view of the Balanset-4A balancing device

Hình 16. Hình dạng bên ngoài của thiết bị Balanset-4A khi dùng làm hệ đo lường và tính toán của máy cân bằng trục truyền động

Balanset-4A device in use on a driveshaft balancing machine

Hình 17. Ví dụ sử dụng thiết bị Balanset-4A làm hệ đo lường và tính toán của máy cân bằng trục truyền động

Main window of the Balanset balancing software

Hình 18. Cửa sổ chính của phần mềm Balanset: F1 - Giới thiệu, F5 - Máy đo rung, F7 - Cân bằng, F8 - Đồ thị, F6 - Báo cáo

Thiết bị Balanset-4A được cung cấp kèm cảm biến rung. Cảm biến dựa trên gia tốc kế; phần mềm tích phân tín hiệu của chúng và hiển thị vận tốc rung theo mm/s RMS.

Balanset-4A vibration sensors mounted on machine supports

Hình 19. Lắp đặt cảm biến rung Balanset-4A trên các gối đỡ của máy cân bằng

Hướng trục nhạy của cảm biến phải trùng với hướng dịch chuyển rung của gối đỡ, trong trường hợp này là phương ngang. Để biết thêm thông tin về lắp đặt cảm biến, xem CÂN BẰNG RÔ-TO TRONG ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH.

  1. Lắp đặt các cảm biến rung 1, 2, 3, 4 lên các giá đỡ của máy cân bằng.
  2. Kết nối các cảm biến rung với các đầu nối X1, X2, X3, X4.
  3. Lắp đặt cảm biến góc pha (máy đo tốc độ quay laser) 5 sao cho khe hở danh định giữa bề mặt hướng kính (hoặc mặt đầu) của rôto và vỏ cảm biến nằm trong khoảng từ 10 đến 300 mm.
  4. Dán một dải phản quang có chiều rộng ít nhất 10-15 mm lên bề mặt rôto.
  5. Kết nối cảm biến góc pha với đầu nối X5.
  6. Kết nối thiết bị đo với cổng USB của máy tính.
  7. Khi sử dụng nguồn điện lưới, hãy kết nối máy tính với bộ nguồn.
  8. Kết nối bộ nguồn với mạng điện 220 V, 50 Hz.
  9. Bật máy tính và khởi động phần mềm Balanset.
  10. Mở không gian làm việc cân bằng bằng nút “F7 - Cân bằng” và đặt số mặt phẳng hiệu chỉnh cần thiết trong trường “Số mặt phẳng”, để các cảm biến rung nối với đầu vào của bộ đo đo rung đồng thời.
  11. Trên màn hình máy tính xuất hiện sơ đồ ký hiệu minh họa cách nối cảm biến với bộ đo, như thể hiện ở Hình 18.

Trước khi tiến hành cân bằng, nên thực hiện đo đạc ở chế độ máy đo rung (nút F5).

Vibration Meter mode of the Balanset software with total and 1x vibration readings

Hình 20. Chế độ Máy đo rung (F5): rung tổng V1s, V2s và các thành phần quay V1o, V2o với pha F1, F2, hiển thị theo vận tốc rung mm/s RMS

Nếu biên độ rung động tổng thể V1s (V2s) gần bằng biên độ rung động thành phần quay V1o (V2o), có thể giả định rằng nguyên nhân chính gây ra rung động của cơ cấu là do mất cân bằng rotor. Nếu biên độ rung động tổng thể V1s (V2s) vượt quá đáng kể thành phần quay V1o (V2o), nên kiểm tra cơ cấu – kiểm tra tình trạng ổ trục, đảm bảo lắp đặt chắc chắn trên bệ, xác minh rotor không tiếp xúc với các bộ phận cố định trong quá trình quay và xem xét ảnh hưởng của rung động từ các cơ cấu khác, v.v.

Việc nghiên cứu đồ thị hàm theo thời gian và phổ rung trong chế độ đồ thị (“F8 - Đồ thị”, thẻ “F5-Phổ (Hz)”) có thể hữu ích ở đây.

Phần mềm dành cho máy cân bằng và phân tích rung động cầm tay Balanset-1A. Biểu đồ phổ rung động.

