Динамическая балансировка коленвала: Мифы и реальность о балансировке коленчатого вала

Содержание

Мифы и реальность о балансировке коленчатого вала

К сожалению, вопросы балансировки коленчатого вала (маховика, корзины сцепления, демпфера) в доступной литературе практически не раскрыты, а если что и можно найти, то это ГОСТы и научная литература. Однако осмысление и понимание того, что там написано, требует определенной подготовки и наличия самого балансировочного станка. Это, естественно, отбивает у автомехаников все желание разобраться с этими вопросами с точки зрения ремонта ДВС. В этой короткой статье мы попытаемся раскрыть вопросы балансировки с позиции автомеханика, не вдаваясь в сложные математические расчеты и больше акцентируя внимание на практическом опыте.

Итак, наиболее частый вопрос возникающий при ремонте двигателя: нужно ли проводить балансировку после шлифовки коленчатого вала?

Для этого мы покажем все этапы балансировки коленчатого вала, которые выполняются в нашей фирме при ремонте коленчатого вала. В качестве примера возьмем коленчатый вал двигателя МВ 603.973. Это рядный 6 цилиндровый дизельный двигатель. Допустимый дисбаланс завода изготовителя на данный вал 100 гмм. Много это или мало? Что будет если дисбаланс будет меньше или больше данной цифры? Эти вопросы мы не будем рассматривать в этой статье, а опишем их позже. Но можно с уверенностью говорить, что завод изготовитель берет эти цифры не с потолка, а проводит достаточное количество экспериментов для того, чтобы найти компромисс между допустимым значением дисбаланса для нормальной эксплуатации двигателя и себестоимостью производства для обеспечения данного допуска. Просто для сравнения, допустимый дисбаланс завода изготовителя на коленчатый вал двигателя ЗМЗ 406 360 гмм. Чтобы легче представить и понять эти цифры, вспомним простую формулу из курса физики. Для вращательного движения сила инерции равна:

Для вращательного движения сила инерции равна

где:

m – неуравновешенная масса, кг;
r – радиус ее вращения, м;
w – угловая скорость вращения, рад/с;
n – частота вращения, об/мин.

Итак, подставляем цифры в формулу и принимаем частоту вращения от 1000 до 10 000 об/мин, получаем следующее:

F1000 = 0.1х 0,001х( 3,14х1000/30)2= 1,1 Н

F2000 = 0.1х 0,001х( 3,14х2000/30)2= 4,4 Н

F3000 = 0.1х 0,001х( 3,14х3000/30)2= 9,9 Н

F4000 = 0.1х 0,001х( 3,14х4000/30)2= 17,55 Н

F5000 = 0.1х 0,001х( 3,14х5000/30)2= 27,4 Н

F6000 = 0.1х 0,001х( 3,14х6000/30)2= 39,5 Н

F7000 = 0.1х 0,001х( 3,14х7000/30)2= 53,8 Н

F8000 = 0.1х 0,001х( 3,14х8000/30)2= 70,2 Н

F9000 = 0.1х 0,001х( 3,14х9000/30)2= 88,9 Н

F10000 = 0.1х 0,001х( 3,14х10000/30)2= 109,7 Н

Все конечно понимают, что этот мотор никогда не выйдет на частоту вращения 10 000 об/мин, но этот простенький расчет сделан для того, что бы «почувствовать» цифры и понять как важна балансировка при увеличении частоты вращения. Какие можно сделать предварительные выводы? Во первых, вы «почувствовали», что такое дисбаланс 100 гмм, ну и, во вторых, убедились, что это действительно достаточно жесткий допуск для данного двигателя, и нет никакой необходимости делать этот допуск жестче.

Теперь давайте покончим с цифрами и наконец-то вернемся к этому валу. Данный вал был предварительно отшлифован и после попал к нам на балансировку. И вот какие результаты мы получили при измерении дисбаланса.

Балансировка ... мифы и реальность

Что обозначают эти цифры? На данном рисунке мы видим, что дисбаланс на левой плоскости равен 378 гмм, и дисбаланс на правой плоскости равен 301 гмм. То есть условно можно принять, что общий дисбаланс на вал получается 679 гмм, что почти в 7 раз превышает допуск, заложенный заводом изготовителем.

Вот фото этого вала на станке:

Балансировка - мифы и реальность
Балансировка - мифы и реальность

Сейчас конечно Вы начнете во всем обвинять «криворукого» шлифовщика или плохой станок. Но давайте вернемся опять к простеньким расчетам и попробуем понять, почему так получается. Для простоты расчета примем вес вала 20 кг (этот вес очень близок к истине для 6 цилиндрового коленчатого вала). Вал имеет остаточный дисбаланс допустим 0 гмм ( что является полной утопией).

И так теперь шлифовщик этот вал прошлифовал в ремонтный размер. Но при установке вала он сместил ось вращения от оси инерции всего на 0,01 мм (чтобы проще понять — у шлифовщика не совпала старая и новая ось вращения всего на 0,01 мм), и мы получили сразу же дисбаланс в 200 гмм. А если учесть, что у заводского вала всегда присутствует дисбаланс, то картина будет еще хуже. Поэтому те цифры, что мы получили, не являются из ряда вон выходящими, а являются нормой после шлифовки вала.

А если учесть, что не всегда завод изготовитель выдерживает свои же допуска, то обвинения в адрес шлифовщика или станка просто отпадают. Только не надо теперь стоять над шлифовщиком и требовать, что бы он выставлял вал с микронной точностью, все равно это не принесет желаемого результата. Единственным правильным выходом из данной ситуации является обязательная балансировка коленчатого вала после его шлифовки. Традиционно балансировку коленчатого вала выполняют высверливанием противовеса (иногда правда приходится утяжелять противовесы, но это достаточно редкий случай).

Вот, что мы получили после балансировки валаВот, что мы получили после балансировки вала

Балансировка - мифы и реальность 1

Остаточный дисбаланс по левой плоскости 7 гмм и 4 гмм по правой плоскости. То есть общий дисбаланс на вал 11 гмм. Такая точность делалась специально, чтобы показать возможности данного станка и, как вы поняли теперь, необходимости выполнять такие требования при балансировке после шлифовки вала нет. Требований завода изготовителя вполне достаточно. Итак, с валом мы закончили, и, естественно, возникает вопрос, а нужно ли балансировать передний демпфер (шкив), маховик, корзину сцепления. Обратимся опять к ремонтной литературе. Что рекомендует тот же ЗМЗ, например, на допустимый дисбаланс этих деталей? На шкив передний с демпфером 100 гмм, на маховик 150 гмм, на корзину сцепления 100 гмм. Но есть очень важное примечание.

Все эти детали балансируются отдельно от вала ( то есть на оправках), и коленчатый вал в сборе на современных моторостроительных заводах в серию не балансируется. То есть Вы понимаете, что при установке вышеперечисленных деталей на коленчатый вал остаточный дисбаланс естественно изменится, так как совпадение осей вращения практически невозможно. Ниже представлены фото балансировки данных деталей.

Опять же, как показала практика, эти детали вносят ощутимый вклад в дисбаланс коленчатого вала, и, как показал наш опыт, дисбаланс каждой из этой детали существенно перекрывает допуски на остаточный дисбаланс. Так, цифра 150-300 гмм является «нормой» для переднего шкива (демпфера), для маховика 200-500 гмм, и 200-700 гмм для корзины сцепления. И это относится не только к российскому автопрому. Как показал наш опыт, примерно эти же цифры получаются и у зарубежного автопрома.

И есть обязательно еще один очень важный момент: после балансировки деталей по отдельности надо провести балансировку в сборе, но она должна делаться на последнем этапе. Предварительная балансировка по отдельности является также обязательной. Это надо для того, чтобы в случае, если выйдет из строя маховик или сцепление, Вам не пришлось снимать колено для повторной перебалансировки.

Итак, вот, что мы получаем окончательно при балансировке в сборе.

Итоговый дисбаланс коленчатого вала в сборе 37 гмм.

