Балансировка двигателя что это

Балансировка ротора

ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ НА СТАНКЕ С КАЧАЮЩЕЙСЯ РАМОЙ

Балансировка роторов – это процедура, необходимая, если вращающаяся часть машины не уравновешена. В этом случае, при вращении появляется сотрясение (вибрация) всей машины. В свою очередь, это может привести к разрушению подшипников, фундамента и, впоследствии, самой машины. Чтобы избежать этого, все вращающиеся части должны быть отбалансированы.

Сам по себе ротор — это вращающаяся деталь, удерживающаяся при вращении с помощью несущих поверхностей в опорах (цапфы и др.). Осью ротора является прямая, соединяющая центры тяжести контуров на поперечных сечениях центра несущих поверхностей. Различают детали нескольких видов:

Различают балансировку роторов статическую и динамическую. Первая выполняется на призмах, вторая при вращении балансируемой детали.

Специалисты компании «КарданБаланс» предлагают услуги по качественной балансировке ротора. Наши центры оснащены современным оборудованием, гарантирующем точность балансировки. Этого добиться достаточно сложно, ведь она должна полностью совпадать с точностью изготовления ротора. Все работы осуществляются на стендах собственной разработки, которые дают точность балансировки, впятеро превышающую заводские требования!

В данном разделе вы сможете ознакомиться с основной технической информацией относительно способов динамической балансировки ротора (способ исключений, метод Б.В.Шитикова). Полезный практический материал, который даст основное представление о проблеме. Что такое гидравлическая балансировка, что из себя представляет станок для балансировки колес и другая информация понятно изложена на нашем ресурсе. Также Вы сможете воспользоваться нашими услугами, которые включают ремонт карданов, балансировку грузовых колес, коленчатого вала и пр. Сколько стоит балансировка и другие работы описано в разделе «Услуги и цены».

Содержание

1. Введение. Основные понятия.
2. Неуравновешенность ротора и ее проявление
3. Балансировка ротора способом исключений
4. Балансировка ротора способом Б.В. Шитикова
5. Заключение
6. Список литературы

1. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

При вращении m (массы) вокруг точки (неподвижной) с w (угловая скорость) F (центробежная сила инерции) этой массы:

(1.1)
где а n – нормальное ускорение массы; – расстояние от оси вращения до центра массы. При перемещении массы F будет изменять направление и оказывать воздействие (вибрационное) на опоры и через них на конструкции, прикрепленные к стойке. D (дисбаланс) — векторная величина, которая равна произведению неуравновешенной массы на эксцентриситет (радиус-вектор центра массы). Величина измеряется в гр/мм.

Причем векторы «D» и «е» коллинеарные величины.

В векторном виде формула имеет следующий вид:

Пропорциональными друг другу оказываются векторы F и D.

2. НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ РОТОРА И ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЕ

Во всех случаях неуравновешенности ротора, силы инерции его масс создают динамические нагрузки. Устраняются они перераспределением масс (установкой противовесов).

Динамическая балансировка осуществляется с помощью специального станка, оснащенного качающейся рамой

3. Балансировка ротора способом исключений

Для того, чтобы определить параметры массы (корректирующей) в плоскости П, ротор устанавливают на станке и назначают эксцентриситет массы. В плоскости намечается окружность, причем ее центр должен совпадать с геометрической осью вращения. Радиус принимают равным выбранному эксцентриситету. Окружность делится на 4 части. Мастику (пластилин) прикрепляем так, чтобы центр кусочка совпал с точкой 1. Приведем ротор во вращение и измерим амплитуда колебаний. Показатель записываем возле точки 1.

Переносим мастику в точку 2, разгоняем ротор и опять фиксируем его амплитуду. Записываем ее. Фиксируем остальные 2 точки.

Сравниваем амплитуды до тех пор, пока они не окажутся наименьшими. Точка К, найденная нами, определяет конечное положение массы корректирующей. Противоположная точка H – неуравновешенная масса.

Теперь начинаем менять массу мастики на точки K и измерять колебания ротора. Так мы найдем величину корректирующей массы.

4. БАЛАНСИРОВКА РОТОРА СПОСОБОМ Б.В. ШИТИКОВА

Установим ротор на раму и разгоним его. После это зафиксируем амплитуду A₁.

В точку П₁ установим дополнительную массу m_g с эксцентриситетом e_g. При резонансе фиксируем амплитуду AS.

Переставляем массу в противоположную точку и фиксируем вторую амплитуду. Обозначаем точки на плоскости в соответствии с неравенством, при котором первая амплитуда больше второй.

