Балансировка деталей и узлов

Надежность и долговечность автомобиля, в значительной степе-

ни, зависят от величины вибраций быстровращающихся деталей (коленчатых и карданных валов, маховиков, шкивов, дисков сцепления, колес) вследствие их неуравновешенности. Вибрации быстровращающихся деталей создают дополнительные нагрузки как на эти детали, так и на подшипники.

Неуравновешенность деталей может быть вызвана рядом причин:

- неточностью размеров детали, особенно необработанных поверхностей;

- неравномерной плотностью материала;

- погрешностью сборки.

Устранение неуравновешенности деталей может производиться при механической обработке или при сборке с помощью балансировки. Балансировка подсобранных узлов, например коленчатых валов в сборе с маховиком, производится в процессе сборки.

Различают статическую и динамическую балансировку.

Статической балансировкой устраняют неуравновешенность, вызываемую несовпадением центра тяжести с осью вращения детали.

При смещении центра тяжести детали от оси ее вращения возникает неуравновешенная центробежная сила

, (2.5.11)

где - неуравновешенная масса;

- смещение центра тяжести;

- угловая скорость.

При статической балансировке опытным путем определяется величина и расположение дополнительной массы, которую необхо-димо прибавить к детали или удалить с нее, чтобы центр тяжести уравновешиваемой детали совпал с осью ее вращения.

Статическая балансировка производится на призмах или роликах. Под влиянием неуравновешенной массы создается крутящий момент: , который стремится повернуть деталь до тех пор, пока утяжеленная ее сторона с неуравновешенной массой займет нижнее положение.

Величину массы уравновешивающего груза и расстояние его от оси подбирают так, чтобы соблюдать равенство

,

Откуда

(2.5.12)

Устранение дисбаланса производится удалением металла с утяжеленной стороны сверлением, фрезерованием, шабрением, опиловкой или прикреплением корректирующего груза.

Точность балансировки на призмах зависит от силы трения между призмой и шейками валов или оправок. Поэтому рабочие поверхности призмы и оправок подвергают закалке до твердости НRC50-56 и чистовому шлифованию. Рабочую длину призмы принимают равной , где - диаметр шейки оправки.

При статической балансировке на роликах, которые установлены на шариковых или роликовых подшипниках, процесс балансировки аналогичен балансировке на призмах. Точность балансировки на роликах зависит от отношения диаметров шейки оправки и ролика . Чем меньше это отношение, тем точнее балансировка.

В зависимости от массы балансируемых деталей применяются следующие размеры роликов

- при массе до 250 кг: = 100 мм, l– до 40 мм;

- при массе 1,5 т: = 150 мм, l- до 70 мм.

Статической балансировке подвергают детали, имеющие небольшую длину и относительно большой диаметр: шкивы, маховики, диски сцепления.

Для деталей, длина которых значительно превышает диаметр (коленчатые валы, карданные валы) применяют динамическую балансировку. Если деталь, статически отбалансированную грузами и , расположенными диаметрально противоположно, вращать вокруг оси, то по ее концам возникнут две противоположно направленные центробежные силы и , образующие пару сил.

Рисунок 2.5.3 - Динамическая неуравновешенность

Величина возмущающего момента:

(2.5.13)

Для динамической уравновешенности детали необходимо в точках противоположных участкам размещения грузов , установить равные им грузы . Деталь можно уравновесить и грузами , установленными в любой плоскости, перпендикулярной к оси вала, при том условии, что моменты центробежных сил, возникающих от этих грузов в процессе вращения детали, будут равны моментам центробежных сил , образующихся от грузов , то есть при условии, что

где - плечо пары возмущающих сил;

- плечо пары уравновешивающих сил.

1 – пружина; 2 – амплитудомер (индикатор); 3,4 – опоры;

5 – подвижная рама; 6 – станина балансировочной машины

Рисунок 2.5.4 - Схема действия механических балансировочных

машин

Динамическая неуравновешенность включает статическую неуравновешенность, но не наоборот.

Динамическую балансировку производят при вращении детали, помещая ее на упругие опоры, которые будут колебаться под действием центробежных сил инерции и их моментов. Затем замеряют амплитуду максимальных колебаний одной из опор. К детали прикрепляют пробный груз и добиваются прекращения колебаний опор.

Балансировочные машины, работающие на этом принципе, являются наиболее подходящими для ремонтного производства.

Балансировка деталей после восстановления различными способами необходима для повышения качества ремонта автомобилей и потому должна найти широкое распространение в ремонтном производстве.

Таблица 2.5.1 – Допустимые дисбалансы деталей автомобилей

Детали или узлы	Балансировка	Допустимый дисбаланс, .
ГАЗ-53А ГАЗ-51А	ЗИЛ-130 ЗИЛ-164
Коленчатый вал Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением Крыльчатка вентилятора Маховик Сцепление Карданный вал в сборе	Динамическая Динамическая     Статическая   Статическая Статическая   Динамическая	15/18	-