При этом следует учесть, что вес вала в сборе был около 43 кг.

Но, выполнив балансировку коленчатого вала в сборе, не стоит забывать о развесовке поршней и шатунов. Причем развесовку шатунов надо делать не просто по весу, а развесовку по центру масс, так как разница в весе этих деталей также вносит свой вклад в дисбаланс двигателя и строго регламентируется заводом изготовителем.

И вот, что хотелось бы отметить в заключении: очень многие автомеханики, прочитав эту статью, скажут, что это все ерунда. Что они собрали не один десяток моторов, и что все они без балансировки прекрасно работают, и они будут правы- действительно работают. Но давайте вспомним, сколько приходилось видеть моторов, которые работали …. при поломанных направляющих, со стертыми кулачками распредвала, с фрезерованными по плоскости ГБЦ выше нормы в 2-3 раза, с изношенными цилиндрами в 0,3 мм, с неправильно установленными поршнями- этот список можно продолжать до бесконечности.

У каждого, наверно, найдется парочка своих примеров, когда двигатель работал вопреки всем законам. Зачем хонинговать цилиндры, ведь раньше только точили и все работало? или: Зачем пользоваться хон-брусками, когда можно обычной шкуркой нанести сетку? Зачем «ловить» эти сотки, ведь это и так работает? Так почему, следуя одним требованиям завода изготовителя, пренебрегают другими? Только не надо думать, что, выполнив балансировку коленчатого вала в сборе и развесовку поршней и шатунов, Вы получите «чудо», что у Вас штатный мотор от Ваза по характеристикам станет, как мотор от болида Формулы 1. Этого у Вас не произойдет то же. Ведь балансировка — это один из кирпичиков, который вместе с выполнением остальных требований по ремонту дает Вам уверенность в том, что отремонтированный Вами двигатель отработает как минимум ресурс нового двигателя. И чем больше мотористов будут следовать требованиям автопроизводителей при ремонте двигателя, тем меньше будет автолюбителей, которые считают, что двигатель после капитального ремонта больше 50-70 тыс. км не работает.

Подробная инструкция по балансировке коленвала в домашних условиях

Для экономии затрат, идущих на техническое обслуживание в автосервисе, можно выполнять балансирование коленчатого вала в условиях гаража. В статье описываются варианты, как можно проводить балансировку коленвала своими руками.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Зачем нужна балансировка коленчатых валов?

При дисбалансе коленчатого вала неравномерно распределяется масса вдоль и поперек оси, то есть нарушается баланс: один край легче другого. В основном причиной поперечного дисбаланса является износ деталей вала при продолжительной эксплуатации.

Балансировка коленвала проводится, чтобы снизить нагрузку и вибрации на узлы силового агрегата. Эта операция дает возможность поднять производительность двигателя, продлить срок эксплуатации. В основном балансировка необходима для изношенных элементов двигателя, но встречаются случаи, когда в балансировке нуждается новый автомобиль.

Балансировка коленвала в гаражеБалансировка коленвала в гараже

Определить, нужна ли балансировка коленвала, можно по поведению ручки переключения передач: она начинает болтаться при передвижении на холостом ходу. То же самое касается двигателя: если на холостом ходу мотор работает с рывками.

Причины появления неполадок могут быть разные:

  • некачественное изготовление сопряженных деталей;
  • неоднородность материала, который использован для коленчатого вала;
  • люфты, возникшие в результате нарушения зазоров между сопряженными элементами;
  • некачественная сборка;
  • неточное центрирование;
  • естественный износ.

После замены маховика или его зубчатого венца, корзины сцепления необходимо отбалансировать коленвал. Если не выполнить эту процедуру, то даже при небольших скоростях мотор начнет вибрировать из-за нарушения баланса.

Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта

Отбалансировать коленчатый вал можно двумя способами:

  1. Статический способ применяется при незначительных нарушениях баланса. В этом случае коленчатый вал находится в неподвижном состоянии. При этом тяжелая сторона опущена вниз. Легкая часть уравновешивается с помощью грузов, которые крепятся на край легкой стороны. Затем с помощью специальных ножей снимается металл с тяжелой части, пока не опустится нагруженная часть.

    Шлифовка коленчатого валаШлифовка коленчатого вала

  2. Динамический способ точнее статического. Его применяют для устранения существенного дисбаланса. В этом случае необходим специальный станок, на который устанавливается вал. Коленчатый вал начинают раскручивать до необходимых оборотов. С помощью лазера определяется точка, где находится наиболее тяжелая точка. С этого места снимается лишний металл.

Загрузка ... Загрузка …

Процедура балансировки своими руками

Балансировку можно выполнить в автосервисе, где, естественно, процедура будет проведена более точно, либо в собственном гараже. Для проведения процедуры в домашних условиях нужно изготовить специальное приспособление – станок, на который будет устанавливаться маховик. Сложного ничего нет. Сделать такой станок своими руками сможет даже человек, неимеющий слесарного опыта.

Приспособление

В первую очередь нужно сварить рамку, которая служить будет основой станка. Размеры рамки и приспособления зависят от длины коленчатого вала. Для изготовления нужна профильная труба и уголок. После изготовления рамки и затирки швов, в двух уголках рамки и в середине противоположной трубы, нужно просверлить отверстия для трех шпилек. К отверстиям приваривают гайки с диаметром внутренней резьбы равным диаметру шпилек, которые изготавливаются из железных прутов.

Самодельный станок для балансировкиСамодельный станок для балансировки

Перед балансировкой рамку нужно выставить с помощью уровня строго горизонтально. Это легче сделать, если она будет стоять на трех штырях, чем на четырех. После регулировки на приваренные гайки сверху следует накрутить контргайки. Далее нужно сделать недалеко от каждого угла рамки отверстия для 4 прутов диаметром 14-16 мм, которые будут исполнять роль стоек. Длина прутов должна быть одинаковой – примерно 250 мм.

Теперь нужно взять 4 уголка шириной 2-4 см и длиной около 30 см и просверлить в них отверстия диаметром, соответствующим диаметру стоек. На каждую пару стоек надевается уголок ребрами вверх. Уголки нужно приварить. Получается приспособление напоминающее турник с брусьями: напротив друг друга устанавливаются стойки в виде буквы «П». На эти стойки будет устанавливаться коленчатый вал. Таким образом, станок для балансировки коленвала готов.

Последовательность действий

Балансировка коленчатого вала с помощью устройства, сделанного своими руками, состоит из следующих шагов:

  1. В первую очередь нужно выставить станок строго горизонтально. Для этого уровень укладывается сначала на одну перекладину-уголок. Затем следует подкручивать шпильки-стойки, пока уголок не будет расположен строго горизонтально. Далее уровень поворачиваем перпендикулярно, кладем его на два уголка-перекладины одновременно и крутим шпильку, высверленную посередине трубы. Добиваемся полной горизонтальности всей конструкции.
  2. Когда станок выставлен, на него можно устанавливать коленчатый вал в сборе с комплектующими. Если присутствует дисбаланс, вал начнет проворачиваться по уголку, пока самая тяжелая точка не окажется в нижней точке. Этот дисбаланс (перевес) нужно ликвидировать.

    Приспособление для балансировкиПриспособление для балансировки

  3. Для устранения перевеса нужно убрать лишнюю часть металла в нижней (тяжелой) точке маховика. Определить точный вес металла, который нужно высверлить, можно с помощью небольших магнитиков. Их нужно цеплять на противоположной – легкой стороне маховика. Цеплять магнитики следует до тех пор, пока коленвал в сборе с деталями не будет переворачиваться, а будет лежать неподвижно.
  4. Добившись неподвижного положения коленчатого вала, нужно снять магнитики и взвесить их на весах. Это и будет тот вес, который нужно убрать, чтобы устранить дисбаланс.
  5. Теперь с маховика снимается столько стружки, чтобы ее вес был равен весу магнитов, которые мы перед этим взвешивали. Под приспособлением нужно постелить ветошь, чтобы собрать и взвесить стружку. Высверливать приходится порой несколько отверстий, так как одного диаметром 7-8 мм обычно не достаточно. Главное, не высверлить больше, чем нужно, иначе придется сверлить маховик с противоположной стороны.