По 3-м амплитудам строим параллелограмм и находим четвертую амплитуду и угол

₁

Используя формулу, определяем коэффициент пропорциональности массы

m = А g / D g = А g /( m g e g ) ,

Определяем дисбаланс масс

Теперь задаем величину массы (корректирующей) из равенства дисбалансов и находим нужный эксцентриситет

D к =D 1 е к =D 1 /m к .

Осталось определить точки установки грузов и пробными пусками определить остаточную амплитуду, а также оценить качество уравновешивания в плоскости.

В компании «КарданБаланс» вы можете купить карданный вал Шевроле Нива, карданный вал УАЗ, карданный вал Мерседес Вито, а также комплектующие для других автомобилей. Мы осуществляем не только продажу запчастей, но и их последующую установку.

Балансировка вращающихся частей

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

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?

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.

В таблице размещены ориентировочные цены. Чтобы узнать точную стоимость — свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 644-22-48

Все работы в нашем сервисно-техническом центре производятся профессиональными специалистами на высококачественном современном станочном оборудовании. Высочайшая квалификация сотрудников сервисно-технического центра, позволяет выполнять даже самые сложные и нестандартные работы с гарантией качества.

Большинство отказов техники происходит из-за повышенной высокочастотной вибрации двигателя, приводящей к преждевременным износам деталей, или, попросту говоря, вследствие дисбаланса.

Балансировка коленчатых валов рядных и V-образных двигателей

Большинство отказов техники происходит из-за повышенной высокочастотной вибрации двигателя, приводящей к преждевременным износам деталей, или, попросту говоря, вследствие дисбаланса.

Сущность возникновения нежелательных и опасных вибраций заключается в неблагоприятном действии свободных центробежных сил и их моментов от неуравновешенных масс, которые приводят к следующим последствиям:

1) Уменьшение срока службы коренных подшипников вследствие нарушения масляной пленки.
2) Наличие опасных резонансных колебаний при переходных режимах работы двигателя.
3) Усталостные разрушения навесных устройств, коленчатых валов, маховиков, корпусных деталей, ослабление фрикционных затяжек резьбовых соединений и аварийные происшествия.
4) Ухудшение надежности управления и повышенная усталость водителя.

В сервисно-техническом центре компании Мотортехнология производится балансировка коленчатых валов рядных и V-образных двигателей отечественного и импортного производства на профессиональном станке фирмы Hines Liberator. По желанию заказчика сбалансировать можно не только коленчатый вал двигателя, но и осуществить поэтапную балансировку «коленчатый вал» — «коленчатый вал + маховик» – «коленчатый вал + маховик + корзина сцепления». Такая операция балансировки при сохранении взаимозаменяемости повышает ремонтопригодность сборочной единицы при замене отдельных деталей.

Балансировка коленчатых валов V- образных двигателей производится с учетом реальных масс шатунно-поршневой группы (ШПГ), которая впоследствии устанавливается на двигатель (развесовка ШПГ).

Операцию развесовки ШПГ возможно произвести отдельно.

Балансировка деталей двигателя – это повышение комфорта управления автомобилем за счет снижения вибраций, снижение механических потерь и улучшение технико-экономических показателей, значительное увеличение ресурса двигателя, экономия топлива и масла…

Балансировка коленчатых валов в нашем сервисно-техническом центре – качественно, быстро и просто!

* Обращаем ваше внимание на то, что данный Интернет сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации о стоимости услуг, пожалуйста, обращайтесь к менеджерам.

На каких двигателях применяются балансирные валы

Первой балансирные валы применила японская компания Mitsubishi в 1976 году. Новинка получила название «Silent Shaft», что в переводе означает «бесшумный вал».

Главным образом они устанавливаются на четырехцилиндровых двигателях с объемом больше двух литров и с рядным расположением цилиндров, так как именно эта схема наиболее подвержена вибрациям и шумам.

Также балансирные валы часто применяются на мощных дизельных моторах. Сейчас их можно встретить не только на японских моделях, но и на европейских и американских.

Устройство автомобилей

Работа четырехцилиндрового однорядного двигателя

Во время работы поршневого двигателя внутреннего сгорания подвижные детали, перемещаясь, вызывают появление сил и моментов сил инерции, изменяющихся в течение рабочего цикла и по модулю, и по направлению. Это вызывает неравномерность работы двигателя, выражающуюся в его вибрации, передающейся на опоры и далее на автомобиль в целом.

Действия, направленные на устранение причин вибраций, т. е. неуравновешенности двигателя во время его работы, называются уравновешиванием двигателей .
Уравновешивание двигателя сводится к созданию такой системы, в которой равнодействующие силы и их моменты постоянны по величине или равны нулю. Двигатель считается полностью уравновешенным, если при установившемся режиме работы силы и моменты, действующие на его опоры, постоянны по величине и направлению.

