Как сделать балансировку двигателя

Как сделать балансировку двигателя

Балансировка вращающихся частей

Устанавливая промышленное оборудование, специалисты используют особые методы, про которых возможна детальная балансировка вращающихся частей.

Балансировка вращающихся частей

Электрическая машина при хорошей балансировке ротора прослужит долго, её эксплуатация будет безопасна и надёжна. Если балансировка сделана правильно, то оси вращения и инерции ротора совпадают. Но иногда, например, вследствие ремонта, балансировка может нарушиться, появится вибрация. Это может привести к тому, что электродвигатель начнёт потреблять больше энергии, разрушатся подшипники. Важно вовремя определить момент дисбаланса. Явные его признаки – это повышение вибрации и появление шумов, которых раньше не было.

Режимы и особенности балансировки двигателя

Балансировку двигателя производится двумя способами: в статистическом и динамическом режимах.

В статистическом режиме используется специальный стенд. Это могут быть роликовые опоры, или цилиндрические стержни. Из-за того, что для проведения балансировки ротор нужно сначала демонтировать, а потом погрузить на стендовую поверхность, а по окончании процедуры вернуть на прежнее место, уходит много времени. Поэтому статистический режим больше подходит для плоских деталей, с небольшим по отношению к длине диаметром. Например, такой способ лучше использовать, чтобы произвести балансировку крыльчатки вентилятора в холодильнике или зубчатое колесо редуктора.

Балансировка вращающихся частей

Кроме этого, точность работы будет полностью зависеть от поверхности деталей.

Динамический режим предполагает проведение балансировки в собственных опорах агрегата ротора. Такой способ хорош для быстровращающихся деталей таких, как вал водяного насоса, карданный вал или ротор турбокомпрессора. Это способ точнее, чем первый.

Для проведения балансировки в динамическом режиме существуют специальное оборудование. С его помощью можно проводить работу прямо на станках, балансировать горизонтальные или вертикальные роторы, а также многорежимные машины. Возможно выявление проблем, которые препятствуют выполнению работы.

Основные этапы балансировки электродвигателя

Не важно, каким способом производится балансировка, её этапы будут всегда одинаковыми:

  1. замеряется исходная вибрация,
  2. устанавливается пробный груз,
  3. снова замеряется вибрация,
  4. проведение расчета корректирующего угла к установке и груза,
  5. установка или удаление груза на ротор,
  6. контрольный замер вибрации.

Этапы замеры вибрации и расчета корректирующего угла могут повторяться, пока вибрация не станет приемлемой.

В результате грамотной балансировки снизится вибрация, потребление энергии, а вот срок службы составных частей и механизмов в целом продлится.

Правила эксплуатации электродвигателей

Чтобы продлить срок службы устройств с вращающимися частями, нужно соблюдать правила эксплуатации, а именно:

– своевременно выполнять балансировку,

– следить за состоянием и исправностью оборудования,

Следует отметить, что повышение вибрации вследствие смещения оси, приведёт к большим нагрузкам на весь двигатель.

Причины дисбаланса в работе электродвигателей

Когда же возникает дисбаланс и повышается вибрация вращающихся частей?

Балансировка вращающихся частей

Обычно, это происходит после ремонта. Достаточно неосторожно задеть и сместить деталь или на долю миллиметра убрать закругление, ось вращения начнёт смещаться. Чем скорость прибора выше, тем сильнее будет вибрация и скорее наступит износ.

Чтобы промышленное оборудование, имеющее в своей конструкции вращающиеся части, реже ломалось, необходимо вовремя производить балансировку. Кроме этого, оно не должно перегружаться и быть исправным как в целом, так и отдельные вращающиеся механизмы. В следствии увеличения вибрации, создаётся дополнительная нагрузка и увеличивается потребление энергии.

Чтобы провести балансировку с наибольшей точностью, лучше обратиться к профессионалам.

