Балансировка колес – причины дисбаланса
Виды балансировочных грузиков
Балансировка колеса в сборе - это процесс равномерного распределения массы колеса по окружности качения.
Дисбаланс - неравномерное распределение массы по траектории вращения колеса. маркировка колесо шина балансировка
Причины дисбаланса:
Неравномерное распределение масс в покрышке, налипание грязи.
Нарушение геометрии колеса, разбито центральное и крепежные отверстия, состояние элементов подвески.
Признаки дисбаланса:
Вибрация руля: низкий диапазон скоростей.
Покрышку выедает пятнами.
Существует два вида дисбаланса: статический и динамический.
Статический дисбаланс (а) -это неравномерное распределение масс по оси вращения. При статическом дисбалансе колесо бьет в вертикальной плоскости.
При вращении колеса неуравновешенная масса создает свою центробежную силу F.
Именно эта сила и будет при вращении колеса создавать переменный по направлению вращающий момент на оси, что ведет к разбиванию подвески.
Для устранения этого явления нужно приложить к колесу некоторую силу Fy равной силе F по величине и противоположной по направлению. Это достигается прикреплением дополнительного грузика в точке противоположной точке нахождения неуравновешенной массы. Это и называется статической балансировкой.
Динамический дисбаланс (б) - это неравномерное распределение масс, в плоскостях колеса. При динамическом дисбалансе на колесо действует пара противоположно направленных сил F, действующих на определенном плече относительно плоскости вращения колеса. Динамическая балансировка проводится на специальных балансировочных стендах.
В основном при балансировке колеса мы сталкиваемся с комбинированным дисбалансом (в) ("комбинация" статического и динамического дисбалансов).
Статический режим балансировки используется в случае необычной конструкции колесного диска, где поверхность пригодная для установки груза условна одна. Чаще всего такие колёса имеют отрицательный вылет. В остальных случаях статический дисбаланс может совпадать с динамическим.
Для точной балансировки необходимо не только надежно зафиксировать колесо на балансировочном стенде, но и точно его центрировать, то есть совместить реальную ось вращения колеса (ось, относительно которой колесо вращается на ступице автомобиля) и ось вращения вала стенда.
Существует несколько способов центрирования колеса на оси стенда.
Рис.7.
- 1- колесо; 2-зажимное устройство; 3- вал балансировочного стенда;
- 4- конический адаптер; 5-фланцевый адаптер; 6- фланцевый адаптер для колес без центрального отверстия; 7- цанговый адаптер.По центральному отверстию (а) колеса центрирование осуществляется конусным адаптером (4) с внешней или внутренней стороны диска (1). Конусный адаптер применяется в основном для стальных штампованных колес и в случае, когда поверхность центрального отверстия не имеет следов коррозии и износа. Этот способ может не обеспечить хорошего центрирования из-за невысокой точности изготовления центрального отверстия. Однако он получил широкое распространение благодаря тому, что один и тот же конус позволяет устанавливать колеса с различными размерами центрального отверстия (уменьшает время установки колеса).
По крепежным отверстиям (б и в) центрирование осуществляется фланцевым адаптером (5). В большинстве случаев для облегчения попадания фланцевого адаптера в крепежные отверстия применяется конический адаптер, который при закручивании зажимного устройства (2) утапливается во фланец вала стенда. Этот способ обеспечивает высокую точность, так как колесо центрируется так же, как и на ступице автомобиля. Необходимость перенастройки адаптера для центрирования колеса с другими размерами несколько увеличивает время работы. Если колесо не имеет центрального отверстия или его диаметр меньше диаметра резьбовой части вала стенда (3), используются специальные фланцевые адаптеры (6), позволяющие, закреплять колесо с внутренней стороны.
По центральному и крепежным отверстиям (г) центрирование производится одновременно фланцевым и цанговым (7) (само разжимающимся) адаптерами. Этот способ обеспечивает наибольшую точность центрирования на легкосплавных колесах, имеющих точную механическую обработку центрального отверстия.
Виды балансировочных грузиков
Грузики с крепежной скобой устанавливаются на закраину обода. На легкосплавных колесах желательно применять грузики со специальным покрытием, предотвращающим возникновение коррозии в месте контакта двух разных металлов. Неаккуратная установка грузиков с крепежной скобой может привести к повреждению лакокрасочного покрытия колеса.
Помимо "универсальных" грузиков со скобой, показанных на рисунках, выпускаются грузики, предназначенные для колес автомобилей конкретных автопроизводителей. Они отличаются от "универсальных", в первую очередь, формой и размером крепежной скобы. Например, существуют грузики для колес фирм-производителей Японии (Toyota, Honda и т.д.), Франции (Renault, Peugeot и т.д.), фирм BMW, Opel и т.д. Такие грузики рекомендуется применять для соответствующих марок автомобилей в первую очередь.
Поэтому для устранения одной и той же величины дисбаланса требуется меньший вес грузиков с крепежной скобой по сравнению с самоклеющимися грузиками.
Грузик с крепежной скобой для штампованных колес.
Грузик с крепежной скобой для легкосплавных колес.
Самоклеющиеся грузики.
Самоклеящиеся грузики наклеиваются на внутреннюю поверхность обода, расположенную горизонтально. Установка на вертикальную или расположенную под углом к горизонту поверхность может привести к их отрыву во время движения.
Эти грузики применяются в основном для легкосплавных колес, когда конструкция обода не позволяет разместить грузик с крепежной скобой на закраине, при установке грузиков за спицами и т.д. Поверхность колеса, на которую устанавливаются самоклеющиеся грузики, должна быть тщательно очищена и обезжирена. После наклейки грузиков и установки колес на автомобиль, в течение суток не рекомендуется развивать скорость более 60 км/ч.