    Процедура балансирования на СТОПроцедура балансирования на СТО

  6. Если тяжелая точка приходится на какую-то деталь маховика, которая менялась, например, шкив. То высверливать нужно эту деталь. Если менялась корзина сцепления, то в ней удаляется лишний металл около отверстий ее крепления.

С данным приспособлением, изготовленным своими руками, можно легко отбалансировать коленчатый вал. Конечно, без специального оборудования достичь точности трудно, зато можно сэкономить на посещении автосервиса.

Видео «Балансировка коленчатого вала»

В этом видео демонстрируется, как правильно отбалансировать коленвал.

Балансировка коленчатого вала в домашних условиях с маховиком

Коленчатый вал, являясь  одним из важнейших конструктивных элементов силового агрегата любого автомобиля, производится с применением достаточно сложных технологий. Неизбежность присутствия в данном процессе технологических допусков и погрешностей, а также неоднородность используемых при этом материалов в совокупности с зазорами в сопряжениях деталей и узлов нарушают (пусть и незначительно) одно из его главных эксплуатационных условий – сбалансированность. 

Как определить потребность коленчатого вала в балансировке. Главными симптомами, помогающими с большой долей уверенности установить наличие «болезни», являются значительные колебания силового агрегата и рычага переключения передач при движении автомобиля в режиме «холостого хода».

И тогда приходится прибегать к выполнению такого действия,  каковым является балансировка коленчатого вала. Она (балансировка) заключается в подборе дополнительных масс, или уравновешивающих грузов, а также съеме металла в плоскостях расположения этих грузов со стороны, диаметрально противоположной. Эти мероприятия производятся в специальных зонах коленчатого вала, называемых балансировочными участками. 

Виды балансировки коленавала

В настоящее время применяют два основных вида балансировки:

  • Динамическую, обеспечивающую высокую точность и требующую применения специальных станков.

  • Статическую. Этот вид балансировки используют для деталей, выполненных в форме диска и имеющих следующее соотношение диаметра (D) и длины (L): D>L.

Балансировка коленчатого вала, имеющего несимметричное (например,V-образное) исполнение или нечетное количество цилиндров, отличается определенными особенностями, поскольку моментальная составляющая таких валов достаточно высока и способна сорвать его с опор крепления.

Избежать этого поможет установка втулок-компенсаторов, обладающих выверенной до одного грамма массой, на шатунные шейки. В случае отсутствия данных параметров в специальных разделах технико-эксплуатационной документации силового агрегата, они рассчитываются дискретно. Для этого существуют индивидуальные методики. 

Следующим моментом, требующим достаточно ясного понимания, является определение случаев, вызывающих необходимость балансировки коленвала:

  • Установка нештатных или выполнение облегчающих мероприятий на штатных шатунно-поршневых группах.

  • Проведение работ по правке деформированных коленчатых валов.

  • Замена маховика. Здесь следует оговориться, что в данном случае динамическая балансировка не всегда обязательна. В некоторых случаях достаточно выполнения лишь балансировки статического типа.

Итак, считаем установленным, что балансировка незеркальносимметричных коленчатых валов, частным случаем которых является и V-образный коленвал, требует использования компенсирующих втулок (нередко изготовленных по специальному заказу), создающих имитацию динамического воздействия аналогичного воздействию шатунно-поршневых групп.

Насколько важна своевременная балансировка коленчатого вала

Подавляющее большинство специалистов в качестве ответа на этот вопрос приводят следующие доводы:

  • Увеличение мощности силового агрегата (10-15%).

  • Предотвращение перерасхода автомобильного топлива (до 5%).

  • Продление эксплуатационного ресурса автомобиля в целом, и двигателя в частности.

  • Минимизация вибрационных процессов в совокупности со значительным снижением уровня шума в салоне транспортного средства.

  • Предотвращение возникновения подтеканий в зоне заднего сальника.

Самостоятельная балансировка коленчатого вала дома

Следующим животрепещущим вопросом, касающимся балансировки коленвала, является наличие возможности выполнения данной процедуры в домашних условиях (в гараже). Как правило, в этих условиях выполняют балансировку коленчатого вала с маховиком. Порядок выполнения выглядит следующим образом:

  • при помощи уровня устанавливаем две Т-образные пластины;

  • укладываем на них коленчатый вал;

  • коленвал, имеющий дисбаланс, скатится по пластинам до момента перехода самой тяжелой его точки в нижнее положение;

  • эта точка, определяет место, с которого следует снять небольшую часть металла;

  • затем еще раз укладываем коленвал на пластины;

  • операцию повторяем до момента достижения полного равновесия.  

Следует сделать еще одну оговорку. Вышеописанную процедуру выполняют на коленчатых валах, имеющих определенную (как правило, значительную) степень износа. 

Как динамическая балансировка способна увеличить ресурс работы двигателя

Одной из причин снижения ресурса работы двигателя является вибрации возникающие в результате дисбаланса его вращающихся деталей, а именно коленвала, маховика, корзины сцепления и т.д. Ни для кого не секрет чем грозят эти вибрации. Это и повышенный износ деталей, и крайне некомфортная эксплуатация мотора, и худшая динамика, и повышенный расход топлива, и проч., и проч. Все эти страсти уже не раз обсуждались и в печати и на просторах сети – не будем повторяться. Поговорим лучше об оборудовании для балансировки, но сначала давайте коротко разберем, что же такое этот дисбаланс, и каких видов он бывает, а потом рассмотрим как с ним бороться.

Для начала, давайте определимся, зачем вообще вводить понятие дисбаланса, ведь причиной вибраций являются силы инерции, возникающие при вращении и неравномерном поступательном движении деталей. Может быть лучше оперировать величинами этих сил? Перевел их в килограммы «для ясности» и вроде бы понятно куда, что и с каким усилием давит, сколько кило приходится на какую опору… Но дело-то в том, что величина силы инерции зависит от частоты вращения, точнее от квадрата частоты или ускорения при поступательном движении, а это в отличие от массы и радиуса вращения, величины переменные. Таким образом использовать силу инерции при балансировке просто неудобно, придется каждый раз пересчитывать эти самые килограммы в зависимости от квадрата частоты. Судите сами, для вращательного движения сила инерции:

Динамическая балансировка - увеличение ресурса работы Вашего двигателя

где:

m – неуравновешенная масса;
r – радиус ее вращения;
w – угловая скорость вращения в рад/с;
n – частота вращения в об/мин.

Не высшая математика, конечно, но пересчитывать лишний раз не хочется. Вот поэтому и ввели понятие дисбаланса, как произведения неуравновешенной массы на расстояние до нее от оси вращения:

Динамическая балансировка - увеличение ресурса работы двигателя

где:

D – дисбаланс в г мм;
m – неуравновешенная масса в граммах;
r – расстояние от оси вращения до этой массы в мм.

Измеряют эту величину в единицах массы умноженных на единицу длины, а именно в г мм (часто в г см). Я специально акцентирую внимание на единицах измерения, поскольку на просторах мировой сети, да и в печати, в многочисленных статьях посвященных балансировке, чего только не встретишь… Тут и граммы деленные на сантиметры, и определение дисбаланса в граммах (не умноженных ни на что, просто граммы и всё, что хочешь, то и думай), и аналогии с единицами измерения крутящего момента (похоже вроде – кг м, а тут г мм…, но физический смысл-то совершенно другой…). В общем, будем внимательны!

