Исследование неуравновешенности коленчатого вала

5. Порядок выполнения  работы

5.1. Подготовка станка  к работе

Установить  коленчатый вал в опоры станка. Перед началом работы рукоятки измерительного пульта должны находиться в следующих положениях:

1. выключатель усилителя — в положении «Включен»;
2. рукоятки «Эталонирование» — в любом положении;
3. рукоятка «Компенсация I» — в положении А;

4) рукоятка «Компенсация II» — в крайнем левом

положении;

5. рукоятка «Левая—правая» — в положении «Левая»;
6. тумблер «Угол—величина» — в положении «Угол»;
7. тумблер «Работа—настройка» — в положении «На 
   стройка»;
8. рукоятка «Масштаб» — в положении «х20»;

   9) нулевую отметку шкалы лимба генератора совместить с указателем на шпиндельной бабке;

10) опорные  шейки должны быть смазаны.

5.2. Эталонирование

В схеме  электронного измерительного устройства станка имеется эталонирующее устройство, которое позволяет

фиктивно  «уравновесить» балансируемое изделие, т. е. получить электрический эталон. Это необходимо для настройки станка без специального эталонного образца изделия.

Эталонирование  выполняют следующим образом:

нажатием кнопки «Пуск» включить вращение детали;

  вращением рукоятки «Эталонирование I» левой стороны свести показания прибора «Неуравновешенность» на нуль. Переключить рукоятку «Угол—величина» в положение «величина» и рукояткой «Эталонирование II» свести показания прибора на нуль;

  поставить рукоятку «Угол—величина» в положение  «угол». Если стрелка прибора отклонилась от нулевого положения, свести ее на нуль рукояткой «Эталонирование I», затем снова поставить рукоятку в положение «величина» и проверить, осталась ли стрелка прибора на нуле. В случае отклонения стрелки от нуля все операции повторить;

для проведения эталонирования в правой плоскости  следует, не выключая вращения детали, рукоятку «Левая—правая» переключить в положение «правая» и повторить все операции, которые выполнялись в левой плоскости. Остановить вращение детали.

5.3. Компенсация

Эта операция служит для устранения влияния неуравновешенности в одной плоскости измерения на другую. Компенсация выполняется следующим образом:

на балансируемую деталь в левой плоскости исправления устанавливают дополнительную массу с таким расчетом, чтобы стрелка прибора «неуравновешенность» при измерении в левой плоскости отклонилась от нулевого положения на 15—20 делений в масштабе «20»;

  переключатель «Левая—правая» установить в положение «левая», рукоятку масштаб — в положение «20», переключатель «Угол—величина» — в положение «угол»;

  включить  вращение детали, маховичком «Поиск угла» установить стрелку прибора на нуль;

  переключатель «Левая—правая» перевести в положение «правая». Стрелка прибора должна остаться на нуле, в противном случае устранить полностью влияние одной плоскости на другую не удается;

  переключатель «Угол—величина» перевести в  положение «величина». Вращая рукоятку «Компенсация II», свести показания прибора на нуль. Если показания прибора не уменьшаются, а возрастают, следует переключатель «Компенсация I» последовательно установить в положение Б, В или Г, пока показания прибора не уменьшатся до нуля;

  переключатель «Угол—величина» перевести в  положение «угол». Стрелка прибора должна остаться на нуле, отклонение на 1-2 деления существенного значения не имеет;

  выключить вращение детали, снять пробный груз с левой плоскости исправления и поставить его на правую. Повторить все операции, которые выполнялись для левой плоскости. На этом операция «компенсация» закончена. В процессе дальнейших операций рукоятки «Эталонирование» и «Компенсация», установленные при настройке станка, должны оставаться в этом положении.

5.4. Определение цены  деления шкалы  прибора

  Для определения цены деления шкалы прибора измерения неуравновешенности необходимо выполнить следующие операции:

  установить  груз известной массы на измеренном радиусе в левой плоскости исправления. Переключатель «Левая—правая» перевести в положение «левая»;

  включить  вращение детали, маховичком «Поиск угла» свести показания прибора на нуль;

  переключатель «Угол—величина» перевести в  положение «величина» и записать количество делений, на которое отклонилась стрелка прибора. Цену одного деления для левой плоскости определить из выражения

С_л=m*R/N_л, г*см, (34.6)

где т — масса пробного груза, г;

R — расстояние от центра тяжести пробного груза до оси вращения, см;

N_л — количество делений, на которое отклонилась стрелка по шкале прибора;

выключить вращение детали, снять пробный груз с левой плоскости исправления и установить его на измеренном радиусе в правой плоскости исправления;

  повторить все операции для правой плоскости  исправления. Цена деления для правой плоскости

С_п= m*R/N_п, г*см, (34.7)

Вывернуть груз из правой плоскости.

  Цена  деления для левой и правой плоскостей может отличаться. На этом настройка станка закончена, и он полностью подготовлен к измерению неуравновешенности партии однотипных деталей.

5.5. Балансировка коленчатого  вала

  Для определения неуравновешенности коленчатого  вала необходимо выполнить следующие операции:

  рукоятки  «Эталонирование» и «Компенсация»  должны оставаться в том положении, как они были установлены при настройке станка. Тумблер «Работа—настройка» установить в положение «работа»;

рукоятку «Масштаб»  установить в положение «х1000»;

  рукоятку  «Левая—правая» установить в положение  «левая», переключатель «Угол—величина»  — в положение «угол»;

  включить  вращение детали и, если показания прибора  «неуравновешенность» при этом будут менее двух делений, следует перейти на меньший масштаб;

  маховичком «Поиск угла» свести стрелку прибора на нуль. По шкале лимба генератора записать величину угла;

  переключатель «Угол—величина» поставить в  положение «величина», произвести отсчет величины неуравновешенности по шкале прибора и показания записать;

  рукоятку  «Левая—правая» переключить в положение «правая» и произвести измерения в правой плоскости исправления, показания приборов записать;

  рассчитать  величину неуравновешенности раздельно  для левой и правой плоскостей по формуле

H = CN, (34.8)

где Н — неуравновешенность, г • см;

    С — цена деления соответственно для  левой и правой плоскостей;

   N — число делений шкалы прибора «Неуравновешенность» для левой и правой стороны соответственно;

выбрать в каждой плоскости место крепления дополнительной массы на легкой стороне детали, измерить радиус R установки этой массы и определить величину массы по формуле 
 m=H/R, г; (34.9)

       при необходимости удаления массы  с «тяжелой» стороны детали сверлением величину массы определяют по формуле

m=πd²hγ/4 (34.10)

где d — диаметр сверла, см; h — глубина сверления, см; γ — плотность материала детали, г/см³. Выбрав диаметр сверла, определяют глубину сверления из выражения

H/R= πd²hγ/4,                  h=4H/ Rπd²γ см. (34.11)

  Для нахождения места установки (удаления) уравновешивающей массы в каждой плоскости раздельно надо повернуть деталь так, чтобы на шкале лимба шпинделя против указателя находилось записанное значение угла для данной плоскости. Тогда «легкое» место будет расположено в горизонтальной плоскости с лицевой стороны станка, а «тяжелое» место — с диаметрально противоположной стороны; результаты измерений занести в табл. 34.1.

 
 
 
 

   Результаты  измерений сопоставить с допустимыми  величинами дисбаланса, приведенными в табл. 34.2 и сделать выводы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вывод:

   Белорусский национальный технический университет 
 
 
 

   кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей» 
 
 
 
 

   группа 115113 
 
 
 

   Лабораторная  работа № 34 

ИССЛЕДОВАНИЕ  НЕУРАВНОВЕШЕННОСТИ

КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 
 
 
 
 
 
 
 

                                   выполнил: к-т        Кирмель Д.А

                                   проверил:            Казацкий А.В. 
 
 
 
 
 
 

   Минск - 2007

1. Цель работы

Целью работы является:

5. ознакомление с теоретическими основами уравновешивания деталей;
6. изучение устройства балансировочного станка, принципа его работы и правил настройки;
7. приобретение практических навыков выполнения балансировки деталей и узлов;
8. изучение влияния различных факторов на точность уравновешивания узлов и механизмов.

2. Общие сведения

Надежность  и ресурс работоспособности автомобилей  в эксплуатации во многом зависят от неуравновешенности (дисбаланса) вращающихся деталей и узлов. Дисбалансом называется вектор D, равный по модулю произведению массы груза т на расстояние г его центра тяжести до оси вращения и направленный противоположно центростремительному ускорению, т. е. D = mr = \D\. Неуравновешенные силы создают дополнительную нагрузку на подшипники и другие детали, вызывают вибрации деталей, их интенсивный износ и даже разрушения. Специальными исследованиями установлено, что долговечность двигателей снижается в 2—2,5 раза, если он собран из деталей и узлов, имеющих верхний предел неуравновешенности.

  Основными причинами появления дисбаланса являются: несимметричность конструкции детали или узла относительно оси вращения, неточность изготовления (восстановления) детали, неоднородность материала, деформации при механической и термической обработке, неточности сборки, нарушение посадки деталей и узлов.

  Существуют  три вида неуравновешенности: статическая, динамическая и смешанная, или статико-динамическая.

При статической  неуравновешенности центр тяжести  детали (узла) не лежит на оси вращения и поэтому при вращении возникает центробежная сила Р, действующая в плоскости вращения и проходящая через центр тяжести (рис. 34.1). Величина этой силы равна

P = mrw², (34.1)

где т — неуравновешенная масса, кг;

г — расстояние от центра тяжести до оси вращения, м;

w — угловая скорость вращения, рад/с.

 Устранение или уменьшение неуравновешенности путем равномерного распределения масс относительно оси вращения называют балансировкой.

  Статическая неуравновешенность наблюдается у  деталей, длина которых значительно меньше диаметра (маховик, диски сцепления, шкивы, зубчатые колеса, диск ручного тормоза, диски колес, тормозные барабаны и др.). Статическую балансировку производят на призмах или роликах. В первом случае деталь плотно надевают на точную оправку, которую устанавливают на призмы, расположенные строго в горизонтальной плоскости (рис. 34.2). Деталь при этом самопроизвольно повернется и после нескольких качаний установится так, что центр тяжести ее будет находиться на вертикали, опущенной вниз от оси вращения. С утяжеленной части детали высверливают металл либо на противоположной стороне крепят добавочный ¹ груз, добиваясь того, чтобы поставленная на призмы деталь