Кроме стандартных самоклеющихся грузиков существуют тонкие самоклеющиеся грузики. Тонкие грузики используются при балансировке колес, которые невозможно отбалансировать стандартными самоклеющимися грузиками из-за небольшого расстояния между тормозными механизмами автомобиля и местом установки грузика на колесе (стандартные грузики задевают за тормозные механизмы автомобиля при вращении колеса).
Как правило балансировочные грузики выпускаются весом кратным 5 граммам.
Балансировку колес желательно проводить через каждые 10-15 тыс. км пробега и обязательно после ремонта колес или демонтажа шины. Перед демонтажем желательно помечать положение шины на колесе.
Балансировка колес сразу после монтажа новых шин поможет косвенно оценить качество последних по величине дисбаланса. Если для его устранения требуется корректирующая масса больше установленной ГОСТом 4754-97 (см. таблицу), значит шина имеет низкое качество.
Величины корректирующих масс грузиков на каждую сторону колеса по ГОСТу4754-97
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Статическая балансировка рабоч их колес вращающихся механизмов
Каусов М.А.
Аннотация
Надежная и исправная работа вращающихся механизмов зависит от большого числа факторов, таких как: соосность валов агрегата; состояние подшипников, их смазка, посадка на валу и в корпусе; износ корпусов и уплотнений; зазоры в проточной части; выработка сальниковых втулок; радиальный бой и прогиб вала; дисбаланс рабочего колеса и ротора; подвеска трубопроводов; исправность обратных клапанов; состояние рам, фундаментов, анкерных болтов и многое другое. Очень часто упущенный небольшой дефект, как снежный ком тянет за собой другие, а в результате выход оборудования из строя. Только учитывая все факторы, точно своевременно диагностируя их, и соблюдая требования ТУ на ремонт вращающихся механизмов, можно добиться безотказной работы агрегатов, обеспечить заданные рабочие параметры, увеличить межремонтный ресурс, снизить уровень вибрации и шума. Планируется посвятить теме ремонта вращающихся механизмов ряд статей, в которых будут рассмотрены вопросы диагностики, технологии ремонта, модернизации конструкции, требованиям к отремонтированному оборудованию и рационализаторским предложениям по повышению качества и снижению трудоемкости ремонта.
В ремонте насосов, дымососов и вентиляторов трудно переоценить значение точной балансировки механизма. Как удивительно и радостно видеть некогда грохочущую и трясущуюся машину, которую усмирили и успокоили несколько граммов противовеса, заботливо установленные в "нужное место" умелыми руками и светлой головой. Невольно задумываешься о том, что значат граммы металла на радиусе колеса вентилятора и тысячах оборотов в минуту.
Так в чем же причина такой резкой перемены в поведении агрегата?
Дисбаланс
Попробуем представить себе, что вся масса ротора вместе с рабочим колесом сосредоточена в одной точке - центре масс (центре тяжести), но из-за неточности изготовления и неравномерности плотности материала (особенно для чугунных отливок) эта точка смещена на некоторое расстояние от оси вращения (Рисунок №1).
При работе агрегата возникают силы инерции - F, действующие на смещенный центр масс, пропорциональные массе ротора, смещению и квадрату угловой скорости. Они-то и создают переменные нагрузки на опоры R, прогиб ротора и вибрации, приводящие к преждевременному выходу агрегата из строя. Величина равная произведению расстояния от оси до центра масс на массу самого ротора - называется статическим дисбалансом и имеет размерность [г x см].
Статическая балансировка
Задачей статической балансировки является приведение центра масс ротора на ось вращения путем изменения распределения массы.
Наука о балансировке роторов объемна и разнообразна. Существуют способы статической балансировки, динамической балансировки роторов на станках и в собственных подшипниках. Балансируют самые различные ротора от гироскопов и шлифовальных кругов, до роторов турбин и судовых коленчатых валов. Создано множество приспособлений, станков и приборов с применением новейших разработок в области приборостроения и электроники для балансировки разных агрегатов. Что касается агрегатов, работающих в теплоэнергетике, то нормативной документацией по насосам, дымососам и вентиляторам предъявляются требования по статической балансировке рабочих колес и динамической балансировке роторов. Для рабочих колес применима статическая балансировка, т. к. при превышении диаметром колеса его ширины более чем в пять раз, остальные составляющие (моментная и динамическая) малы, и ими можно пренебречь.
Чтобы сбалансировать колесо нужно решить три задачи:
найти то самое "нужное место" - направление, на ко тором расположен центр тяжести;
определить, сколько "заветных грамм" противовеса необходимо и на каком радиусе их расположить;
уравновесить дисбаланс корректировкой массы рабочего колеса.
Приспособления для статической балансировки
Найти место дисбаланса помогают приспособления для статической балансировки. Их возможно изготовить самостоятельно они просты и недороги. Рассмотрим некоторые конструкции.
Простейшим устройством для статической балансировки являются ножи или призмы (Рисунок №2), установленные строго горизонтально и параллельно. Отклонение от горизонта в плоскостях параллельной и перпендикулярной оси колеса, не должно превышать 0,1 мм на 1 м. Средством проверки может служить уровень "Геологоразведка 0,01" или уровень соответствующей точности. Колесо одевается на оправку, имеющую опорные шлифованные шейки (в качестве оправки, можно использовать вал, заранее проверив его точность). Параметры призм из условий прочности и жесткости для колеса массой 100 кг и диаметром шейки оправки d = 80 мм составят: рабочая длинна L = p X d = 250 мм; ширина около 5 мм; высота 50 - 70 мм.
Шейки оправки и рабочие поверхности призм должны быть шлифованными для снижения трения. Призмы необходимо зафиксировать на жестком основании.