У всех поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) возникает реактивный момент, противоположный крутящему моменту, который называется опрокидывающим. Опрокидывающий момент передается на подмоторную раму, и, поскольку его величина изменяется во времени, вызывает вибрацию автомобиля. Значение опрокидывающего момента является функцией угла поворота коленчатого вала, также, как и значение крутящего момента, т. е. эти величины являются переменными.
По этой причине абсолютной уравновешенности поршневого ДВС достигнуть невозможно. Однако в зависимости от того, в какой степени устраняются причины, вызывающие неуравновешенность двигателя, различают двигатели полностью уравновешенные, частично уравновешенные, и неуравновешенные.

Теоретически любые свободные силы инерции и их моменты могут быть уравновешены. Однако на практике это сопровождается значительным усложнением и удорожанием конструкции. А так как уравновешивание осуществляется не только с учетом технической, но и экономической целесообразности, то не все поршневые двигатели уравновешиваются полностью.

Способы уравновешивания двигателя

В поршневых двигателях внутреннего сгорания уравновешивают центробежные силы инерции вращающихся масс, силы инерции первого и второго порядка, а также моменты, вызываемые этими силами.

Силы инерции 1-го порядка вызываются изменением направления движения деталей поршневой группы во время работы двигателя. Эти силы достигают пиковых значений в моменты прохождения поршнем мертвых точек (при перекладке поршня).
Следствием возникновения сил 1-го порядка является поперечная вибрация двигателя, частота которой равна частоте вращения коленчатого вала. Обычно эти силы частично уравновешиваются балансирами, устанавливаемыми на коленчатом валу. Полное уравновешивание сил инерционных сил 1-го порядка с помощью балансиров невозможно, поскольку сами балансиры совершают вращательное движение, а уравновешиваемые детали поршневой группы — линейное.

Силы инерции 2-го порядка вызываются изменением по величине (по модулю) линейной скорости движения поршня в процессе перемещения его между мертвыми точками. Эти силы достигают максимального значения в середине хода поршня и вызывают поперечную вибрацию двигателя, частота которой в два раза превышает частоту вращение коленчатого вала.
Силы инерции 2-го порядка уравновесить очень сложно, и, поскольку их величина значительно меньше сил инерции 1-го порядка, чаще всего силы 2-го порядка оставляют неуравновешенными, чтобы не усложнять конструкцию двигателя.

Силы инерции первого и второго порядков и их моменты уравновешиваются подбором оптимального числа цилиндров, их расположения и выбором соответствующей схемы коленчатого вала. Если этого не достаточно, то силы инерции уравновешивают противовесами, расположенными на дополнительных валах, имеющих механическую связь с коленчатым валом. Это приводит к значительному усложнению конструкции двигателя, поэтому на практике используется редко.
В рядных двигателях уравновесить силы инерции первого и второго порядков установкой противовесов невозможно. Однако при соответствующем выборе массы противовеса можно частично перенести действие силы инерции первого порядка из одной плоскости в другую, тем самым уменьшив неуравновешенность в этой плоскости.

Центробежные силы инерции вращающихся масс можно уравновесить в двигателе с любым числом цилиндров установкой противовесов на коленчатом валу. В большинстве многоцилиндровых двигателей результирующие силы инерции уравновешиваются не установкой противовесов, а путем подбора соответствующего числа и расположения кривошипов коленчатого вала. Однако даже на уравновешенные валы устанавливают противовесы для уменьшения и более равномерного распределения нагрузки на коренные шейки и подшипники, а также для уменьшения моментов, изгибающих коленчатый вал.
Если нельзя уравновесить опрокидывающий момент, то можно уменьшить его неравномерность (амплитуду) путем снижения неравномерности крутящего момента. Это достигается увеличением числа цилиндров двигателя при равных интервалах между вспышками (тактами рабочего хода) в них.

Предусмотренная конструкторами двигателя уравновешенность может быть сведена к нулю, если не будут выполняться следующие требования к производству деталей двигателя, сборке и регулировке его узлов:

• равенство масс поршневых групп;
• равенство масс и одинаковое расположение центров тяжести шатунов;
• статическая и динамическая сбалансированность коленчатого вала.

При эксплуатации двигателя необходимо, чтобы идентичные рабочие процессы во всех его цилиндрах протекали одинаково. А это зависит от состава смеси, углов опережения зажигания или впрыска топлива, наполнения цилиндров, теплового режима, равномерности распределения смеси по цилиндрам и т. д.

Балансировка коленчатого вала

Коленчатый вал, как и маховик, являясь массивной подвижной частью кривошипно-шатунного механизма, должен вращаться равномерно, без биений. Для этого выполняют его балансировку, подбор и крепление уравновешивающих грузов для обеспечения его полной динамической уравновешенности.