Hình 21. Biểu đồ hàm thời gian và phổ rung động

Biểu đồ cho thấy tần số nào có mức độ rung động cao nhất. Nếu các tần số này khác với tần số quay của rô-to trong cơ cấu cân bằng, cần xác định nguồn gốc của các thành phần rung động này và thực hiện các biện pháp loại bỏ chúng trước khi cân bằng.

Đọc phổ của trục truyền động: 1x là mất cân bằng, 2x có thể do chính khớp gây ra. Đỉnh trội tại tần số quay (1x) cho thấy mất cân bằng — đây là thành phần mà cân bằng loại bỏ. Đỉnh trội ở hai lần tần số quay (2x), nhất là kèm rung dọc trục mạnh, cho thấy các góc khớp, chữ thập hoặc then hoa bị mòn, hoặc sự không thẳng hàng: khớp các đăng làm việc tại góc γ khiến chạc bị động vượt trước rồi tụt sau hai lần trong mỗi vòng quay, vì vậy tạo ra thành phần 2x ngay cả khi trục được cân bằng hoàn hảo. Cân bằng không loại bỏ được thành phần này — hãy làm bằng nhau các góc khớp (γ1 = γ2) và kiểm tra khớp trước. Trong chế độ đồ thị (“F8 - Đồ thị”), thẻ “F5-Phổ (Hz)” hiển thị phổ còn thẻ “F3-Rung 1x” hiển thị thành phần quay; tại 3000 vòng/phút-1 1x = 50 Hz và 2x = 100 Hz.

Cũng cần chú ý đến độ ổn định của các giá trị đo trong chế độ đo dao động – biên độ và pha dao động không được thay đổi quá 10–15% trong quá trình đo. Nếu không, cơ cấu có thể đang hoạt động gần vùng cộng hưởng. Trong trường hợp này, cần điều chỉnh tốc độ của rô-to.

Khi cân bằng bốn mặt phẳng cho rô-to mới, cần năm lần chạy hiệu chuẩn và ít nhất một lần chạy tinh chỉnh (Run T) của máy đã cân bằng. Đo rung trong lần máy chạy đầu tiên không có khối lượng thử được thực hiện là Run 0 trong không gian làm việc cân bằng. Các lần chạy tiếp theo được thực hiện với khối lượng thử, lần lượt lắp trên trục truyền động ở từng mặt phẳng hiệu chỉnh (khu vực mỗi gối đỡ của máy cân bằng).

Trước mỗi lần chạy tiếp theo, cần thực hiện các bước sau:

  • Dừng chuyển động quay của rôto máy cân bằng.
  • Tháo khối lượng thử nghiệm đã lắp đặt trước đó.
  • Lắp trọng lượng thử nghiệm vào mặt phẳng tiếp theo.

Balancing workspace of the Balanset software during a measurement run

Hình 22. Không gian làm việc cân bằng (“F7 - Cân bằng”) trong một lần đo: Run 0 - Ban đầu, các lần chạy với khối lượng thử Run 1 và Run 2, và lần chạy tinh chỉnh Run T

Sau khi hoàn thành mỗi phép đo, kết quả tần số quay của rôto (Nob), cũng như các giá trị RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) và các pha (F1, F2, F3, F4) của độ rung tại tần số quay của rô-to cân bằng được lưu vào các trường tương ứng trong cửa sổ chương trình. Sau lần chạy thứ năm (Khối lượng ở Mặt phẳng 4), kết quả cân bằng với đồ thị cực (xem Hình 23) xuất hiện, hiển thị các giá trị đã tính của khối lượng (M1, M2, M3, M4) và các góc lắp đặt (f1, f2, f3, f4) của các khối lượng hiệu chỉnh cần lắp lên rôto trong bốn mặt phẳng để bù lại mất cân bằng của nó.

Polar plot of the Balanset software with calculated correction masses and angles

Hình 23. Đồ thị cực của kết quả cân bằng: khối lượng hiệu chỉnh và góc tính toán cho từng mặt phẳng, đo từ vị trí khối lượng thử theo hướng quay

Chú ý! Sau khi hoàn tất quá trình đo trong lần chạy thứ năm của máy cân bằng, cần dừng rô-to và tháo quả cân thử đã lắp trước đó. Chỉ sau đó mới có thể tiến hành lắp hoặc tháo quả cân hiệu chỉnh trên rô-to.