Если дать колесу возможность свободно перекатываться по ножам, то после остановки центр масс колеса займет положение не совпадающее с нижней точкой, из-за трения качения. При вращении колеса в противоположную сторону, после остановки оно займет другое положение. Среднее положение нижней точки соответствует истинному положению центра масс устройства (Рисунок №3) для статической балансировки. Они не требуют точной горизонтальной установки как ножи и на диски (ролики) можно устанавливать ротора с разными диаметрами цапф. Точность определения центра масс меньше из-за дополнительного трения в подшипниках качения роликов.
Применяются устройства для статической балансировки роторов в собственных подшипниках. Для снижения трения в них, которое определяет точность балансировки, применяют вибрацию основания или вращение наружных колец опорных подшипников в разные стороны.
Балансировочные весы.
Самым точным и в то же время сложным устройством статической балансировки являются балансировочные весы (Рисунок №4).
Конструкция весов для рабочих колес приведена на рисунке. Колесо устанавливают на оправку по оси шарнира, который может качаться в одной плоскости. При повороте колеса вокруг оси, в различных положениях его уравновешивают противовесом, по величине которого находят место и дисбаланс колеса.
Методы балансировки
Величину дисбаланса или количество граммов корректирующей массы определяют следующими способами:
методом подбора, когда установкой противовеса в точке противоположной центру масс добиваются равновесия колеса в любых положениях;
методом пробной массы - Мп, которую устанавливают под прямым углом к "тяжелой точке", при этом ротор совершит поворот на угол j. Корректирующую массу вычисляют по формуле
Мк = Мп ctg j
или определят по номограмме (Рисунок №5): через точку, соответствующую пробной массе на шкале Мп, и точку, соответствующую углу отклонения от вертикали j, проводят прямую, пересечение которой с осью Мк дает величину корректирующей массы.
В качестве пробной массы можно использовать магниты или пластилин.
Метод кругового обхода
Самым подробным и наиболее точным, но и наиболее трудоемким является метод кругового обхода. Он применим и для тяжелых колес, где большое трение мешает точно определить место дисбаланса. Поверхность ротора делят на двенадцать или более равных частей и последовательно в каждой точке подбирают пробную массу Мп, которая приводит ротор в движение. По полученным данным строят диаграмму (Рисунок №6) зависимости Мп от положения ротора. Максимум кривой соответствует "легкому" месту, куда необходимо установить корректирующую массу
Мк = (Мп max + Мп min)/2.
Способы устранения дисбаланса
После определения места и величины дисбаланса его необходимо устранить. Для вентиляторов и дымососов дисбаланс компенсируется противовесом, который устанавливается на внешней стороне диска рабочего колеса. Чаще всего для крепления груза используют электросварку. Этот же эффект достигается снятием металла в "тяжелом" месте на рабочих колесах насосов (по требованиям ТУ допускается снятие металла на глубину не более 1 мм в секторе не более 1800). При этом корректировку дисбаланса стараются проводить на максимальном радиусе, т. к. с увеличением расстояния от оси, возрастает влияние массы корректируемого металла на равновесие колеса.
Остаточный дисбаланс
После балансировки рабочего колеса из-за погрешностей измерений и неточности устройств сохраняется смещение центра масс, которое называется остаточным статическим дисбалансом. Для рабочих колес вращающихся механизмов нормативная документация задает допустимый остаточный дисбаланс. Например, для колеса сетевого насоса 1Д 1250 - 125 задается остаточный дисбаланс 175 г х см (ТУ 34 - 38 - 20289 - 85).
Сравнение методов балансировки на различных устройствах
Критерием сравнения точности балансировки может служить удельный остаточный дисбаланс. Он равен отношению остаточного дисбаланса к массе ротора (колеса) и измеряется в [мкм]. Удельные остаточные дисбалансы для различных методов статической и динамической балансировки сведены в таблицу №1.
Из всех устройств статической балансировки, весы дают самый точный результат, однако, это устройство самое сложное. Роликовое устройство, хотя и сложнее параллельных призм в изготовлении, но проще в эксплуатации и дает результат не многим хуже.
Основным недостатком статической балансировки является необходимость получения низкого коэффициента трения при больших нагрузках от веса рабочих колес. Повышение точности и эффективности балансировки насосов, дымососов и вентиляторов можно достичь методами динамической балансировки роторов на станках и в собственных подшипниках.
Применение статической балансировки
балансировка вибрация подшипник электродвигатель
Статическая балансировка рабочих колес эффективное средство снижения вибрации, нагрузки на подшипники и повышения долговечности машины. Но она не панацея от всех бед. В насосах типа "К" можно ограничиться статической балансировкой, а для роторов моноблочных насосов "КМ" требуется динамическая, т. к. там возникает взаимное влияние небалансов колеса и ротора электродвигателя. Необходима динамическая балансировка и для роторов электродвигателей, где масса распределена по длине ротора. Для роторов с двумя и более колесами, имеющих массивную соединительную полумуфту (например СЭ 1250 - 140), колеса и муфта балансируются отдельно, а затем ротор в сборе балансируют динамически. В отдельных случаях для обеспечения нормальной работы механизма необходима динамическая балансировка всего агрегата в собственных подшипниках.
Точная статическая балансировка - это необходимая, но иногда не достаточная основа надежной и долговечной работы агрегата.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Причины вибрации центробежных машин. Приспособления для проведения статической балансировки. Устранение неуравновешенности ротора (дисбаланса) относительно оси вращения. Определение и устранение скрытого дисбаланса. Расчет момента силы трения качения.
лабораторная работа , добавлен 12.12.2013
Балансировка ротора машин и балансировка гибких роторов как задача оценивания дисбалансов. Условие допустимости одной статической балансировки. Оценивание методом наименьших квадратов. Целевая функция метода наименьших квадратов и численные эксперименты.