Кроме динамической уравновешенности существует и статическая балансировка, при которой деталь уравновешивают противовесом в произвольно выбранной плоскости, исходя из условия, что деталь будет находиться в равновесии, если ее центр тяжести лежит на оси вращения.
При статической балансировке вал устанавливают на узкие точечные опоры, и путем добавления грузов на его маховик или противовесы добиваются устойчивого равновесия в любом положении.

Динамическая балансировка обеспечивает большую точность, чем статическая. Поэтому коленчатые валы, к которым предъявляются повышенные требования относительно уравновешенности, балансируют динамически.

Динамическую балансировку выполняют на специальных балансировочных станках или стендах, оборудованных устройствами для определения нужного положения уравновешивающего груза, массу которого определяют последовательными пробами, ориентируясь по показаниям приборов.
Во время балансировки вал, закрепленный на стойках станины балансировочного стенда, приводится во вращение с помощью специального привода. При этом центробежные силы приведенных масс оказывают динамическое воздействие, вызывая колебания рамы станка на упругой опоре. Амплитуда колебаний зависит от степени неуравновешенности вала и частоты его вращения на стенде.
Балансировку коленчатого вала проводят или на резонансном режиме, или при угловых скоростях, значительно превышающих резонансные.

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.

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.

Когда необходима балансировка коленвала?

• Когда необходима балансировка коленвала?
• Зачем нужна балансировка коленвала?
• Где отбалансировать коленвал?
• Балансировка коленвала в домашних условиях

Балансировка коленчатого вала, если она выполняется в условиях гаража, может потребоваться тем, кто желает максимально изучить свой автомобиль и недоверчиво относится к специалистам автосервиса. Далее мы рассмотрим некоторые нюансы, с которыми вы можете столкнуться, занимаясь данным вопросом.

• Зачем нужна балансировка коленвала?
• Где отбалансировать коленвал?
• Балансировка коленвала в домашних условиях

Зачем нужна балансировка коленвала?

Коленчатый вал как одна из основных деталей двигателя внутреннего сгорания оказывает значительное влияние на другие элементы системы, поэтому, чтобы снизить вибрации и прочие механические нагрузки, выполняется механическая операция под названием балансировка. Вследствие этого повышается надёжность, производительность и работоспособность коленчатого вала. Естественно, в проведении данной операции нуждаются уже достаточно проработавшие механизмы, но, как показывает практика, случается и так, что дисбаланс наблюдается в автомобилях, которые только приобретены в салоне.

Как же понять, что вам предстоит балансировать коленчатый вал, и стоит ли уже закатывать рукава? Для этого есть следующие признаки. Во-первых, обратите внимание на селектор переключения передач в момент работы двигателя на холостых оборотах, он начинает дёргаться. Так же себя ведёт и двигатель, так что загляните под капот своего автомобиля, чтобы убедиться в этом.

Где отбалансировать коленвал?

Существует два способа балансировки коленчатого вала.

1. Статический метод – менее точный. В данном случае применяются специальные ножи, на которые и укладывается деталь. Коленвал начинают вращать, и по его положению в этот момент определяется степень дисбаланса. Если верхняя часть детали по массе меньше нижней, то на неё прикрепляют грузики и производят замеры, догружая по мере достижения равновесия. И только после этого на противоположной стороне просверливают отверстия для противовеса.

2. Метод динамической балансировки коленчатого вала. Чтобы осуществить её, нужно воспользоваться специальным оборудованием. Коленчатый вал крепится на плавающие постели и раскручивается до необходимых оборотов. Световой луч, направленный на коленвал, сканирует его и находит самую тяжёлую точку, провоцирующую тряску. Далее она выводится на экран. Чтобы достичь баланса, нужно сделать немного – избавиться от лишнего веса в данной точке.

Балансировка коленвала в домашних условиях

Зачастую балансировка коленчатого вала в домашних условиях выполняется с маховиком. Нужно также определить наиболее тяжёлую точку. Сделать это можно следующим образом: установите две пластины в форме буквы «Т», выставите по уровню и сверху положите на них деталь. При дисбалансе коленвал начнёт скатываться до тех пор, пока его наиболее тяжёлая точка не окажется снизу. Таким образом, и определяется та область, в которой находится место, с которого нужно снять немного металла, и повторять так нужно до тех пор, пока не будет достигнута полная балансировка.

Если говорить об автомобилях, которые ещё находятся на гарантии, то лучше прибегать к методу модульной сборки. В таком случае все элементы коленчатого вала балансируются по отдельности, а не в сборе. Такую процедуру лучше доверить хорошим специалистам, ведь гарантия – это то, что даётся только один раз, и этим не нужно пренебрегать. Помните, что не столь важно место проведения балансировки коленчатого вала; главное, что эта процедура значительно увеличивает ресурс и мощность силового агрегата и в целом автомобиля.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.