Итак, первый вид дисбаланса – статический или, еще говорят, статическая неуравновешенность. Такой дисбаланс возникнет, если на вал точно напротив его центра масс поместить какой-нибудь груз, и это будет равноценно параллельному смещению главной центральной оси инерции 1 относительно оси вращения вала. Нетрудно догадаться, что такая неуравновешенность характерна дискообразным роторам2, маховикам например, или шлифовальным кругам. Устранить этот дисбаланс можно на специальных приспособлениях – ножах или призмах. Тяжелая сторона3 под действием силы тяжести будет поворачивать ротор. Заметив это место, можно простым подбором на противоположную сторону установить такой груз, который приведет систему к равновесию. Однако процесс этот довольно длительный и кропотливый, поэтому устранять статический дисбаланс все-таки лучше на балансировочных станках – и быстрее и точнее, но об этом ниже.

Второй тип дисбаланса – моментный. Такую неуравновешенность можно вызвать, прилепив на края ротора пару одинаковых грузов под углом 180° друг к другу. Таким образом, центр масс хоть и останется на оси вращения, но главная центральная ось инерции отклонится на некоторый угол. Чем примечателен такой вид дисбаланса? Ведь на первый взгляд, в «природе» его можно встретить разве что по «счастливой» случайности… Коварство такой неуравновешенности заключается в том, что она проявляется только при вращении вала. Положите ротор с моментным дисбалансом на ножи, и он будет находиться в полном покое, сколько бы раз его не перекладывали. Однако стоит раскрутить его, так тут же появится сильнейшая вибрация. Устранить подобную неуравновешенность можно только на балансировочном станке.

И наконец, самый общий случай – динамическая неуравновешенность. Такой дисбаланс характеризуется смещением главной центральной оси инерции как по углу так и по месту относительно оси вращения ротора. То есть, центр масс смещается относительно оси вращения вала, а вместе с ним и главная центральная ось инерции. При этом она еще и отклоняется на некоторый угол так, что не пересекает ось вращения4. Именно такой вид дисбаланса встречается чаще всего, и именно его так привычно устраняют нам в шиномонтажах при смене резины. Но если в шиномонтаж мы все как один едем по весне и осени, то почему же оставляем без внимания детали двигателя?

Простой вопрос: после шлифовки коленвала в ремонтный размер или, того хуже, после его рихтовки, можно быть уверенным в том, что главная центральная ось инерции в точности совпадает с геометрической осью вращения коленвала? А второй раз разбирать-собирать мотор время и желание есть?

Итак, в том, что балансировать валы, маховики и проч. нужно, сомнений нет. Следующий вопрос – как балансировать?

Как уже упоминалось при статической балансировке можно обойтись ножами-призмами, если есть достаточное количество времени, терпения, и поля допусков на остаточный дисбаланс велики. Если Вы цените рабочее время, заботитесь о репутации своей компании или просто беспокоитесь о ресурсе деталей своего мотора, то единственный вариант балансировки – это специализированный станок.

И такой станок есть – машина для динамической балансировки модели «Liberator» производства фирмы «Hines» (США), прошу любить и жаловать!

Этот доресонансный станок предназначен для определения и устранения дисбаланса коленчатых валов, маховиков, корзин сцепления и проч.

Весь процесс устранения дисбаланса можно условно поделить на три части: подготовка станка к работе, измерение дисбаланса и устранение дисбаланса.

Экран настройки параметров станка и вала.Экран настройки параметров станка и вала.

На первом этапе необходимо установить вал на неподвижные опоры станка, присоединить к торцу вала датчик, который будет отслеживать положение и частоту вращения вала, накинуть приводной ремень, с помощью которого вал будет раскручиваться в процессе балансировки и ввести в компьютер размеры вала, координаты положения и радиусы поверхностей коррекции, выбрать единицы измерения дисбаланса и проч. Кстати, в следующий раз, заново, все это вводить не придется, поскольку есть возможность сохранить в памяти компьютера все введенные данные, ровно, как и есть возможность их в любой момент стереть, изменить, перезаписать, или изменить на время без сохранения. Короче говоря, поскольку компьютер станка работает под операционной системой Windows XP, то и все приемы работы с ним будут вполне привычными для обычного пользователя. Впрочем, и для неискушенного в компьютерных делах механика не будет чем-то уж очень сложным освоить несколько экранных меню программы балансировки, тем более, что сама программа очень наглядна и интуитивно понятна.

Экран программы балансировки.Экран программы балансировки.

Сам процесс измерения дисбаланса происходит без участия оператора. Ему остается только нажать нужную кнопку и дождаться, когда вал начнет вращаться, а потом сам остановится. После этого на экране будет выведено все необходимое для устранения дисбаланса, а именно: величины и углы дисбалансов для обеих плоскостей коррекции, а также глубины и количество сверлений, которые необходимо сделать, чтобы этот дисбаланс устранить. Глубины отверстий выводятся, разумеется, исходя из введенного ранее диаметра сверла и материала вала. Кстати, эти данные выводятся для двух плоскостей коррекции, если была выбрана динамическая балансировка. При статической балансировке, естественно, будет выведено всё то же самое, только для одной плоскости.

Сверление отверстий в противовесе коленвала.Сверление отверстий в противовесе коленвала.

Теперь остается только просверлить предложенные отверстия, не снимая вал с опор. Для этого позади расположен сверлильный станок, который может перемещаться на воздушной подушке вдоль всей станины. Глубину сверлений в зависимости от комплектации можно контролировать либо по цифровому индикатору перемещения шпинделя, либо по графическому отображению выводимому на монитор компьютера. Этот же станок можно использовать при сверлении или фрезеровании, например, шатунов при развесовке. Для этого нужно просто развернуть суппорт на 180°, чтобы он оказался над специальным столом. Стол этот может перемещаться в двух направлениях (стол поставляется как дополнительное оборудование).

Сверлильный станок развернутый на 180°.Сверлильный станок развернутый на 180°.

Здесь остается только добавить, что при расчете глубины сверления компьютер учитывает даже конус заточки сверла.

После устранения дисбаланса нужно снова повторить измерения, чтобы удостовериться, что остаточный дисбаланс в пределах допустимых значений.

Кстати, об остаточном дисбалансе или, как иногда говорят, допуске на балансировку. Практически каждый производитель моторов в инструкциях по ремонту деталей должен давать величины остаточного дисбаланса. Однако если эти данные не удалось найти, то можно воспользоваться общими рекомендациями. И отечественный ГОСТ и общемировой стандарт ISO предлагает, в общем-то, одно и то же.

Сначала нужно определиться к какому классу относится ваш ротор, а потом по таблице приведенной ниже узнать для него класс точности балансировки. Предположим, что мы балансируем коленчатый вал. Из таблицы следует, что «узел коленчатого вала двигателя с шестью и более цилиндрами со специальными требованиями» имеет 5 класс точности по ГОСТ 22061-76. Предположим, что наш вал имеет ну совсем специальные требования – усложним задачу и отнесем его к четвертому классу точности.

Динамическая балансировка

Далее, приняв максимальную частоту вращения нашего вала равной 6000 об/мин, по графику определяем, что величина eст. (удельный дисбаланс) находится в пределах заключенных между двумя прямыми, определяющими поле допуска для четвертого класса, и равна от 4 до 10 мкм.

Теперь по формуле:

остаточный дисбаланс

где:

D ст.доп. – допустимый остаточный дисбаланс;
e ст. – табличное значение удельного дисбаланса;
m ротора – масса ротора;

стараясь не путаться в единицах измерения и приняв массу вала равной 10 кг, получим, что допустимый остаточный дисбаланс нашего коленчатого вала не должен превышать 40 – 100 г мм. Но это относится ко всему валу, а станок нам показывает дисбаланс в двух плоскостях. Значит, на каждой опоре, при условии, что центр масс вала находится точно посередине между корректирующими плоскостями, допустимый остаточный дисбаланс на каждой опоре не должен превышать 20 – 50 г мм.

Просто для сравнения: допустимый дисбаланс коленвала двигателя Д-240/243/245 при массе вала в 38 кг, по требованиям производителя не должен превышать 30 г см. Помните, я обращал внимание на единицы измерения? Этот дисбаланс указан в г см, а значит он равен 300 г мм, что в разы больше рассчитанного нами. Однако ничего удивительного – вал тяжелее того, что мы взяли для примера, да и вращается с меньшей частотой… Просчитайте в обратную сторону и увидите, что класс точности балансировки тот же, что и в нашем примере.