дипломная работа , добавлен 18.07.2011
Анализ технологического процесса балансировки, обзор применяемого оборудования и выявление недостатков в работе. Разработка технологического процесса и устройства набора грузиков. Построение структурной и силовой схемы системы управления, выбор датчиков.
дипломная работа , добавлен 14.06.2011
Виды повреждений зубчатых колес и причины их возникновения. Типы поверхностных макроразрушений материала зубьев. Зависимость между твердостью рабочих поверхностей зубьев и характером их повреждений. Расчет нагрузочной способности зубчатых колес.
реферат , добавлен 17.01.2012
Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес.
курсовая работа , добавлен 23.02.2009
Характеристика и химический состав низколегированных и углеродистых сталей, применяемых для повышения долговечности рабочих органов машин. Свойства электродных материалов для наплавки. Технология электрошлаковой наплавки зубьев ковшей экскаваторов.
курсовая работа , добавлен 07.05.2014
Понятие и применение фрикционной передачи, ее конструкция, основные преимущества и недостатки, расчетная схема. Определение максимальной величины механического изнашивания на рабочих поверхностях колес открытой фрикционной цилиндрической передачи.
курсовая работа , добавлен 17.11.2010
Сведения о частотных характеристиках деталей. Расчет форм и частот собственных колебаний рабочих лопаток ГТД, методы и средства их измерения. Конструкция и принцип работы устройств для их зажима при контроле ЧСК. Способы снижения вибрационных напряжений.
курсовая работа , добавлен 31.01.2011
Требования предъявляемые зубьям шестерен. Термическая обработка заготовок. Контроль качества цементованных деталей. Деформация зубчатых колес при термической обработке. Методы и средства контроля зубчатых колес. Поточная толкательная печь для цементации.
курсовая работа , добавлен 10.01.2016
Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.
– это процедура добавления на внутреннюю и внешнюю часть обода грузиков либо введение внутрь покрышки специальных гранул, которые, притягиваясь к поверхности шины, уравновешивают дисбаланс.
Неуравновешенные вращающиеся массы на колесе приводят к дисбалансу. Происходит сильное отклонение геометрического центра от центра масс колеса. Постепенно выходят из строя важные элементы подвески:
- Стойки.
- Рулевой механизм.
- Ступичные подшипники.
При, казалось бы, малой неуравновешенной массе в 20 г на 14-дюймовое колесо ложатся колоссальные нагрузки: при скорости 100 км/ч они сопоставимы с ударами 3-килограммовой кувалды, работающей с частотой – 800 ударов в минуту.
Подвеска, амортизатор, несбалансированное колесо вступают в резонанс. Вибрации разносятся по всему кузову. Это приводит к биению руля, что делает поездку некомфортной, утомительной и даже опасной. Поэтому балансировка колес является обязательной процедурой, которую необходимо включить в регламентное ТО.
Дисбаланс колеса-статическая и динамическая неуравновешенность
Статическую неуравновешенность колеса характеризует отклонение центральной оси инерции – от оси вращения: фактически они параллельны, но не совпадают. Неуравновешенная масса образует вращающий момент, происходят маятниковые колебания – до тех пор, пока она не окажется в крайней нижней позиции. Для устранения проблемы требуется статическая балансировка – установка корректирующей массы на диаметрально противоположной стороне колеса.
Динамический дисбаланс возникает из-за неуравновешенности колеса по ширине. И обнаруживается при его вращении: –и ось вращения образуют угол α. Возникают разнонаправленные центробежные силы, формирующие пару с определенным моментом вращения. Динамическая балансировка подразумевает монтаж уравновешивающих грузиков на внутренних и наружных сторонах колеса, в той же плоскости, где действует вышеупомянутая пара сил.
Признаки дисбаланса колес
2) Заднюю часть авто на дороге бросает из стороны в сторону. Причиной того, что машина «гуляет», может быть не только дисбаланс, но и проблемы с задней подвеской – стойки, сайлентблоки балки. Тут напрашивается естественный вопрос: «Нужна ли балансировка задних колес?». Разумеется, да. Дисбаланс задних колес, хоть он и меньший, чем у передних, все равно присутствует. Это подтверждает неравномерный износ задних покрышек.
Когда нужно проводить балансировку колес
- В ходе сезонной «переобувки».
Нужна даже в том случае, если вы располагаете двумя комплектами шин и дисков. После успешно отъезженного сезона комплект колес ставится на хранение, не пройдя предварительной балансировки.Кстати, о том как правильно хранить шины в межсезонье, вы можете прочитать в статье: .
- Серьезное попадание в яму, удар о бровку, проезд лежачего полицейского на высокой скорости.
В критических ситуациях не обойтись без восстановления диска и замены изношенной резины.
- Каждые 15 тысяч км.
- После поездки на две и более тыс. км.
Любителям агрессивной манеры езды нужно проводить балансировку колес в 2 раза чаще: при езде по дорогам РФ каждые 7–8 тыс. км. К тому же к биениям шины выдвигаются особые требования.
Балансировка колес по системе «Хавека»
Зачастую балансировка колес осуществляется по центральному отверстию. Оно предназначено специально для данной процедуры, так как не изнашивается в процессе эксплуатации. Но в 1969 году компания Haweka предложила альтернативный вариант – балансировка по крепежным отверстиям колеса к ступице.
Таким методом производят двойную центровку колеса. Сначала используют специальные конусы, а после – стенд, оснащенный фланцевым адаптером, который имитирует ступичные шпильки. Для легкосплавных дисков используют цанговый адаптер.
Для корректного проведения процедуры очень важно нормальное состояние оборудования. Так, износ зажимных гаек, конуса, резьбовых частей валов должен быть менее 0,022 мм.