Балансировка двигателя

Балансировка двигателя
Сильная вибрация возникает в том случае, если двигатель плохо сбалансирован. Эта вибрация может возникнуть из-за недостатков конструкции или из-за плохого технического обслуживания двигателя.
Для сведения вибрации к минимуму необходимо обратить внимание на следующее:
Первичную балансировку
Балансировку деталей
Интервалы зажигания
Вторичную балансировку
Первичная балансировка
Когда поршень проходит через ВМТ и НМТ, изменение направления вызывает появление сил инерции, которые пытаются удержать направление движение поршня, которое было до изменения. Эта сила, называемая природной силой инерции, увеличивается в случае увеличения оборотов вала двигателя и если ее не скомпенсировать, она может вызвать сильную вибрацию в вертикальной плоскости, то есть на одной линии с осью цилиндра.
Одноцилиндровый двигатель
На рис. 12.10 изображен график силы инерции, возникающей в одноцилиндровом двигателе; на графике видно
направление и амплитуда силы инерции за один оборот коленчатого вала, причем направление движения поршня вверх считается положительным направлением.

Из графика видно, что в положении ВМТ замедление движущихся поступательно масс (поршень в сборе и одна треть шатуна) вызывает силу, направленную вверх и приложенную к двигателю.
В положении НМТ возникает такая же сила, но при этом положении поршня сила направлена вниз. Если рассмотреть действие этих двух сил, то станет видно, что вращение коленчатого вала двигателя будет приводить к возникновению колебаний, направленных вверх и вниз, с частотой, равной оборотам двигателя.
Эта вибрация может быть уменьшена, если добавить компенсирующие массы А и В, создающие при вращении коленчатого вала противоположно направленные силы. Путем подбора величины этих двух масс внешняя сила может быть сделана равной силам инерции F, и F2, но в положении, отличном от мертвых точек, компенсирующие массы будут сами производить разбалансирующие силы. Это нежелательно, поскольку это приведет только к сдвигу плоскости вибрации от вертикали к горизонтали. Вследствие этого компенсирующие массы, применяемые в одноцилиндровом двигателе, устанавливаются только для балансировки половины поступательно движущихся масс. В результате, вибрация в вертикальной и в горизонтальной плоскостях остается, а это означает, что все гайки и болты на автомобилях, оснащенных одноцилиндровым двигателем, должны быть тщательно затянуты.
Четырехцилиндровый двигатель
На рис. 12.11 изображено расположение коленчатого вала четырехцилиндрового двигателя с рядным расположением цилиндров и направления действия сил инерции.

Первичная балансировка достигается благодаря тому, что силы, создаваемые движением двух поршней, находящихся в положении ВМТ, равны силам, создаваемым движением поршней, находящихся в положении НМТ.
Как видно из рис. 12.11, колена коленчатого вала расположены таким образом, что силы, действующие на поршень 1 и 2, производят вращающий момент (называемый моментом вращения), противоположный моменту, создаваемому поршнями 3 и 4. Противоположные моменты вращения, создаваемые при таком расположении коленчатого вала, воздействуют на двигатель и в результате сводят к минимуму вибрацию двигателя.
Изгибание вала, вызываемое моментами вращения, а также большую нагрузку на средний коренной подшипник можно уменьшить добавлением к коленчатому валу компенсирующих масс. Таким же образом, если использовать для опоры вала пять коренных подшипников вместо трех, использовавшихся прежде, можно получить более жесткую конструкцию, которая требуется для современных двигателей из-за их высоких угловых скоростей вращения коленчатого вала.
Трехцилиндровый двигатель
Рассмотрение трехцилиндрового двигателя с расположением цилиндров в ряд полезно, поскольку такая конструкция не только используется непосредственно в двигателях, но также образует базовый узел для шестицилиндровых двигателей с рядовым расположением цилиндров и двигателей V6.
На рис. 12.12 изображено расположение коленчатого вала и действующие силы инерции, когда поршень 1 находится в положении ВМТ.

