Балансировка деталей автомобиля. Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Основы технологии производства и ремонта ТиТТМО», «Проект

УДК 629.08 /07/

Ж721

Рецензент – С.В. Аксенов, канд. техн. наук, доцент

Жилин И.В.

Ж721 Балансировка деталей автомобиля [Текст]: методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Основы технологии производства и ремонта ТиТТМО», «Проектирование технологических процессов производства и ремонта ТиТТМО» / сост. И.В. Жилин. - Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2014. - 18 с.

Приведены основные сведения о дисбалансе и балансировке автомобильных деталей и узлов. Рассмотрены их различные разновидности. Предложены к освоению способы определения дисбаланса и его устранения с помощью балансировки.

Табл. 1. Ил. 4. Библиогр.: 5 назв.

ФГБОУ ВПО "Липецкий государственный технический университет", 2014

Жилин И.В., 2014

Общие указания

Автомобили состоят из большого числа разнообразных деталей. В процессе работы различные вредные (разрушительные) процессы приводят к ухудшению их технического состояния и в конечном итоге – к дефектам деталей. Очень важно своевременно и правильно определить имеющиеся дефекты, а также рационально и качественно восстановить деталь путем устранения дефектов.

Ремонт автотранспортных средств является важным способом поддержания их работоспособности. В современных условиях автотранспортные и авторемонтные предприятия в своей работе могут использовать разнообразные технологические и технические методы и средства ремонта автомобилей.

Выполнение настоящей работы предусматривает самостоятельное изучение рассматриваемых вопросов по литературным источникам; оформление отчета; проведение необходимых видов работ в лаборатории; проведение расчетов и принятие организационно-технических решений; защиту выполненной и оформленной лабораторной работы.

Общей целью лабораторных работ по заявленным дисциплинам является:

закрепление знаний по устройству и функционированию автомобилей;

приобретение знаний по технологии ремонта автомобилей;

приобретение навыков выполнения дефектовочных и восстановительных работ применительно к деталям автомобиля;

закрепление опыта работы с научно-технической и нормативной литературой.

Целью настоящей работы является:

углубление знаний сущности дисбаланса деталей (узлов) и влияние неуравновешенных масс вращающихся деталей на надёжность и долговечность автомобиля; приобретение практических навыков выполнения статической балансировки деталей.

3

Порядок выполнения лабораторной работы:

1.Изучить теоретические основы неуравновешенности, виды неуравновешенности, способы определения дисбаланса и его устранения (балансировки). Произвести анализ работы механизмов автомобиля в случае использования деталей с неуравновешенной массой.

2.Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность. Изучить правила техники безопасности и правила пользования инструментом.

3.Определить состояние детали с точки зрения наличия дисбаланса. Значения выявленных параметров записать в отчет.

4.По результатам исследований при необходимости назначить способы балансировки детали.

5.Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.

Оборудование и оснастка рабочего места

Для выполнения работы необходимо следующее: балансировочный станок ЦКБ-2468, приспособление для статической балансировки ведомых дисков сцепления с набором балансировочных грузиков, стол-верстак, электрическая таль грузоподъёмностью 0,25 т, электрическая дрель ИЭ1019А, штангенциркуль ШЦ-I-160-0,1 (ГОСТ 166-80), набор инструментов (молоток, плоскогубцы, набор свёрл), уровень, весы, пластилин, ведомые диски сцепления двигателей ЗИЛ ЗМЗ (6 шт.), коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением (1 комплект).

Требования техники безопасности при выполнении лабораторных работ

К выполнению лабораторной работы студенты допускаются после тщательного изучения методических указаний, получения вводного инструктажа на рабочем месте.

4

При выполнении работы необходимо помнить следующее:

1)Станки и оборудование ремонтных работ являются источниками повышенной опасности, поэтому начинать работать с ними можно только с разрешения преподавателя или учебного мастера (лаборанта).

2)Некоторые детали автомобиля имеют большие габариты и массу, поэтому могут быть источниками механического травмирования.

3)Необходимо следить, чтобы вращающиеся компоненты автомобиля и оборудования не захватили свисающие части одежды.

4)Работать с оборудованием и инструментом нужно аккуратно.

По окончании выполнения лабораторной работы убрать рабочее место и сдать его учебному мастеру (лаборанту).

Основные понятия

Неуравновешенность (дисбаланс) деталей и узлов возникает вследствие неточности размеров деталей, особенно размеров необработанных поверхностей, неравномерной плотности материала, погрешностей сборки, выражающихся в неточности посадки вращающихся деталей на вал, их перекосе, смещении и пр.

Неуравновешенность вращающихся частей является одним из факторов, лимитирующих надёжность и долговечность автомобилей в эксплуатации.

Неуравновешенность – состояние, характеризующееся таким распределением масс, которое вызывает переменные нагрузки на опоры, повышенные износ и вибрацию, способствует быстрой утомляемости водителя.

Дисбаланс изделия – векторная величина, равная произведению локальной неуравновешенной массы m на расстояние до оси изделия r или произведению массы изделия G расстояние от оси изделия до центра масс e, т.е. D = m r = G e.

Дисбаланс возникает в процессе изготовления (восстановления) деталей, сборки узлов и агрегатов и изменяет своё количественное значение в процессе эксплуатации и ремонта.

5

Дисбаланс устраняют балансировкой при механической обработке или при сборке.