Благодаря тому, что адаптеры соприкасаются с дисками только там, где находятся головки гаек или болтов, риск повреждения поверхности минимален.
Процедуру упрощают современные 3D-станки, использующие лазер: луч выявляет биения, позволяет с высокой точностью определять место установки грузиков.
Разновидности грузов
Грузы бывают набивными и клеящимися. Набивные конструкции с кронштейном отлично подходят для А вот клеящиеся грузы устанавливаются на внутреннюю часть диска: они не портят его внешний вид.
Более предпочтительными для отечественных климатических условий остаются набивные грузы. При температурных перепадах клейкая лента отваливается, её повреждает бесконтактная автоматическая мойка, которая проводится под высоким давлением.
Как обеспечить максимальную точность процедуры балансировки колес
1) Частота вращения.
На современных станках имеется несколько фиксированных частот вращения – от 150 до 400 об/мин. Вместе с увеличением данного показателя улучшается точность балансировки колес: станок становится более восприимчив к дисбалансу.
2) Точность балансировки.
Настраивается по специальной шкале оборудования, варьируясь от одного до двадцати и более грамм. Другими словами, если выставлена точность балансировки 20 г, то дисбаланс в 19 г оборудование не учтет. А это уже солидное отклонение от нормы, сопровождающееся биением рулевого колеса.
3. Количество пусков колеса.
Для устранения дисбаланса устанавливают специальные грузики. Мастера определяют место и вес грузиков поэтапно, производя пошаговые пуски колеса. Чем больше тестовых пусков будет сделано, тем точнее будет определено место монтажа и вес грузиков.
4) Необходимо добиться совпадения оси крепления колеса на станке и его фактической оси вращения.
Для этого необходимо монтировать колесо на станке, используя крепежные отверстия диска. Исключение составляют автомобили марки Citroen, где для центровки применяется центральное отверстие диска.
5) Проведение финишной балансировки.
Эта процедура очень важна для скоростных авто. Финишная балансировка подразумевает корректировку после монтажа колеса на ступице, при частоте вращения от 1000 оборотов в минуту. Использование адаптеров Haweka позволяет отказаться от финишной балансировки.
6) Предварительная мойка колес.
Проводится качественная автоматическая мойка, нередко используют очистительные гранулы. Ручная очистка колес нежелательна: мелкие частички грязи, застрявшие в протекторе камни негативно скажутся на точности процедуры.
Примечание: большая погрешность станков упрощает работу недобросовестных мастеров – балансировка колес проводится быстро, хотя получаемый результат практически нулевой. В случае претензий со стороны автовладельца горе-умельцы уповают на плохое состояние дорог.
Преимущества правильной балансировки колес
1. Комфортная, безопасная езда. Прогнозируемое поведение авто на дороге.
2. Продление срока службы шины – от 25%.
3. Экономия топлива – около 12%.
4. Сохранение подвески. Это гарантирует снижение затрат на техническое обслуживание ходовой части.
Нарушения технологии
Вес находящихся рядом грузиков не должен быть более 60 г. Превышение заявленного показателя свидетельствует о неправильной сборке колеса: вентиль не совпадает с желтой меткой на покрышке. Но это далеко не единственная ошибка, которую допускают дилетанты, проводящие балансировку колес.
Другие ошибки:
- Балансировка шин или дисков, покрытых грязью. В хорошем сервисе колеса всегда тщательно моют, снимая установленные ранее компенсирующие грузики.
- Используется грязный, пыльный станок.
- Отсутствие специальной смазки на бортах диска. Из-за этого резина некорректно садится на диск. Шиномонтажники уповают на качество покрышки, но элементарная накачка расставляет все на свои места.
- Цветная метка расположена далеко от ниппеля, хотя должно быть с точностью наоборот.
Надеюсь,что информация для Вас была полезной.
Любые замечания и вопросы оставляйте в комментариях,при желании,поделитесь статьей с друзьями в социальных сетях,тем самым Вы поможете мне в продвижении блога.
Обязательно просмотрите видео.
В деятельности бюро диагностирования ремонтных подразделений металлургических предприятий балансировка рабочих колес дымососов и вентиляторов в собственных подшипниках выполняется достаточно часто. Эффективность данной регулировочной операции, значительна в сравнении с малыми изменениями, вносимыми в механизм. Это позволяет определить балансировку как одну из малозатратных технологий при эксплуатации механического оборудования. Целесообразность любой технической операции определяется экономической эффективностью, в основе которой лежит технический эффект от проводимой операции или возможные убытки от несвоевременности проведения данного воздействия.
Изготовление рабочего колеса на машиностроительном предприятии не всегда является гарантией качества уравновешивания. Во многих случаях предприятия-изготовители ограничиваются статическим уравновешиванием. Уравновешивание на балансировочных станках, безусловно, является необходимой технологической операцией при изготовлении и после ремонта рабочего колеса. Однако, невозможно приблизить производственные условия эксплуатации (степень анизотропности опор, демпфирование, влияние технологических параметров, качество сборки и монтажа и ряд других факторов) к условиям балансировки на станках.
Практика показала, что тщательно уравновешенное рабочее колесо на станке необходимо дополнительно уравновешивать в собственных опорах. Очевидно, что неудовлетворительное вибрационное состояние вентиляционных агрегатов при вводе в эксплуатацию после монтажа или ремонта приводит к преждевременному износу оборудования. С другой стороны транспортировка рабочего колеса к балансировочному станку за многие километры от промышленного предприятия не оправдана с точки зрения временных и финансовых затрат. Дополнительная разборка, риск повреждения рабочего колеса при транспортировании, все это доказывает эффективность уравновешивания на месте эксплуатации в собственных опорах.
Появление современной виброизмерительной аппаратуры обеспечивает возможность проведения динамической балансировки на месте эксплуатации и снижения вибрационной нагруженности опор до допустимых пределов.