Здесь же следует отметить, что строго говоря, допустимый дисбаланс рассчитывается по формуле:

допустимый дисбаланс рассчитывается по формуле

где:

D ст.т. – значение главного вектора технологических дисбалансов изделия, возникающих в результате сборки ротора, из-за монтажа деталей (шкивов, полумуфт, подшипников, вентиляторов и т.д.), которые имеют собственные дисбалансы, вследствие отклонения формы и расположения поверхностей и посадочных мест, радиальных зазоров и т.д.;
D ст.э. – значение главного вектора эксплуатационных дисбалансов изделия, возникающих из-за неравномерности износа, релаксации, выжигания, кавитации деталей ротора и т.п. за заданный технический ресурс или до ремонта, предусматривающего балансировку.

Звучит жутковато, но как показала практика в большинстве случаев, если выбирать значение удельного дисбаланса по нижней границе класса точности (при этом удельный дисбаланс в 2.5 раза меньше удельного дисбаланса, определенного для верхней границы класса), то главный вектор допустимого дисбаланса можно вычислять по формуле приведенной выше, по которой мы собственно и считали. Таким образом, в нашем примере все-таки лучше принять допустимый остаточный дисбаланс равным 20 г мм для каждой плоскости коррекции.

Тем более что предложенный станок, в отличие от древних отечественных аналоговых станков, чудом сохранившихся после всем известных печальных событий в нашей стране, такую точность запросто обеспечит.

Специальный стол для установки и крепления маховика вместе (или отдельно) с коленвалом при сверлении.Специальный стол для установки и крепления маховика вместе (или отдельно) с коленвалом при сверлении.

Ну, хорошо, а что с маховиком и корзиной сцепления? Обычно, после того как отбалансировали коленвал, к нему присоединяют маховик, переводят станок в режим статической балансировки и устраняют дисбаланс только маховика, считая коленвал идеально сбалансированным. В этом методе есть один большой плюс: если маховик и корзину сцепления после балансировки не отсоединять от вала и не менять эти детали никогда, то сбалансированный таким образом узел будет иметь неуравновешенность меньшую, чем если бы балансировалась каждая деталь по отдельности. Если же хочется все-таки уравновесить маховик отдельно от вала, то для этого в комплектации станка существуют специальные, практически идеально уравновешенные, валы для балансировки маховиков.

У обоих методов, разумеется, есть свои плюсы и минусы. В первом случае, при замене любой из деталей участвующих ранее в балансировке в сборе, неизбежно появится дисбаланс. Но и с другой стороны, если уравновешивать все детали по отдельности, то и допуск на остаточный дисбаланс каждой детали придется серьезно ужесточить, что приведет к большим затратам времени на балансировку.

Вал для балансировки маховика отдельно от коленвала.Вал для балансировки маховика отдельно от коленвала.

Несмотря на то, что все описанные выше операции по измерению и устранению дисбаланса на данном станке реализованы очень удобно, позволяют сэкономить массу времени, страхуют от возможных ошибок, связанных с пресловутым «человеческим фактором» и проч., справедливости ради нужно заметить, что худо-бедно, но и многие другие станки смогут сделать то же самое. Тем более что рассмотренный пример ничего особенно сложного не представлял.

А если придется балансировать вал, скажем, от V8? Задача тоже, в общем-то, не самая сложная, но все-таки это не четверку рядную уравновешивать. Такой вал ведь просто так на станок не поставишь, на шатунные шейки нужно специальные балансировочные грузы вешать.А их масса зависит, во-первых, от массы поршневой группы, то есть массы деталей движущихся исключительно поступательно, во-вторых, от развесовки шатунов, то есть от того какая масса шатуна относится к вращающимся деталям, а какая к поступательно движущимся, ну и наконец, в-третьих, от массы деталей только вращающихся. Можно, конечно, последовательно взвесить все детали, записать данные на листок бумаги, посчитать разницу между массами, потом перепутать какая запись относится к какому поршню или шатуну, и проделать все это еще несколько раз.

А можно воспользоваться системой автоматизированного взвешивания «Compu-Match» предлагаемой в качестве опции. Суть системы проста: электронные весы связаны с компьютером станка, и при последовательном взвешивании деталей таблица данных заполняется автоматически (кстати, ее можно еще и распечатать). Также автоматически находится самая легкая деталь в группе, например, самый легкий поршень, и для каждой детали автоматически определяется масса, которую требуется удалить, чтобы выровнять веса. Никакой путаницы не возникнет и с определением массы верхней и нижней головок шатунов (кстати, все необходимое для развесовки поставляется в комплекте с весами). Компьютер направляет действия оператора, которому просто остается внимательно выполнять инструкции шаг за шагом. После чего компьютер рассчитает массу балансировочных грузов исходя из массы конкретной поршневой и развесовки шатунов. Остается только добавить, что при расчете масс этих грузов учитывается даже масса моторного масла, которое будет находиться в магистралях вала во время работы двигателя. Кстати, разные комплекты грузов можно заказать отдельно. Грузы, разумеется, наборные, то есть на шпильку навешиваются шайбы разной массы и фиксируются гайками.

Весы связаны с компьютером станка. Все результаты измерений автоматически заносятся в электронную таблицу.Весы связаны с компьютером станка. Все результаты измерений автоматически заносятся в электронную таблицу.

И еще несколько слов о взвешивании поршневой и развесовке шатунов. В самом начале этой статьи мы заметили, что «одной из причин возникновения вибраций двигателя является дисбаланс его вращающихся деталей…», «одной из…», но далеко не единственной! Конечно многие из них мы «побороть» никак не сможем. Например, неравномерность крутящего момента. Но кое-что все-таки сделать можно. В качестве примера возьмем обычный рядный четырехцилиндровый двигатель. Из курса динамики ДВС всем известно, что силы инерции первого порядка такого мотора полностью уравновешены. Замечательно! Но в расчетах принимается, что массы всех деталей по цилиндрам абсолютно одинаковы и шатуны развесованы безукоризненно. А на самом деле, во время кап. ремонта, кто-нибудь взвешивает поршни, кольца, пальцы, выравнивает массы нижних и верхних головок шатунов? Едва ли…

Набор балансировочных грузов.Набор балансировочных грузов.

Конечно, разница в массах деталей вряд ли вызовет большие вибрации, но если есть возможность, хоть немного приблизиться к расчетной схеме, почему бы это не сделать? Особенно если это так просто…

Приспособления для балансировки карданных валов.Приспособления для балансировки карданных валов.

В качестве опции можно заказать комплект приспособлений и оснастки для балансировки карданных валов… Однако постойте, это ведь уже совсем другая история…

Станок для балансировки карданных валов Hines DL-500Станок для балансировки карданных валов Hines DL-500


* Ось OX называется главной центральной осью инерции тела, если она проходит через центр масс тела и центробежные моменты инерции J xy и J xz одновременно равны нулю. Непонятно? Ничего сложного на самом деле тут нет. Попросту говоря, главная центральная ось инерции это та ось, вокруг которой вся масса тела распределена равномерно. Что значит равномерно? Это значит, что если мысленно выделить какую-нибудь массу вала и помножить ее на расстояние до оси вращения, то точно напротив найдется, может быть, другая масса на другом расстоянии, но имеющая точно такое же произведение, то есть выделенная нами масса будет уравновешена.

Ну что такое центр масс, думаю, ясно и так.

** Роторами в балансировке называют все, что вращается, независимо от формы и размеров.

*** Тяжелой стороной или тяжелым местом ротора обычно называют то место, где расположена неуравновешенная масса.

**** Если главная центральная ось инерции все-таки пересекает ось вращения ротора, то такую неуравновешенность называют квазистатической. Рассматривать ее в контексте статьи нет смысла.