В зависимости от взаимного расположения оси изделия и его главной центральной оси инерции различают три вида неуравновешенности: статическую, моментную и динамическую.

При статической неуравновешенности ось вращения (ОВ) ротора смещена на эксцентриситет и параллельна главной центральной оси инерции (ОИ) (рис. 1,а). Эта неуравновешенность присуща дискообразным деталям и узлам (маховики, диски сцепления, шкивы, крыльчатки, сцепления в сборе и др.) и проявляется и в статическом, и в динамическом состоянии. Статическая неуравновешенность определяется главным вектором дисбалансов DСТ (статический дисбаланс).

При моментной неуравновешенности ось изделия и его главная центральная ось инерции пересекаются в центре масс. Данная неуравновешенность определяется главным моментом дисбалансов М или двумя равными по значению антипараллельными векторами дисбалансов в двух произвольных плоскостях (рис. 1,б).

Моментная неуравновешенность является частным случаем более общей – динамической неуравновешенности, при которой ось изделия и его главная центральная ось пересекаются не в центре масс или перекрещиваются (рис. 1,в). Присуща она деталям и узлам типа валов, состоит из статической и моментной неуравновешенностей. Она определяется главным вектором дисбалансов DСТ и главным моментом дисбалансов М или двумя приведёнными векторами дисбалансов (в общем случае разных по значению и непараллельных), лежащих в двух выбранных плоскостях (динамический дисбаланс).

Дисбаланс изделия характеризуется числовым значением (в г·мм, г·см, кг·см) и углом дисбаланса (в градусах) в системе координат, связанных с осью изделия.

6

уравновешенное состояние осуществляется их балансировкой, т.е. определением дисбаланса изделия и его устранением (в крайнем случае уменьшением) путём удаления или добавления в определённых точках корректирующих масс. В зависимости от вида неуравновешенности тела различают два вида балансировки: статическую и динамическую.

Детали класса дисков подвергают статической балансировке, детали класса валов – динамической. Дисбаланс устраняют удалением избытка металла или добавлением массы (прикреплением, привариванием металлических грузиков или пластинок).

Статическая балансировка. При такой балансировке определяется и уменьшается (до остаточного допустимого значения дисбаланса) главный вектор дисбалансов DСТ путём удаления или добавления корректирующей массы mк (обычно в одной плоскости корректировки) так, чтобы сместить ось инерции до оси вращения (рис. 1,а). Статическая балансировка производится на стендах с призмами или роликами либо на специальных станках для статической балансировки в динамическом режиме (при вращении тела). Такая балансировка повышает точность балансировки и открывает возможность автоматизации процесса.

Динамическая балансировка. При такой балансировке определяются и устраняются (уменьшаются) два приведённых дисбаланса D1 и D2 (рис. 1,в)

в выбранных плоскостях коррекции путём удаления или добавления двух приведённых корректирующих масс, в общем случае разных по значению и расположенных под разными углами коррекции, в системе координат, связанной с осью ротора. При динамической балансировке устраняется (уменьшается) как статическая, так и моментная неуравновешенность, и

изделие становится полностью сбалансированным, при этом DСТ 0 , M ≈ 0

и главная центральная ось инерции совпадает с осью изделия.

8

В процессе эксплуатации автомобилей происходит увеличение дисбаланса деталей, узлов и агрегатов вследствие появления неравномерных износов рабочих поверхностей, деформаций, смещения сопряжённых деталей в узлах относительно оси вращения, повышенных зазоров в соединениях. Так, дисбаланс изношенных карданных валов и коленчатых валов в сборе грузовых и легковых автомобилей, поступающих

вкапитальный ремонт, увеличен обычно по сравнению с допустимым значением D в несколько раз.

Впроцессе ремонта также происходит увеличение дисбаланса ремонтируемых деталей и узлов из-за неточностей сборки, деформаций при механической и термической обработке, смещения осей одних деталей относительно других при сборке и т.п. Таким образом, в процессе ремонта детали и узлы необходимо балансировать.

Ротор турбокомпрессора дизелей балансируется на машинах типа ДБ-10 (точность балансировки 0,05…0,3 г·см на частоте вращения ротора 1500…2500 мин-1) и др. Дисбаланс устраняют удалением металла с колеса турбины или компрессора шлифовальной машиной, фрезой. Кроме станка БМ-У4, рекомендуется применять балансировочные станки моделей 9715, 9716 и др., для карданных валов – станки МС-922, МС-9734 (рис. 2) и др.

Станок МС-9734 служит для балансировки 2- и 3-опорных карданных валов соответственно в двух или трёх плоскостях коррекции. Дисбаланс устраняют приваркой пластин (не более трёх) соответствующей массы на концах трубы вала с помощью электросварочных машин.

Балансировка двигателя в сборе после ремонта может выполняться на переоборудованном электротормозном стенде КИ-4257 с помощью виброметра ЭВМ-БП (или аналогичного прибора) с устранением дисбаланса

вдвух плоскостях (в плоскости маховика и в плоскости шкива коленчатого вала) постановкой уравновешивающих грузиков – болтов определённой массы в резьбовые отверстия маховика и шкива. Выполнение балансировки деталей, узлов и двигателей в сборе снижает вибрацию и износ опор и подшипников и повышает надёжность и долговечность автомобилей в среднем на 15…20%.

9