Одной из аксиом работоспособного состояния оборудования является работа механизмов с низким уровнем вибрации. В этом случае снижается воздействие целого ряда разрушительных факторов, воздействующих на подшипниковые узлы механизма. При этом увеличивается долговечность подшипниковых узлов и механизма в целом, обеспечивается стабильная реализация технологического процесса, в соответствии с заданными параметрами. Относительно вентиляторов и дымососов, низкий уровень вибрации во многом определяется уравновешенностью рабочих колес, своевременно проведенной балансировкой.
Последствия работы механизма с повышенной вибрацией: разрушение подшипниковых узлов, посадочных мест подшипников, фундаментов, повышенный расход электрической энергии для привода установки. В данной работе рассматриваются последствия несвоевременной балансировки рабочих колес дымососов и вентиляторов цехов металлургических предприятий.
Вибрационное обследование вентиляторов доменного цеха показало, что основной причиной повышенной вибрации является динамическая неуравновешенность рабочих колес. Принятое решение – провести уравновешивание рабочих колес в собственных опорах позволило снизить общий уровень вибрации 3…5 раз, до уровня 2,0…3,0 мм/с при работе под нагрузкой (рисунок 1). Это позволило увеличить срок службы подшипников в 5…7 раз. Определено, что для однотипных механизмов наблюдается существенный разброс динамических коэффициентов влияния (более 10 %), что определяет необходимость проведения балансировки в собственных опорах. Основными факторами, влияющими на разброс коэффициентов влияния являются: нестабильность динамических характеристик роторов; отклонение свойств системы от линейности; погрешности при установке пробных грузов.
Рисунок 1 - Максимальные уровни виброскорости (мм/с) подшипниковых опор вентиляторов до и после балансировки
 |
|
| а) | б) |
 |
|
| в) | г) |
Рисунок 2 – Неравномерный эрозионный износ лопаток рабочего колеса
Среди причин возникновения дисбаланса рабочих колес дымососов и вентиляторов следует выделить:
1. Неравномерный износ лопаток (рисунок 2), несмотря на симметрию рабочего колеса и значительную частоту вращения. Причина данного явления может заключаться в избирательной случайности процесса износа, обусловленного внешними факторами и внутренними свойствами материала. Необходимо учитывать фактические отклонения геометрии лопаток от проектного профиля.
Рисунок 3 – Налипание пылевидных материалов на лопатки рабочего колеса:
а) дымосос аглофабрики; б) пароотсос МНЛЗ
3. Последствия ремонта лопаток в рабочих условиях на месте установки. Иногда дисбаланс может вызываться проявлением начальных трещин в материале дисков и лопаток рабочих колес. Поэтому, предварять балансировку должен тщательный визуальный осмотр целостности элементов рабочего колеса (рисунок 4). Заварка обнаруженных трещин не может обеспечить длительную безотказную работу механизма. Сварные швы служат концентраторами напряжения и дополнительными источниками зарождения трещин. Рекомендуется использовать данный метод восстановления лишь, в крайнем случае, для обеспечения функционирования на коротком временном промежутке, позволяющем продолжить эксплуатацию до изготовления и замены рабочего колеса.
Рисунок 4 – Трещины элементов рабочих колес:
а) основного диска; б) лопаток в месте крепления
В работе механизмов роторного типа важную роль играют допустимые значения параметров вибрации. Практический опыт показал, что соблюдение рекомендаций стандарта ГОСТ ИСО 10816-1-97 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях» относительно машин класса 1, позволяет обеспечить длительную эксплуатацию дымососов. Для оценки технического состояния предлагается использовать следующие значения и правила:
- значение виброскорости 1,8 мм/с, определяет границу функционирования оборудования без ограничения сроков и желательный уровень окончания балансировки рабочего колеса в собственных опорах;
- значения виброскорости в диапазоне 1,8…4,5 мм/с допускают работу оборудования в течение длительного периода времени с периодическим контролем параметров вибрации;
- значения виброскорости свыше 4,5 мм/с наблюдаемые в течение длительного периода времени (1…2 месяца) могут привести к повреждениям элементов оборудования;
- значения виброскорости в диапазоне 4,5…7,1 мм/с допускают работу оборудования в течение 5…7 дней с последующей остановкой на ремонт;
- значения виброскорости в диапазоне 7,1…11,2 мм/с допускают работу оборудования в течение 1…2 дней с последующей остановкой на ремонт;
- значения виброскорости свыше 11,2 мм/с не допускаются и рассматриваются как аварийные.
К сожалению, установка компенсирующих грузов, во время балансировки, не позволяет оценить снижение долговечности подшипниковых узлов и повышение энергетических затрат при повышенной вибрации дымососов. Теоретические расчеты приводят к заниженным значениям потерь мощности на вибрацию.
Дополнительные силы, действующие на подшипниковые опоры, при неуравновешенном роторе, приводят к повышению момента сопротивления вращению вала вентилятора и к повышению потребляемой электроэнергии. Появляются разрушительные силы, действующие на подшипниковые опоры и элементы механизма.
Оценить эффективность уравновешивания роторов вентиляторов или дополнительных ремонтных воздействий по снижению вибрации, в условиях эксплуатации возможно проанализировав следующие данные.
Установочные параметры : тип механизма; мощность привода; напряжение; частота вращения; масса; основные параметры рабочего процесса.
Начальные параметры : виброскорость в контрольных точках (СКЗ в частотном диапазоне 10…1000 Гц); ток и напряжение по фазам.
Выполненные ремонтные воздействия : значения установленного пробного груза; выполненная затяжка резьбовых соединений; центрирование.
Значения параметров после выполненных воздействий : виброскорость; ток и напряжение по фазам.
В лабораторных условиях проведены исследования по снижению потребляемой мощности двигателем вентилятора Д-3 в результате уравновешивания ротора.
Результаты эксперимента №1.
Начальная вибрация : вертикальная – 9,4 мм/с; осевая – 5,0 мм/с.
Ток по фазам: 3,9 А; 3,9 А; 3,9 А. Среднее значение – 3,9 А.
Вибрация после балансировки : вертикальная – 2,2 мм/с; осевая – 1,8 мм/с.
Ток по фазам: 3,8 А; 3,6 А; 3,8 А. Среднее значение – 3,73 А.
Снижение параметров вибрации: вертикальное направление – в 4,27 раза; осевое направление в 2,78 раза.
Снижение токовых значений: (3,9 – 3,73)×100%3,73 = 4,55 %.
Результаты эксперимента №2.
Начальная вибрация.
Точка 1 – лобовой подшипник электродвигателя: вертикальная – 17,0 мм/с; горизонтальная – 15,3 мм/с; осевая – 2,1 мм/с. Радиус-вектор – 22,9 мм/с.
Точка 2 – свободный подшипник электродвигателя: вертикальная – 10,3 мм/с; горизонтальная – 10,6 мм/с; осевая – 2,2 мм/с.
Радиус-вектор виброскорости – 14,9 мм/с.
Вибрация после балансировки.
Точка 1: вертикальная – 2,8 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с; осевая – 1,2 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 4,2 мм/с.
Точка 2: вертикальная – 1,4 мм/с; горизонтальная – 2,0 мм/с; осевая – 1,1 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 2,7 мм/с.
Снижение параметров вибрации.
Составляющие по точке 1: вертикальная – в 6 раз; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 1,75 раза; радиус-вектор – в 5,4 раза.
Составляющие по точке 2: вертикальная – в 7,4 раза; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 2 раза, радиус-вектор – в 6,2 раза.
Энергетические показатели.
До балансировки. Потребленная мощность за 15 минут – 0,69 кВт. Максимальная мощность – 2,96 кВт. Минимальная мощность – 2,49 кВт. Средняя мощность – 2,74 кВт.
После балансировки. Потребленная мощность за 15 минут – 0,65 кВт. Максимальная мощность – 2,82 кВт. Минимальная мощность – 2,43 кВт. Средняя мощность – 2,59 кВт.
Снижение энергетических показателей. Потребленная мощность – (0,69 - 0,65)×100%/0,65 = 6,1 %. Максимальная мощность – (2,96 - 2,82)×100%/2,82 = 4,9 %. Минимальная мощность – (2,49 - 2,43)×100%/2,43 = 2,5 %. Средняя мощность – (2,74 - 2,59)/2,59×100% = 5,8 %.
Аналогичные результаты были получены в производственных условиях при балансировке вентилятора ВДН-12 нагревательной трехзонной методической печи листопрокатного стана. Потребление электроэнергии за 30 минут составило – 33,0 кВт, после балансировки – 30,24 кВт. Снижение потребляемой электроэнергии в данном случае составило (33,0 - 30,24) ×100%/30,24 = 9,1 %.
Виброскорость до балансировки – 10,5 мм/с, после балансировки – 4,5 мм/с. Снижение значений виброскорости – в 2,3 раза.
Снижение потребляемой мощности на 5% для одного 100 кВт двигателя вентилятора приведет к годовой экономии порядка 10 тыс. гривен. Это может быть достигнуто в результате балансировки ротора и снижения вибрационных нагрузок. Одновременно происходит увеличение долговечности подшипников и снижение затрат на остановку производства для проведения ремонтных работ.
Одним из параметров оценки эффективности балансировки является частота вращения вала дымососа. Так, при балансировке дымососа ДН-26 зафиксировано увеличение частоты вращения электродвигателя АОД-630-8У1 после установки корректирующего груза и снижения виброскорости подшипниковых опор. Виброскорость подшипниковой опоры до балансировки: вертикальная – 4,4 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с. Частота вращения до балансировки – 745 об/мин. Виброскорость подшипниковой опоры после балансировки: вертикальная – 2,1 мм/с; горизонтальная – 1,1 мм/с. Частота вращения после балансировки – 747 об/мин.
Техническая характеристика асинхронного двигателя АОД-630-8У1: число пар полюсов – 8; синхронная частота вращения – 750 об/мин; номинальная мощность – 630 кВт; номинальный момент – 8130 Н/м; номинальная частота вращения -740 об/мин; МПУСК/МНОМ – 1,3; напряжение – 6000 В; кпд – 0,948; cosφ = 0,79; коэффициент перегрузки – 2,3. Исходя из механической характеристики асинхронного двигателя АОД-630-8У1, увеличение частоты вращения на 2 об/мин возможно при снижении крутящего момента на 1626 Н/м, что приводит к снижению потребляемой мощности на 120 кВт. Это почти 20% от номинальной мощности.
Аналогичная зависимость между частотой вращения и виброскоростью зафиксирована по асинхронным двигателям вентиляторов сушильных агрегатов во время проведения работ по балансировке (таблица).
Таблица – Значения виброскорости и частоты вращения двигателей вентиляторов
|
Амплитуда виброскорости составляющей оборотной частоты, мм/с |
Частота вращения, об/мин |
|
2910 |
|
|
2906 |
|
|
2902 |
|
|
10,1 |
2894 |
|
13,1 |
2894 |
Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости приведена на рисунке 5, там же указано уравнение линии тренда и достоверность аппроксимации. Анализ полученных данных указывает на возможность ступенчатого изменения частоты вращения при различных значениях виброскорости. Так, значениям 10,1 мм/с и 13,1 мм/с соответствует одно значение частоты вращения – 2894 об/мин, а значениям 1,6 мм/с и 2,6 мм/с соответствуют частоты 2906 об/мин и 2910 об/мин. Исходя из полученной зависимости так же можно рекомендовать значения 1,8 мм/с и 4,5 мм/с как границы технических состояний.