Vị trí góc để thêm (hoặc loại bỏ) trọng lượng hiệu chỉnh trên rô-to trong hệ tọa độ cực được đo từ vị trí lắp đặt trọng lượng thử. Hướng đo góc trùng với hướng quay của rô-to. Trong trường hợp cân bằng bằng cánh quạt, cánh quạt của rô-to cân bằng được coi là cánh quạt thứ nhất trùng với vị trí lắp đặt trọng lượng thử. Hướng đánh số của các cánh quạt được hiển thị trên màn hình máy tính tuân theo hướng quay của rô-to.

Trong phiên bản phần mềm này, mặc định khối lượng hiệu chỉnh được thêm vào rô-to. Điều này được chỉ bằng dấu chọn trong trường “Thêm khối lượng”. Nếu cần hiệu chỉnh mất cân bằng bằng cách loại bỏ khối lượng (ví dụ bằng khoan), hãy dùng chuột chọn trường “Loại bỏ khối lượng”; sau đó vị trí góc của khối lượng hiệu chỉnh sẽ tự động thay đổi 180 độ.

Sau khi lắp các khối lượng hiệu chỉnh lên rô-to cân bằng, thực hiện lần chạy tinh chỉnh (Run T) để kiểm tra hiệu quả của thao tác cân bằng. Sau khi hoàn tất lần chạy tinh chỉnh, kết quả tần số quay của rô-to (Nob) và các giá trị RMS (Vo1, Vo2, Vo3, Vo4) và các pha (F1, F2, F3, F4) của độ rung tại tần số quay của rô-to cân bằng được lưu lại. Đồng thời, kết quả cân bằng (xem Hình 23) được cập nhật, hiển thị các thông số tính toán của những khối lượng hiệu chỉnh bổ sung cần lắp (hoặc tháo) trên rô-to để bù mất cân bằng dư. Không gian làm việc này cũng cho biết các giá trị mất cân bằng dư đạt được sau cân bằng. Nếu độ rung dư và/hoặc mất cân bằng dư của rô-to cân bằng đáp ứng yêu cầu dung sai quy định trong tài liệu kỹ thuật, có thể kết thúc quá trình cân bằng. Nếu không, có thể tiếp tục cân bằng. Phương pháp này cho phép hiệu chỉnh các sai số có thể phát sinh bằng các phép xấp xỉ liên tiếp khi lắp (tháo) khối lượng hiệu chỉnh trên rô-to cân bằng.

Nếu tiếp tục quá trình cân bằng, cần lắp thêm (hoặc tháo) các khối lượng hiệu chỉnh trên rô-to cân bằng theo thông số tính toán hiển thị trong kết quả cân bằng.

Các hệ số cân bằng rô-to (hệ số ảnh hưởng động) tính từ kết quả của năm lần chạy hiệu chuẩn được lưu trong bộ nhớ máy tính và có thể dùng lại bằng chức năng “Nạp hệ số” khi cân bằng các rô-to cùng loại.

7. Các cấp độ chính xác cân bằng được khuyến nghị cho các rô-to cứng

Các cấp dưới đây là cấp chất lượng cân bằng G theo ISO 1940-1, được ISO 21940-11:2016 thay thế mà không thay đổi các giá trị. Cấp này được xác định là G = eper·Ω, trong đó eper là mất cân bằng dư riêng cho phép (g·mm/kg = µm) và Ω = 2πn/60 là vận tốc góc làm việc (rad/s). Mất cân bằng dư cho phép được suy ra là Uper = 9549·G·M/n [g·mm], được phân bổ giữa các mặt phẳng hiệu chỉnh. Xem Tiêu chuẩn ISO 1940-1 mục từ điển thuật ngữ của chúng tôi.

Cấp mặc định cho trục truyền động của xe đường bộ là G 40; G 16 áp dụng khi bản vẽ hoặc quy cách OEM yêu cầu đặc biệt. Lưu ý rằng mất cân bằng dư và rung là các tiêu chí nghiệm thu riêng biệt: rung của máy đã lắp ráp được đánh giá theo ISO 20816 (trước đây là ISO 10816) — xem Tiêu chuẩn ISO 10816-1 mục từ điển thuật ngữ của chúng tôi.

Bảng cấp G chỉ áp dụng cho rô-to cứng — tức rô-to có tốc độ làm việc thấp hơn khoảng 0,5…0,7 tốc độ tới hạn uốn bậc một. Trục truyền động dài (từ 2 m trở lên và mọi trục có gối đỡ trung gian) có thể tiến gần giới hạn đó: hãy kiểm tra tốc độ tới hạn bậc một của trục so với cả tốc độ làm việc và tốc độ cân bằng. Nếu trục mềm ở tốc độ vận hành, hãy dùng quy trình theo dạng dao động / nhiều tốc độ (ISO 21940-12) — hiệu chỉnh rô-to cứng hai mặt phẳng sẽ không duy trì được.

Bảng 2. Các cấp độ chính xác cân bằng được khuyến nghị cho các rô-to cứng.

Cửa sổ tính toán dung sai cân bằng

Các loại máy (Rôto) Lớp Độ chính xác cân bằng Cấp chất lượng cân bằng G = eper·Ω, mm/s
Trục khuỷu truyền động (không cân bằng về mặt cấu trúc) dành cho động cơ diesel hàng hải cỡ lớn tốc độ thấp (tốc độ piston dưới 9 m/s) G 4000 4000
Trục khuỷu truyền động (được cân bằng cấu trúc) dành cho động cơ diesel hàng hải cỡ lớn tốc độ thấp (tốc độ piston dưới 9 m/s) G 1600 1600
Trục khuỷu truyền động (không cân bằng về mặt cấu trúc) trên bộ cách ly rung động G 630 630
Trục khuỷu truyền động (không cân bằng về mặt cấu trúc) trên các giá đỡ cứng G 250 250
Động cơ piston được lắp ráp cho xe ô tô con, xe tải và đầu máy xe lửa G 100 100
Trục khuỷu truyền động (được cân bằng cấu trúc) trên bộ cách ly rung động G 40 40
Bánh xe ô tô, vành bánh xe, bộ bánh xe, trục truyền động (trục các đăng) G 40 40
Máy móc nông nghiệp G 16 16
Trục khuỷu truyền động (đã cân bằng) trên các giá đỡ cứng G 16 16
Máy nghiền G 16 16
Trục truyền động (trục các đăng / trục các đăng) có yêu cầu đặc biệt G 16 16
Tua bin khí máy bay G 6.3 6.3
Máy ly tâm (máy tách, bể lắng) G 6.3 6.3
Động cơ điện và máy phát điện (có chiều cao trục tối thiểu 80 mm) với tốc độ quay danh định tối đa lên đến 950 vòng/phút-1 G 6.3 6.3
Động cơ điện có chiều cao trục dưới 80 mm G 6.3 6.3
Quạt G 6.3 6.3
Bộ truyền động bánh răng G 6.3 6.3
Máy đa năng G 6.3 6.3
Máy cắt kim loại G 6.3 6.3
Máy làm giấy G 6.3 6.3
Máy bơm G 6.3 6.3
Bộ tăng áp G 6.3 6.3
Tuabin nước G 6.3 6.3
Máy nén khí G 6.3 6.3
Hệ thống truyền động điều khiển bằng máy tính G 2.5 2.5
Động cơ điện và máy phát điện (có chiều cao trục tối thiểu 80 mm) có tốc độ quay danh định tối đa trên 950 vòng/phút-1 G 2.5 2.5
Tuabin khí và tuabin hơi nước G 2.5 2.5
Hệ thống truyền động cho máy cắt kim loại G 2.5 2.5
Máy dệt G 2.5 2.5
Bộ truyền động của thiết bị âm thanh và video G 1 1
Hệ thống truyền động cho máy mài G 1 1
Trục chính và bộ truyền động của thiết bị có độ chính xác cao G 0,4 0.4

Những câu hỏi thường gặp về cân bằng trục truyền động

Cân bằng trục truyền động là gì?

Cân bằng trục truyền động là quá trình hiệu chỉnh bất kỳ sự mất cân bằng khối lượng nào trong trục truyền động để nó quay trơn tru mà không gây ra rung động. Quá trình này bao gồm việc đo vị trí trục nặng hơn ở một bên, sau đó thêm hoặc bớt một lượng nhỏ trọng lượng (ví dụ, hàn các quả cân cân bằng) để cân bằng lại sự mất cân bằng đó. Một trục truyền động cân bằng chạy đều, giúp ngăn ngừa rung động quá mức và mài mòn các bộ phận của xe.

Tại sao việc cân bằng trục truyền động lại quan trọng?