Поскольку колена вала расположены под углом 120°, большие силы, действующие в мертвых точках на один поршень, уравновешиваются меньшими силами, действующими на два других поршня. Эти меньшие силы есть результат от ускорения или замедления поршня при приближении к мертвой точке или начале движения в начале такта.

Балансировка коленвала в гаражных условиях: эффективность и руководство

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.

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 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:

    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.

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 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.

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

Как отбалансировать коленвал с маховиком в гаражных условиях.

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 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.

Тонкости правильной балансировки коленвала

Коленчатый вал с маховиком и сцеплением в сборе

Динамическую балансировку коленчатого вала с маховиком и сцеплением в сборе осуществляют относительно крайних коренных шеек при сверлении отверстий диаметром 15 мм (на глубину не более 15 мм при расстоянии между ними не менее 5 мм) на расстоянии 184 мм от оси вала в не закрытых кожухом сцепления сегментах рабочей поверхности маховика или при сверлении отверстий в бобышках под пружинами нажимного диска сцепления. Остаточный дисбаланс со стороны сцепления (маховика) должен быть не более 0,07 Нм. Перед балансировкой на каждую шатунную шейку надевают груз, а ведомый диск сцепления центрируется относительно внутреннего диаметра подшипника на фланце коленчатого вала с помощью первичного вала коробки передач или специальной оправки.



Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта

Отбалансировать коленчатый вал можно двумя способами:

    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 вала

Подшипники коленчатого вала

Коренные и шатунные подшипники имеют тонкостенные легкосъемные вкладыши, выполненные из биметаллической ленты (стальная лента, алюминиевый сплав АМО 2-20, включающий в себя 1% Си, 20% Sn, остальное А1). Для сталеалюминиевых вкладышей приняты шесть ремонтных размеров P1—Рб шатунных и коренных шеек коленчатого вала с уменьшением на 0,05 (Р1); 0,25 (Р2); 0,50 (РЗ); 0,75 (Р4); 1,00 (Р5); 1,5 (Р6). Тонкостенные вкладыши подшипников имеют высокую степень точности изготовления, и поэтому какой-либо их ремонт недопустим. Единственным способом устранения неисправностей вкладышей является их замена.

Под вкладыши подшипников первого ремонтного размера шлифование шеек вала не требуется. Маркировка ремонтных размеров вкладышей нанесена на стальной поверхности вкладыша. Вкладыши номинальных размеров маркировки не имеют. Между шейкой коленчатого вала и вкладышем подшипника нового двигателя должен быть зазор (для шатунных подшипников 0,032…О,076 мм, для коренных подшипников 0,050…0,107 мм), который обеспечивают при сборке деталей.

При проверке зазоров контрольными щупами рекомендуется проверять затяжку болтов подшипников динамометрическим ключом для обеспечения необходимой равномерной затяжки крышек. При нормальных зазорах в подшипнике шатун (без поршня), установленный на шейку снятого с двигателя вала, должен плавно опускаться под действием собственной массы, переходя из горизонтального положения в вертикальное. При оптимальных зазорах в коренных подшипниках и установленных крышках подшипников без шатунов коленчатый вал должен проворачиваться в постели от небольшого усилия руки.

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 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 балансировки


Процедура балансирования на СТО

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

Балансировка деталей кривошипно-шатункого механизма

После ремонта коленчатого вала, а также устанавливаемого на него маховика, сцепления или шкива необходимо провести их балансировку. До ремонта коленчатого вала нужно заварить имеющиеся в его противовесах сверления, выполненные при предыдущей балансировке. Динамическую балансировку деталей, устанавливаемых на коленчатый вал (маховик, шкив, нажимной и ведомый диски сцепления), проводят на специальных станках.