Рисунок 5 - Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости
В результате проведенных исследований установлено.
1. Уравновешивание рабочих колес в собственных опорах дымососов металлургических агрегатов позволяет обеспечить значительное снижение потребляемой энергии, увеличить срок службы подшипников.
Благодаря профессионально произведенной балансировке колес автомобиль становится более послушным в управлении, а езда на нем оптимально комфортной и безопасной.
Балансировкой колес называется рабочий процесс, направленный на уменьшение до необходимого уровня дисбаланса диска, элементов подвески, колеса, ступицы и колесного крепления. Дисбаланс бывает динамический и статический и выражается в несовпадении осей инерции и вращения. Другими словами, своевременно выполненная балансировка позволяет защитить от износа рулевое управление, снизить повреждение шин и подвижных элементов колесной подвески.
Когда необходимо проводить балансировку колес
Опытные автовладельцы и автоэксперты рекомендуют следить за величиной биения колеса не реже одного раза в год . Это позволит избежать преждевременного износа основных деталей рулевого управления и подвески. Столь частое посещение профильного технического центра требуется выполнять не только при возникновении очевидных признаков колесного дисбаланса, но и в профилактических целях.
К первым тревожным признакам, требующим срочного посещения шиномонтажной мастерской, относятся следующие:
· вынужденная покраска колесных дисков;
· нарушение геометрии колеса;
· сборка колеса, притирка новых покрышек (500 км);
· на низких скоростях вибрация рулевой колонки;
· неравномерное прилипание грязи, разный уровень износа покрышек;
· разбиты отверстия ступицы, элементы подвески, крепежные элементы;
· после ДТП и наезда в глубокие дорожные ямы.
При этом классическая балансировка колес позволяет автовладельцу повысить уровень управляемости своей машины, что сказывается на безопасности вождения, увеличить комфортабельность эксплуатации, снизить эксплуатационные затраты (за счет отсутствия необходимости в замене или ремонте шин, рулевых тяг, дисков, подвески), продлить рабочую активность автомобиля и эффективность его использования.
Процесс выполнения балансировки колес
Технологически, процесс балансировки колес работа несложная, требующая от автослесаря точности. Впрочем, современная балансировка проводится на компьютерных стендах, где работа автомеханика сводится только к вводу требуемых параметров.
При устранении дисбаланса чистое, полностью собранное колесо закрепляют на балансировочном стенде и при помощи специального конуса вращают и центруют. На станке определяются параметры колеса, после ввода которых компьютер выдает автослесарю информацию о том, в каком месте и какого веса груз необходимо довесить.
Тип груза используют от вида установленного на автомобиле диска. Различают несколько типов груза, это: набивные навесы для колес с литыми дисками и штампованными и универсальные клеящиеся груза . Универсальные применяются для сохранения эстетической привлекательности стального диска и клеятся с его внутренней стороны.
Специалисты отмечают, что наиболее эффективен набивной груз, так как он способен легко выдержать перепады температур, особенно в зимнее время. Клеящиеся грузы часто отваливаются при мытье колес под высоким давлением.
Используемое для устранения колесного дисбаланса оборудование
Наиболее эффективным оборудованием, используемым специалистами при проведении качественного шиномонтажа , являются балансировочные станки , способные определить дисбаланс как цельного колесного блока, так и его отдельных элементов, например, величину дисковой несоосности.
Использование стендов позволяет автомеханику более точно выполнять сборку вращающихся узлов колесной пары. Высокая цена профильных станков для профессиональной балансировки колес, предполагает их использование только в крупных специализированных технических центрах.
Наиболее распространенным оборудованием, активно используемым в большинстве автосервисов, является станок с механическим или электрическим приводом. Главное рабочее назначение такого стенда, это оптимально точное определение параметров статического дисбаланса, видимые проявления которого заключены в биении колеса строго в вертикальной плоскости. Распределение в неравной мере колесной массы по оси является причиной появления крутящего момента, который сильно противодействует движению машины и приводит к разрушению подвески. Именно на таких стендах определяется сектор несоосности, напротив которого устанавливаются противовесы.
Итоговое понятие профессиональной балансировки колес
Несмотря на простоту технологического процесса, ни каждый автомеханик способен выполнить балансировку колес на оптимально высоком уровне. Поэтому специализированные технические центры проводят итоговую балансировку, заключающуюся в ликвидации допущенных ранее огрехов и погрешностей. В отличие от классической, финишная балансировка колес производится не на стенде, а на специальном станке, обеспечивающим оптимальную точность показаний. Другой особенностью заключительного устранения колесного дисбаланса является уравновешивание в процессе работы не одного колесного элемента, а проведение сборки всех ходовых агрегатов: тормозных дисков, подвески, колеса, ступицы. При этом для выявления статического дисбаланса как эффективный противовес применяется контргруз в 15g.
Стоит подчеркнуть, что итоговая балансировка колес представляет собой следующий по очередности этап корректирования ходовой части автомобиля и не отменяет классический процесс проверки с помощью стенда. Финальная балансировка позволяет:
· - провести фильтрацию результатов;
· - определить дисбаланс, проявляющийся при езде только на высокой скорости;
· - установить оптимальную точность коэффициентов уравновешивания;
· - разделить параметры ведомых и ведущих колес.
Последней особенностью проведения финального дисбаланса является исключение колебательных движений, передаваемых агрегатами, задействованными при колесном вращении (двигатель, карданный вал), что сказывается на чистоте получаемых параметров. Результаты заключительной балансировки максимально увеличивают преимущества обычной балансировки колес.