***** Среди прочих классификаций балансировочных станков есть разделение на дорезонансные и зарезонансные. То есть частоты, на которых балансируется вал, могут быть либо ниже резонансной частоты, либо выше резонансной частоты ротора. У вибраций, возникающих во время вращения неуравновешенной детали, есть одна интересная особенность: амплитуда вибраций возрастает очень медленно по мере увеличения частоты вращения. И только вблизи резонансной частоты ротора наблюдается резкое ее увеличение (чем, собственно, и опасен резонанс). На частотах выше резонансной, амплитуда вновь снижается и практически не меняется в очень широком диапазоне. Поэтому, например, на дорезонансных станках нет особого смысла пытаться увеличить частоту вращения вала при балансировке, поскольку амплитуда колебаний, которую фиксируют датчики, будет возрастать крайне незначительно, несмотря на увеличение центробежной силы, порождающей вибрацию.

****** Некоторые станки имеют качающиеся опоры.

******* Поверхность коррекции – то место вала, в котором предполагается сверлить отверстия для устранения дисбаланса.

******** Обратите внимание, удельный дисбаланс указан в микронах. Это не ошибка, здесь речь идет об удельном дисбалансе, то есть отнесенном к единице массы. К тому же индекс «ст.» говорит о том, что это статический дисбаланс, а он может указываться в единицах длины, как расстояние, на которое смещена главная центральная ось инерции вала относительно оси его вращения, см. выше определение статического дисбаланса.

Самостоятельная балансировка коленвала: тонкости процесса

Иногда автомобилисты могут изъявить желание самостоятельно  выполнить балансировку коленвала. В домашних условиях такая процедура может особенно понадобиться тем, кто желает самостоятельно узнать свой автомобиль или не доверяет его ремонт и обслуживание специалистам сервисных центров. По сути, балансировка коленчатых валов представляет собой механическую операцию в результате которой должны снизиться вибрация и прочие виды нагрузок на элементы силового агрегата. За счет балансировки можно повысить надежность, работоспособность и даже производительность двигателя.

Тонкости правильной балансировки коленвала

В большинстве случаев в выполнении подобной манипуляции нуждаются сильно изношенные механизмы. Однако бывает и так, что дисбаланс наблюдается в новом автомобиле, который был только приобретен у дилера. Понять необходимость проведения такой операции можно по нескольким признакам. Первый из них проявляется в болтании ручки переключения передач во время движения на холостом ходу. Абсолютно также будет вести себя и мотор. Происходить так может из-за некоторых погрешностей, которые могли быть допущены во время изготовления сопряженных деталей.  Иногда это может свидетельствовать о неоднородности материалов коленчатого вала. Кроме того, это может приводить к появлению люфта.

Как отбалансировать коленчатый вал: варианты

Существует два способа балансировки коленчатого вала. Первый из них носит название статического. Для него используются специальные ножницы, которые необходимо установить на деталь. Статический метод балансировки коленвала считается менее точным. Дисбаланс в нем определяется по положению детали во время вращения. Когда верхняя часть коленвала ниже, на нее крепятся грузики. После чего производятся замеры и выполняется догрузка до получения равновесия. второй способ — динамическая балансировка коленчатого вала.  Для ее выполнения необходимо специальное оборудование. В этом случае коленвал устанавливается в плавающие постели и раскручивается до нужных оборотов. Тогда световой луч находит и выполняет сканирование наиболее тяжелой точки, которая и выступает провокатором тряски. Информацию об этом выводят на экран. Что касается устранения дисбаланса, то здесь дело остается за малым просто удалить лишний вес.

О том, как выполнить балансировку коленвала в домашних условиях более подробно пойдет речь в этом видеоматериале:

Опубликовано:
05 сентября 2019

Балансировка коленчатых валов

При конструировании коленчатого вала так подбирают его форму, чтобы он был уравновешен, т. е. ось вращения вала является главной центральной осью инерции. Однако в процессе изготовления коленчатого вала вследствие неизбежных технологических погрешностей и неоднородности материала указанное условие нарушается и любой реальный коленчатый вал всегда в той или иной мере неуравновешен. Для устранения неуравновешенности подбирают дополнительные массы (уравновешивающие грузы) так, чтобы после закрепления их на коленчатом валу центробежные силы этих масс уравновешивали центробежные силы приведенных (неуравновешенных) масс. Часто вместо установки уравновешивающего груза снимают металл в той же плоскости, в которой должен быть расположен груз, но с диаметрально противоположной стороны. В конструкции коленчатых валов предусматриваются для этого специальные (балансировочные) участки.

Процесс предварительного подбора уравновешивающих грузов и их последующее закрепление на коленчатом валу или, что то же самое, снятие металла с балансировочных участков коленчатого вала,называется балансировкой.

Различают два вида балансировки: статическую и динамическую.

Статическая балансировка применяется в основном для деталей дисковой формы, когда диаметр балансируемой детали больше ее длины. Во всех остальных случаях применяют динамическую балансировку.

Динамическая балансировка обеспечивает большую точность уравновешенности, чем статическая. Поэтому даже детали дисковой формы, к которым предъявляются повышенные требования в отношении уравновешенности, подвергают динамической балансировке.

Динамическая балансировка проводится на специальных балансировочных станках, обычно представляющих собой системы с одной степенью свободы, подвижные части которых колеблются вокругнеподвижнойоси,определяемойконструкциейстанка.

На раме 1 станка на стойках 4 устанавливают балансируемую деталь 5.Рама связана со станиной неподвижным шарниром 2, вокруг которого она может поворачиваться, и упругой опорой 3. Вследствие этого рама может вращаться только вокруг горизонтального шарнира 2. Положение детали на раме относительножесткойопоры можно изменять.

Балансировку детали производят в плоскостях 7—7 и 77—77 в два этапа. На первом этапе плоскость 7—7 проходит через ось неподвижного шарнира 2 и балансировку производят в плоскости 77—77; на втором этапе плоскость 77—77 проходит через ось неподвижного шарнира 2 и балансировку проводят в плоскости 7—7.

Деталь приводится во вращение с помощью специального привода. Шкив 8, сидящий на валу электродвигателя 9, связан непрерывной лентой 10 со шкивом 11, закрепленным на стержне, который может поворачиваться вокруг оси, совпадающей с осью электродвигателя. Натяжение ленты регулируют, перемещая шкив 11 по стержню 6. Для уравновешивания стержня со шкивом на стержне закреплен груз 7, положение которого фиксируется стопорным винтом. Если при включенном электродвигателе движущуюся ленту прижать к поверхности детали с помощью рукоятки 12, то вследствие трения между лентой и деталью последняя также начнет вращаться. При достижении деталью требуемой угловой скорости с помощью рукоятки 12 привод отводят от детали.

При вращении детали центробежные силы приведенных масс оказывают динамическое воздействие, вызывая колебания рамы 1 на пружинной опоре 3. Амплитуда колебаний зависит от степени неуравновешенности детали, упругих свойств опоры 3 и режима работы. Наибольшего значения амплитуда достигает на резонансных режимах: чем меньше жесткость опоры, тем больше амплитуда. При уменьшении жесткости опоры 3 снижается частота собственных колебаний и поэтому резонансные колебания могут возникнуть при небольшой угловой скорости детали. Балансировку проводят или на резонансном режиме или при угловых скоростях, значительно больших резонансных.

Для полного уравновешивания детали необходимо опытным путем определить массу и положение уравновешивающих грузов в плоскостях, т. е. найти диаметральные плоскости, в которых эти грузы надо установить и определить их статические моменты относительно оси вращения детали. Для решения этих двух задач применяют специальную измерительную аппаратуру, устанавливаемую на балансировочных станках. В ряде современных балансировочных станков устанавливается счетно-решающее устройство. С помощью этого устройства можно определить положение уравновешивающего груза, массу которого подбирают последовательными пробами, ориентируясь на показания приборов. Если станок применяется для балансировки одной определенной детали в крупносерийном или массовом производстве, то создают тарировочные графики для разметки шкалы измерительных приборов, по показаниям которых сразу находят массууравновешивающихгрузов.