Балансировку коленчатого вала, а также коленчатого вала с установленным на него маховиком и сцеплением следует проводить в динамическом режиме с грузами на шатунных шейках, заменяющими шатунно-поршневую группу на шатунной шейке. Балансировочный груз состоит из двух одинаковых полуколец, соединенных двумя болтами. Наружную внутреннюю поверхности и торцы груза окончательно обрабатывают после соединения полуколец болтами. Смещение осей болтов относительно торцов и внутреннего диаметра груза должно быть не более 0,05 мм.

Рис. Станок для статической балансировки маховика, шкива, нажимного и ведомого дисков: 1 — прибор для определения места дисбаланса; 2 — измерительная линейка для определения дисбаланса; 3 — уровень; 4 — стрелка для определения угла поворота лимба; 5 — лимб; 6 — оправка для статической балансировки шкива коленчатого вала; 7— балансируемый шкив; 8,9 и 10 — оправки для статической балансировки соответственно маховика, нажимного и ведомого дисков сцепления

Болты должны быть одинаковой массы. Груз подгоняют по массе при уменьшении наружного диаметра с точностью +1 г и балансируют статически на оправке с точностью 0,0002 Нм так, чтобы центр масс груза находился на оси груза и на середине его ширины. После этого на наружную поверхность груза наносятся риски для обеспечения сборки полуколец в одном положении.

Установка коленчатого вала

Для установки коленчатого вала нужно повернуть блок на стенде плоскостью разъема картера вверх, снять крышки коренных подшипников, протереть салфеткой постели под вкладыши в блоке и крышках и продуть блок сжатым воздухом. Затем необходимо установить подобранные верхние вкладыши в постели коренных подшипников блока, установить уплотнитель заднего подшипника, установить нижние половинки вкладышей в постели крышек коренных подшипников. При этом нужно внимательно следить за тем, чтобы верхние и нижние вкладыши заднего коренного подшипника не были перепутаны, так как верхние вкладыши имеют отверстия для подвода масла. При неправильной установке вкладышей масляный канал будет перекрыт, подшипник начнет работать без смазочного материала, что приведет к выходу из строя двигателя.

Рис. Проверка затяжки болтов коренных подшипников динамометрическим ключом

Рис. Проверка осевого зазора между передним упорным фланцем коленчатого вала и упорной шайбой: 1 — набор щупов; 2 — ворот

Затем следует установить коленчатый вал в сборе с маховиком, сцеплением, шестерней механизма газораспределения в удобное положение, продуть сжатым воздухом масляные каналы, протереть салфеткой коренные шейки вала, смазать поверхности верхних вкладышей чистым маслом, при меняемым для двигателя, разместить коленчатый вал в подшипниках блока и вставить в гнезда верхние полукольца упорного подшипника, смазать маслом поверхности нижних вкладышей и коренные шейки вала.

Далее необходимо установить крышки коренных подшипников на свои места и нижние полукольца упорного подшипника вместе с крышкой коренного подшипника, вставить болты с пружинными шайбами и завернуть их сначала от руки, затем затянуть с помощью углового торцового ключа, проверить затяжку болтов коренных подшипников динамометрическим ключом. После затяжки болтов каждого подшипника нужно выполнить следующее:

  • проверить легкость вращения коленчатого вала (момент вращения должен быть не более 70 Нм);
  • проверить осевой зазор между передним упорным фланцем коленчатого вала и упорной шайбой с помощью щупа и воротка;
  • передвигая вал вперед и назад в направлении продольной оси двигателя, измерить зазор, который должен быть 0,045 …0,3 мм.

Уплотнение передней и задней шеек коленчатого вала производят, как правило, резиновыми манжетами. Запрессовку уплотнения осуществляют при помощи молотка и оправки, устанавливаемой на уплотнение. Уплотнительные манжеты нужно заменять по мере необходимости при наличии разрывов, разбухании или ороговении резины.

Читайте также  Шевроле импала 1967 характеристики двигателя
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector