Трохи про вібрації і дисбаланс карданних валів
Вібрація, за статистикою, є найпопулярнішою причиною зниження терміну служби агрегатів на автомобілях. Найчастіше вони з'являються в результаті порушення правильного балансу обертових складових частин машини. До обертових деталей відносяться маховик, карданний вал, колінчастий вал, корзина зчеплення та інші. Всім нам зрозуміло, чим може загрожувати з'явилася в перерахованих вище деталях вібрація. Як результат, швидкий вихід з ладу запасних частин автомобіля, незручність при його експлуатації, відчутне погіршення динаміки, підвищення витрати палива і т. д. Не будемо повторювати прописні істини, так як про це багато розповідалося в різних статтях у всесвітній павутині. У цій статті ми обговоримо, що взагалі собою являє поняття «дисбаланс», які його різновиди зустрічаються в автомобілях, методи усунення дисбалансу, а також обладнання, необхідне для балансування.
Зовнішні ознаки дисбалансу — підвищені вібрації, які при різній частоті обертання можуть посилюватися або зменшуватися. Дисбаланс неприємний не тільки з точки зору негативних відчуттів. Він викликає додаткові навантаження на шарніри і зв'язані з карданною передачею деталі трансмісії, що веде до прискореного зносу. Перш за все це відноситься до підшипників фланця хвостовика редуктора і вторинного валу коробки передач.
Існує безліч причин виникнення дисбалансу: неточність виготовлення окремих деталей карданної передачі, неоднорідність матеріалу деталі і нерівномірна щільність, неточне взаємне центрування сполучених деталей, наявність зазорів у з'єднаннях деталей і вузлів і неспіввісність їх монтажу, деформації валів при механічній і термічній обробці, механічні пошкодження в процесі експлуатації, нарешті просто знос.
На автоскладальних і авторемонтних підприємствах ступінь дисбалансу карданних валів визначають за допомогою динамічного балансування на спеціальних стендах. Позбавляються від цього шкідливого явища установкою на трубі балансувальних пластин, підкладанням балансувальних прокладок під стопорні кришки підшипників хрестовини, а в деяких випадках зняттям металу із спеціальних бобышек на вилках фланців.
Балансування карданних валів зазвичай проводиться в зборі з шарнірами. На величину дисбалансу великий вплив роблять зазори в зчленуваннях хрестовини і шліцьового з'єднання. Якщо в процесі виготовлення карданних валів величину зазорів ще вдається витримувати, то надалі, при ремонті карданів з-за зносу посадочних місць і шлицевой частини забезпечити це дуже важко. Тому після ремонту і навіть просто зняття з автомобіля всі карданні вали необхідно балансувати.
Спочатку, потрібно розуміти, що головною причиною дисбалансу є вібрація. Вона виникає в результаті порушення рівномірного (поступального) руху деталей при обертанні. При цьому виникають, так звані, «сили інерції», які для зручності, розраховують в кілограмах. Величина цієї сили залежить від швидкості обертання деталі
Тепер розберемося, які види дисбалансу існують. Їх кілька різновидів:
1) Статичний дисбаланс – інакше кажучи, неврівноваженість. Вона з'являється у випадку, коли на вал, прямо протилежно його центру ваги, розміщується який-небудь вантаж. При цьому відбувається паралельне зміщення осі інерції відносно осі обертання самого валу. Зазвичай, таке зміщення притаманне роторам з дископодібної формою (таким як маховик або шліфувальний круг). Для усунення такого дисбалансу вам будуть потрібні спеціальні пристрої – ножі або призми, а також дуже багато часу і терпіння. Принцип цих пристроїв досить простий. При установці на них деталі, більш важка сторона, під впливом сили тяжкості, буде сприяти повороту ротора.
Таким чином, визначивши місце обважнення, можна підібрати вантаж відповідної тяжкості і встановити прямо навпроти, приводячи систему в рівновагу. Але, у зв'язку з тим, що цей процес досить тривалий і вимагає кропіткої роботи, такий вид дисбалансу радиться виправляти на балансувальне верстаті. Це вийде набагато швидше і набагато точніше. Про це буде розказано пізніше.
2) Моментний дисбаланс – в природі, практично, не зустрічається природних форм такого дисбалансу. Щоб уявити собі, що він собою являє, можна на протилежні сторони ротора прикріпити абсолютно однаковий за вагою вантаж. При цьому центр маси буде продовжувати залишатися на осі обертання, і при статичному стані визначити наявність дисбалансу не можливо. Відбувається відхилення осі інерції, тобто, як тільки вісь починає обертатися, з'являється дуже сильна вібрація. Усунення моментного дисбалансу вручну практично неможливо. Дану операцію проводять тільки на балансувальне апараті.
3) Динамічна неврівноваженість – це найчастіший випадок, що зустрічається в житті. Дев'ять з десяти випадків виправлення балансу пов'язані з появою динамічних порушень. Утворюється в результаті поєднаного зміщення центральної осі обертання, як за місцем, так і за кутом відносно роторної осі обертання. Саме цей вид дисбалансу, практично завжди, виправляють при заміні гуми, в спеціалізованих салонах шиномонтажу.
Хочемо ми, чи ні, два рази в рік гуму міняти все-таки доводиться, а відповідно, шиномонтаж ми заїдемо. Але варто ігнорувати подібні проблеми, якщо вони виникають у двигуні? Це питання риторичне. Відпадають всілякі сумніви з приводу того, що необхідно балансувати карданні вали, колінчасті вали, маховики та інші обертові деталі. Інше питання – як же це правильно зробити?
Як згадувалося раніше, при статичному дисбалансі, потрібно достатньо терпіння і часу, щоб усунути порушення, але все, ж це можливо зробити самостійно. Але в тому випадку, якщо ви дорожите деталями свого авто, підтримуєте свій імідж або просто економите свій час, єдиний вихід – це балансувальний верстат. Суть роботи цього пристрою полягає не тільки в тому, щоб визначити різновид і ділянки дисбалансу, але і для того, щоб відкоригувати ці значення до допустимих норм (ГОСТ Р52430-2005).