При балансировке V-образных двигателей их рассматривают состоящими из двух цилиндровых отсеков. На каждый отсек приходится один кривошип с двумя шатунами, смещенными по оси шатунной шейки. Для динамической уравновешенности коленчатого вала в период балансировки на шатунные шейки устанавливают грузы, равные по величине массам возвратно-движущихся частей одного отсека и двум вращающимся массам шатунов всборе.

Дисбаланс вала с маховиком для двигателя ЗИЛ-130 не превышает 70 Г-см, а для двигателя КДМ-46—не более 126 Г — см при числе оборотов 100 в минуту.

Балансировка коленвала в домашних условиях – как освоить? + видео » АвтоНоватор

Балансировка коленвала в домашних условиях может понадобиться тем, кто очень хочет полностью узнать свой автомобиль и не доверяет специалистам на СТО. Ниже будут рассмотрены все нюансы, связанные с этим вопросом.

Зачем нужна балансировка коленчатых валов?

Балансировка коленчатых валов является ничем иным, как механической операцией, вследствие которой значительно снижаются вибрации и прочие виды нагрузок на элементы двигателя. Это позволяет повысить его надежность, работоспособность и производительность. Безусловно, чаще всего в подобной операции нуждаются уже изношенные механизмы, хотя бывают случаи, когда дисбаланс наблюдается и в новеньком автомобиле, только что приобретенном из салона.

Фото балансировки коленчатых валов, oarz.ru

Понять то, что вам светит балансировка коленвала своими руками, и пора засучить рукава, можно по следующим признакам. Прежде всего, обратите внимание на ручку переключения передач во время движения на холостом ходу, она начинает болтаться. Точно также себя будет вести и сам двигатель, так что не забудьте заглянуть под капот своего «железного коня».

На фото - вид под капотом, motor72.ru

Что же насчет причин подобного поведения, так их может быть несколько. Среди них нельзя исключить и возможные погрешности, допущенные во время изготовления сопряженных деталей. Кроме того, не самым лучшим образом сказывается неоднородность материалов, из которых изготовлены элементы коленчатого вала. Появлению люфта также способствуют увеличенные зазоры в сопряженных узлах, их несоосность, некачественный монтаж и, конечно же, недостаточно точное центрирование.

И не стоит забывать о естественном износе, который никогда еще не играл положительной роли.

Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта

Есть два способа, как отбалансировать коленвал. Первый – статический, он является менее точным. В этом случае используются специальные ножи, на которые и устанавливается деталь. А дисбаланс определяется по ее положению во время вращения. Если верхняя часть коленвала легче нижней, то на нее крепят грузики и производят такие замеры и догрузку до достижения равновесия. И только после этого на противоположной стороне высверливаются отверстия для противовеса.

Фото статической балансировки коленвала, ocenil.ru

Второй вид – динамическая балансировка коленчатого вала. Для ее осуществления необходимо специальное оборудование. Коленчатый вал устанавливается в плавающие постели и раскручивается до нужных оборотов. Световой луч находит и сканирует наиболее тяжелую точку, которая провоцирует тряску, и выводит ее на экран. А для достижения баланса дело остается за малым – удалить с нее лишний вес.

На фото - динамическая балансировка коленчатого вала, impuls4.com.ua

Балансировка коленвала в домашних условиях

В основном, в домашних условиях осуществляется балансировка коленвала с маховиком. Для этого также необходимо определить самую тяжелую точку. Делается это следующим образом: устанавливаются две Т-образные пластины, естественно по уровню, и сверху на них кладется деталь. В случае дисбаланса коленчатый вал будет катиться, пока его наиболее тяжелая точка не окажется в нижнем положении. Таким образом, определяется место, с которого необходимо снять немного металла. Повторять эту процедуру следует до достижения полного равновесия.

Фото балансировки коленвала в домашних условиях, lentai.ru

Если же речь идет о новых автомобилях, то в этом случае нужно прибегнуть к методу модульной сборки, когда все элементы проходят балансировку по отдельности, а не в сборе. Но осуществление данной процедуры лучше доверить профессионалам, тем более что, в основном, такие машины состоят на гарантийном обслуживании, и пренебрегать им не стоит. Не столь важно, где отбалансировать коленвал, главное помните, что данная процедура позволит значительно увеличить ресурс и мощность движка, да и авто в целом.

На фото - как отбалансировать коленвал, f5.ru

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Поиск баланса (Часть 1): Основы балансировки коленчатого вала

CRANK-01

Машинистов и двигателестроителей давно учили, что при балансировке коленчатого вала его противовесы должны равняться весу вращающейся массы и равняться половине веса возвратно-поступательной массы.

Машинисты десятилетиями использовали эту формулу для расчета веса штанги.

Хотя этот метод отлично работает для большинства уличных и гоночных двигателей V8 с углом наклона 90 градусов, на самом деле практически невозможно идеально сбалансировать коленчатый вал .Это связано с тем, что балансир не может учитывать такие переменные, как давление в цилиндре, сопротивление кольца, длину штанги, фазировку противовеса, частоту вращения двигателя, длину хода, трение подшипника, вторичные колебания, пары качания и статическую массу.

Все эти факторы играют важную роль в балансе двигателя, однако традиционная математическая формула, используемая для расчета веса штанги, их полностью игнорирует. Вместо этого, расчет веса штанги основан исключительно на измерении вращающегося и возвратно-поступательного веса, что является большим упрощением реальных динамических сил, действующих внутри двигателя, которые влияют на балансировку.

Другими словами, традиционный метод балансировки кривошипа — в лучшем случае несовершенная наука. На самом деле, он вообще не основан на какой-либо реальной науке или математике. Это просто метод, основанный на пробах и ошибках, который хорошо работает в большинстве 90-градусных кросс-плоскостей V8.

Неудивительно, что с увеличением числа оборотов двигателя и выходной мощности традиционные методы балансировки коленчатых валов становятся менее эффективными. Большой проблемой для производителей двигателей является выяснить, как обойти эти ограничения, чтобы как можно точнее сбалансировать коленчатый вал в соответствии с требованиями каждой конкретной комбинации двигателей. Это объясняет, почему многие производители двигателей экспериментировали с такими приемами, как превышение баланса, и почему они часто становятся предметом интенсивных дискуссий.

Балансировка коленчатого вала всегда будет компромиссом, но, чтобы лучше понять, как более эффективно балансировать двигатель, мы сначала кратко изложим основы процесса балансировки. В будущих публикациях мы объясним недостатки традиционных методов балансировки, прежде чем, наконец, изучить некоторые из передовых решений, с которыми экспериментировали ведущие гоночные команды, чтобы продлить срок службы двигателя в экстремальных гонках с высокими оборотами.

CRANK-03 Основы балансировки

Правильная балансировка вращающегося узла в двигателе любой конструкции имеет первостепенное значение для достижения максимальной производительности и долговечности. Типичный хотроддер войдет в моторный цех и скажет, что хочет, чтобы его вращающийся узел был сбалансирован до одного или двух граммов. Они думают, что они хотят, чтобы вы сделали так, чтобы все поршни и штоки весили в пределах пары граммов друг от друга, но большинство производителей качественного вторичного рынка уже делают это на заводе.

Настоящая цель балансировки вращающегося узла — убедиться, что противовесы коленчатого вала компенсируют вращающие и возвратно-поступательные силы, создаваемые поршнями и шатунами.

При использовании современных облегченных поршней и штоков для достижения этой цели обычно требуется снятие массы с противовесов кривошипа. С чрезвычайно длинноходовыми кривошипами, которые имеют более короткие противовесы, или вращающимися узлами с очень тяжелыми поршнями и шатунами, металлические вольфрамовые вставки можно вдавить в противовесы для увеличения массы.

Масса противовесов коленчатого вала должна составлять 100 процентов массы вращения и 50 процентов массы возвратно-поступательного движения. Чтобы определить, какую массу добавить или убрать с противовесов кривошипа, необходимо индивидуально измерить все компоненты вращающегося узла на высокоточной шкале. Поршни , кольца, пальцы, фиксаторы штифтов, и малый конец шатунов перемещаются вверх и вниз по каналам и составляют возвратно-поступательную массу вращающегося узла.