Trục truyền động không cân bằng có thể dẫn đến rung động mạnh, đặc biệt là ở một số tốc độ nhất định, và có thể gây ra tiếng kêu lục cục khi tăng tốc hoặc chuyển số. Theo thời gian, những rung động này có thể làm hỏng ổ trục, khớp nối vạn năng và các bộ phận truyền động khác. Việc cân bằng trục truyền động sẽ loại bỏ những rung động này, đảm bảo xe vận hành êm ái hơn, giảm áp lực lên các bộ phận và ngăn ngừa hư hỏng hoặc thời gian chết máy tốn kém.

Những triệu chứng phổ biến của trục truyền động không cân bằng là gì?

Các triệu chứng điển hình của trục truyền động mất cân bằng hoặc bị lỗi bao gồm rung lắc hoặc rung lắc đáng chú ý ở sàn xe hoặc ghế ngồi, đặc biệt là khi tăng tốc. Bạn cũng có thể nghe thấy tiếng gõ hoặc tiếng lạch cạch khi sang số hoặc khi tăng tốc và giảm tốc. Trong một số trường hợp, khớp vạn năng có thể bị quá nhiệt do mất cân bằng. Nếu bạn quan sát thấy những dấu hiệu này, có thể trục truyền động cần được cân bằng hoặc sửa chữa.

Làm thế nào để cân bằng trục truyền động?

Cân bằng trục truyền động thường được thực hiện bằng máy cân bằng chuyên dụng. Trục truyền động được lắp và quay ở tốc độ cao, trong khi cảm biến phát hiện mọi mất cân bằng. Sau đó kỹ thuật viên gắn các khối lượng nhỏ lên trục (hoặc loại bỏ vật liệu) tại các vị trí xác định theo số liệu của máy. Quá trình lặp lại cho tới khi trục quay mà không còn rung đáng kể. Các hệ thống hiện đại như Balanset-4A có thể hướng dẫn quy trình và tính chính xác vị trí cũng như lượng khối lượng cần thêm để cân bằng chính xác.

Kết luận

Tóm lại, việc cân bằng trục truyền động đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo an toàn, hiệu suất và tiết kiệm chi phí. Bằng cách phát hiện và hiệu chỉnh mất cân bằng, bạn ngăn sự mài mòn không cần thiết của chi tiết, tránh các hư hỏng nghiêm trọng và duy trì hiệu suất máy tối ưu. Các hệ thống cân bằng hiện đại như thiết bị Balanset-1A và Balanset-4A của chúng tôi giúp quy trình hiệu quả, giúp cả những xưởng nhỏ đạt kết quả chuyên nghiệp.

Nếu bạn đang gặp phải tình trạng rung động liên tục ở trục truyền động hoặc cần một giải pháp cân bằng đáng tin cậy, đừng ngần ngại hành động. Hãy áp dụng các bước được nêu trong hướng dẫn này hoặc tham khảo ý kiến chuyên gia của chúng tôi để được hỗ trợ. Với phương pháp và thiết bị phù hợp, bạn có thể đảm bảo trục truyền động của mình hoạt động trơn tru và đáng tin cậy trong nhiều năm tới. Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm hoặc khám phá thiết bị cân bằng trục truyền động tốt nhất cho nhu cầu của bạn.

Cảm biến rung

Balanset-4

Giá đỡ từ tính Insize-60-kgf

Băng phản quang

Bộ cân bằng động “Balanset-1A” OEM


Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko is a vibration analysis engineer at Vibromera and a developer of the Balanset-1A portable balancing system. He has more than 15 years of field experience in rotor balancing and vibration diagnostics, and is based in Porto, Portugal. He writes here about balancing rotors in place, in their own bearings: fans and impellers, augers, drive shafts, crushers, mulcher and flail-mower rotors, centrifuges and turbine wheels. The articles walk through the practical side of the work — mounting the vibration sensors and the laser tachometer, trial-weight runs, calculating and fitting correction weights, reading a vibration spectrum, and checking the result against residual-unbalance grades in ISO 21940 and vibration-severity limits in ISO 10816 / 20816 — as well as the cases where balancing alone will not bring vibration down. Available for technical consultations via WhatsApp.

0 Comment

Trả lời

Avatar placeholder
WhatsApp
Balanset-1A · 1.975 €Hỏi kỹ sư