Балансировка деталей и узлов

При вращении с большой скоростью неуравновешенных деталей и узлов возникают дополнительные нагрузки, действующие; как на эти детали и узлы, так и на их опоры. К деталям и узлам, требующим балансировки, относятся: коленчатый вал, шкив коленчатого вала, шкив вала водяного насоса, лопасти вентилятора, шкив компрессора, коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением, карданный вал в сборе, колесо с шиной в сборе и др. Балансировка (уравновешивание) таких деталей и узлов является одним из условий повышения надежности и долговечности автомобилей. При ремонте автомобилей балансировка деталей и узлов может быть нарушена, поэтому их необходимо проверять и в случае необходимости вновь подвергать балансировке.

Равновесие деталей и узлов может быть статическим и динамическим.

При статическом равновесии центр тяжести находится на оси вращения детали или узла. При динамическом равновесии необходимо, чтобы центр тяжести детали или узла также находился на оси вращения и при этом отсутствовали какие-либо моменты центробежных сил, действующих в плоскости, проходящей через ось вращения.

Статическая балансировка. В качестве примера рассмотрим балансировку детали, установленной на валу (или на специальной оправке), опирающемся на горизонтальные направляющие 3. Под действием неуравновешенной массы т эта деталь самопроизвольно повернется и займет положение, при котором неуравновешенная масса будет находиться в крайнем нижнем положении .

При вращении детали возникает неуравновешенная центробежная сила, которая, как было отмечено выше, создает дополнительную нагрузку на вал и на его опоры.

Для уравновешивания детали к ней нужно прикрепить уравно­вешивающий груз, расположив его с диаметрально противоположной стороны по отношению к неуравновешенной массе. При этом моменты сил тяжести неуравновешенной массы и уравновешивающего груза относительно оси вращения детали должны быть равны. Этим обеспечивается равновесие детали.

Равновесие может быть достигнуто также путем удаления части металла детали со стороны неуравновешенной массы (спиливанием или высверливанием).

Статической балансировке подвергают обычно плоские детали и подгруппы — например маховики, ведомые диски сцепления, вентиляторы, а также некоторые узлы — ступицы колес в сборе с тормозными барабанами, нажимной диск сцепления в сборе с кожухом.

Статическую балансировку производят с помощью приспособлений, устанавливая детали на горизонтальных призматических параллелях или на попарно установленных вращающихся дисковых роликах. Дисковые ролики в таких приспособлениях установлены на шариковых подшипниках, что сводит до минимума сопротивление вращению. Поэтому роликовые приспособления дают большую точность балансировки.

При балансировке очень трудно устранить дисбаланс полностью, поэтому техническими условиями предусматривается допустимый дисбаланс для той или иной детали.

Динамическая балансировка. При вращении вала возникают две противоположно направленные центробежные силы. Эти силы находящиеся друг от друга на расстоянии, создают момент, который вызывает динамическое неравновесие вала. В результате вал и его опоры будут испытывать дополнительную нагрузку.

Момент этой пары сил может быть уравновешен другой парой сил, приложенной к валу, действующей в той же плоскости и создающей равный противодействующий момент. Таким образом, динамическое неравновесие может быть устранено только уравновешивающей его парой сил.

Для динамического уравновешивания детали к ней, в плоскости. действия момента необходимо приложить две массы m₁=m_а на равном расстоянии от оси вращения, в результате чего при вращении вала возникнут центробежные силы Р₁ и Р₂, которые создадут момент пары сил Р₁L, противодействующей моменту F₁L и уравновешивающий его. Такие уравновешивание называется динамической балансировкой.

Динамическую балансировку деталей и узлов производят на специальных балансировочных станках, в основу их работы положен метод разделений суммарного дисбаланса балансируемого узла для корректирования его в двух заданных плоскостях. В случае динамической неуравновешенности узла опоры будут колебаться; вместе с ними будут колебаться и катушки в магнитных полях постоянных магнитов и в их обмотках появится ЭДС.

Величина этих ЭДС будет пропорциональна амплитуде колебаний катушек. Напряжение электрического тока в цепи катушек усиливается трансформатором-усилителем и замеряется с помощью прибора , имеющего шкалу, градуированную в единицах дисбаланса. Одновременно с вращением балансируемого узла вращается ротор генератора.Статор этого генератора может поворачиваться и, вследствие особого расположения в нем катушек, изменять при этом показания прибора .

Балансировочный станок имеет две параллельные электрические схемы, что позволяет при включении с помощью переключателя 14 каждой схемы в отдельности определять неуравновешенность в двух плоскостях — I—I и II—II.

Плоскости, в которых необходимо производить корректирование, устанавливаются заранее и зависят от конструкции балансируемого узла. В этих плоскостях для устранения дисбаланса узла производят снятие металла (высверливанием), установку шайб или приварку специальных металлических пластинок. Место установки шайб и приварки пластинок или место, где можно удалить металл, указывается в, технических условиях на балансировку того или иного узла. Таким образом добиваются, чтобы дисбаланс узла находился в пределах допусков, установленных техническими условиями. Электрические балансировочные станки дают возможность производить балансировку деталей и узлов с большой точ­ностью.

На ремонтных предприятиях балансировке подвергают некоторые узлы, так как в результате замены отдельных деталей она может быть нарушена. Кроме того, необходимо балансировать коленчатые валы двигателей после восстановления их шеек наплавкой. Точность балансировки зависит от конструкции и назначения узлов и деталей, скорости их вращения и допустимой вибрации при работе/