CRANK-04 Обычно к массе, совершающей возвратно-поступательное движение, добавляется от пяти до 10 граммов, чтобы учесть вес моторного масла . Большой конец шатунов и стержневые подшипники вращаются вокруг средней линии коленчатого вала и, следовательно, представляют собой вращающуюся массу.

Во время процесса балансировки к каждой шейке штока болтами прикрепляются грузы для имитации массы пары поршней и штоков. Это потому, что каждая шейка штока поддерживает два набора поршней и штоков.После прикручивания грузиков к коленчатому валу балансир раскручивает узел примерно до 750 об / мин. Когда вращающийся узел останавливается, ЖК-дисплей балансира показывает количество и расположение груза, который необходимо добавить или удалить, поскольку оператор медленно вращает рукоятку вручную.

Во второй части этой серии статей, посвященной балансировке двигателя, мы более подробно рассмотрим недостатки традиционных методов балансировки.

Автор: Джадсон Массингилл
Джадсон Массингилл — соучредитель и главный инструктор Школы автомобильных машинистов в Хьюстоне, штат Техас.Вместе со своей женой Линдой он руководит одной из самых уважаемых школ профессионального машиностроения в стране. От NASCAR Sprint Cup до NHRA Pro Stock выпускники SAM входят в ведущие гоночные команды отрасли.

.

Гидравлический пресс машины для динамической балансировки коленчатого вала (a1wz1q)

• Ручная загрузка и выгрузка

• 15-дюймовый сенсорный экран

• Расширенное программное обеспечение для измерения балансировки

• Автоматическое измерение, автоматическое фрезерование и коррекция, автоматическое повторное тестирование

• Конструкция жесткой конструкции с увеличенным сроком службы

Автоматическая вертикальная балансировочная машина A1LX20 разработана специально для автоматической балансировки дискообразных деталей в одной плоскости,

Автоматическая вертикальная балансировочная машина A1LX20 с одной станцией является одной из передовых вертикальных балансировочных станков Шанхай цзяньпин, Вся задача по балансировке выполняется полностью автоматически, включая измерение, индексацию, коррекцию фрезерования и проверку, A1LX20 — хороший выбор для массового производства с коротким временем цикла, высокой эффективностью и высокой точностью

Параметр балансировочного устройства

Максимальная масса заготовки (кг) 30
Макс.длина заготовки (мм) 600 (четыре цилиндра) / 800 (шесть цилиндров)
Макс.диаметр заготовки (мм) 150 (четыре цилиндра) / 200 (шесть цилиндров)
Расстояние между двумя опорами подшипников (мм) 400
Диаметр цапфы на роликовых каретках (мм) 35-60
Макс.скорость балансировки (об / мин) 1000
Двигатель Мощность (кВт) 1.5
Мин. Достижимая величина остаточного дисбаланса (г. мм / кг) 5
Буровой агрегат

Скорость сверления (об / мин)

1500
Мощность двигателя режущего шпинделя (кВт) 0,75
Максимально допустимое время исправления 2
Параметр машины
Мощность двигателя машины (кВт) 8
Вес машины (тонны) 3.5
Размеры (мм) 2000 * 1800 * 2200
Давление (МПа) 0,4-0,8
Время такта (с) 150-180

.

Станок для динамической балансировки коленчатого вала — Купить станок для динамической балансировки коленчатого вала, Станок для балансировки коленчатого вала, Станок для динамической балансировки продукта на Alibaba.com

a

Станок для динамической балансировки коленчатого вала

Технические характеристики

Станок для балансировки коленчатого вала YDB-100A
специально для балансировки ведущего вала в автомобильной промышленности.
Для легковых автомобилей, легких грузовиков
Станок для балансировки приводного вала

Дополнительная функция

1, функция автоматического отслеживания угла баланса
2, функция автоматического позиционирования при парковке
3, декомпозиция функции векторного угла

Диапазон применения
Это балансировочный станок имеет жесткую несущую конструкцию.Электромеханический преобразователь использует пьезоэлектрический датчик Большой выход, малые размеры, стабильная работа. В основном используется при производстве и ремонте всех видов приводных валов на заводах. Обладает преимуществами высокой скорости измерения, высокой точности, простоты загрузки и разгрузки, инвестиций по низкой цене. это идеальное устройство для производителей валов и заводов по техническому обслуживанию.

Дизайн
Его особенность состоит в том, что есть выбор двух опор подшипников и в основном удовлетворены различные роторы и т. Д.. Приводной в движение ремнем, его легко загружать и разгружать, он быстро запускается, отличается высокой точностью и низким уровнем отказов.

Производственные параметры

Масса заготовки кг 100
Макс.длина заготовки 2300/2800
жесткая опора Жесткая опора рама
Балансировочная скорость / мин 500-3600 Регулирование скорости с переменной частотой
Мин. Достижимая величина остаточного дисбаланса ≤8 гмм / кг
Коэффициент уменьшения дисбаланса% ≥85%
Мощность двигателя 1.5 кВт
режим регулирования скорости Регулирование скорости с переменной частотой
Модель трансмиссии Круг с

Коленчатый вал Динамический балансировочный станок Фотографии

Гарантийный срок
Пожизненная гарантия. Любая проблема, вызванная нашей партией, в течение одного года с даты отгрузки, мы бесплатно предоставим запчасти для ремонта.Через год мы можем предоставить запасные части, но пользователь должен оплатить соответствующую стоимость, включая стоимость запасных частей, стоимость доставки и т. Д.

.

Автоматический станок для динамической балансировки коленчатого вала

Универсальный горизонтальный ременной привод с жесткими подшипниками Балансировочный станок для автомобильных запчастей Cranskahft

Описание продукции

• Специально разработанные кронштейны передают механическое усилие с низким уровнем гашения вибрации и высокой жесткостью • Долговечный и надежный датчик с хорошей линейностью
• Постоянная калибровка обеспечивает высокую точность с разрешением большой начальной величины дисбаланса
• Ременный привод обеспечивает более высокую точность и простоту эксплуатации
• Усовершенствованная электрическая измерительная система и удобный интерфейс человек-машина
• Модульная конструкция предлагает широкий спектр применения

Область применения

Этот балансировочный станок широко используется для балансировки вращающихся тел, таких как роторы двигателей среднего и малого размера, рабочее колесо, вентиляторы, коленчатый вал, турбокомпрессор, вода насос, ролик, шлифовальный круг, главный вал станка, текстильное оборудование, инструмент, шпиндель и т. д.. Приводится в движение ремнем, оснащен двигателем с регулируемой скоростью для привода, что обеспечивает высокое качество балансировки и точность. быстрая загрузка, простота эксплуатации. и высокая эффективность

Таблица производственных параметров

Краткий обзор технических данных

PHQ-160

84

Макс. заготовки (кг)

160

Максимальный диаметр заготовки (мм)

1000

Расстояние между двумя опорными подшипниками (мм)

130 ~ 1270

Диаметр цапфы заготовки (мм)

15 ~ 753)

Максимальный диаметр приводного ремня (мм)

600

Скорость вращения при Диаметр приводного ремня составляет 100 мм (об / мин)

756,11761)

Мощность двигателя (кВт)

2.22)

Длина станины (мм)

1500

Мин. Достижимая величина остаточного дисбаланса (emar)

0,5 г · мм / кг

Описание компьютерных контроллеров JP-580 следующим образом:

заказчик сотрудничества

динамическое название компании

Co., ltd

Адрес: No 2151 Panchuan Road, район Баошань, Шанхай, 200949

сайт: www.jp-balancer.com www.shjpdph.com.cn

мобильный: + 86-13817257037

тел .: + 86-150 2173 9699 факс: 86021-39972969

QQ: 742851594

whatsapp / wechat: + 86-13817257037

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о