Теория балансировки карданных валов

При жалобах на вибрации и шумы, исходящие из трансмиссии автомобиля, на подъемнике производят диагностику ее элементов, включающую следующие работы:

• осмотр и проверку на наличие поперечных люфтов фланцев агрегатов, соединяемых карданными валами, а также люфтов в карданных шарнирах валов и их подвижных шлицевых соединениях;
• состояние задней опоры силового агрегата;
• состояние промежуточной опоры карданного вала;
• поведение карданной передачи и определение источника шума при вращении трансмиссии двигателем на режиме наибольшей вибрации в эксплуатации.

Источником ощутимых вибраций в трансмиссии автомобиля может являться дисбаланс карданной передачи, создающий поперечные колебания, воздействие от которых испытывают концевые опоры валов.

Подготовка карданных валов к балансировкеВключает следующие работы:

• очищение вала от грязи;
• очистка присоединительной поверхности фланцев от ржавчины и запиливание с помощью напильника забоин;
• проверка состояния карданных шарниров на плавность вращения и наличие осевых и окружных люфтов в подшипниках крестовин. При наличие окружного люфта крестовина подлежит замене. При небольшом осевом зазоре шарнир ремонтируется заменой стопорных колец на большие по толщине. При наличие масленок в шарниры добавляется смазка.
• проверка состояния подвижного шлицевого соединения кардана: перемещение в шлицевом соединении должно быть плавным и не иметь поперечного люфта. Небольшой люфт можно исключить заменой шлицевой вилки на новую; соединение заполнить смазкой. В случае заклинивания шлицевого соединения до неразборного состояния вал подлежит замене.
• проверка состояния промежуточной опоры в трех опорных валах: опора подлежит замене при наличии в подшипнике шума при вращении, а также при наличии на резине опоры трещин и отслоений от металла.
• проверка состояния упругой муфты при ее наличии в карданной передаче на примере ВАЗ-2101. Резина муфты не должна иметь трещин и отслоений от металлической арматуры; подвижное шлицевое соединение фланца муфты карданной передачи с валом не должно иметь поперечного люфта, а опорная втулка фланца не должна иметь следов износа.
• проверка состояния шарнира равных угловых скоростей (ШРУСа) в карданной передаче на примере ВАЗ-2123. Шарнир не должен иметь люфтов, должен быть заправлен полужидкой смазкой и защитный чехол должен быть герметичен.

К вопросу о покупке запчастей для кардановВ виду того, что наш рынок комплектующих запчастей заполнен некондиционными изделиями, их приобретение требует определенных знаний и применения измерительных инструментов — штангенциркуля и микрометра.

Выбор карданного вала
Кроме проверки выше рассмотренных качественных характеристик и узлов вала выбор должен включать замеры центрирующих буртиков фланцев вала. Для валов автомобилей ВАЗ диаметр буртика должен быть не менее 57,15 — 0,03 мм, а высота 2,5 — 0,2мм. при этом фаска на буртике должна быть минимальна. Внутренний диаметр опорной втулки фланца муфты карданного вала для автомобилей ВАЗ 2101-2107 должен быть не менее 28+ 0,02 мм.

При покупке следует произвести обмеры наружных диаметров подшипников по всей их длине. Этот размер для подшипников крестовины к валам Нивы должен быть в пределах 28 + 0,075 мм. Подшипники для крестовин валов автомобилей классической компоновки часто имеют конусность наружной поверхности с расширением к отверстию стаканчика.

Технология ремонта валовПеред заменой крестовин метят взаимное расположение элементов вала.
Для проведения работ по замене крестовин карданных валов автомобилей ВАЗ необходимо иметь:

• набор стопорных колец ( пять-шесть типоразмеров по толщине от 1,50 до 1.65 через 0,03мм).
• выколотки под ударный инструмент или для применения различного типа легких прессов.
• кольцевые подставки под выпрессовываемый подшипник;
• круглые напильники с мелкой насечкой, наждачную бумагу для подготовки отверстия в вилках под запрессовку подшипника;
• смазку для закладки в каждый стаканчик подшипника и в сверления крестовин;
• щуп с 4-мя лепестками толщиной 1,53; 1,56:; 1,59; 1,62мм.

Отверстия под подшипники должны быть тщательно подготовлены: не иметь ржавчины, забоин; канавки под стопорные кольца должны быть очищены от грязи. Применение ударного инструмента при установке игольчатых подшипников в отверстия вилок нежелательно, т.к. при низкой квалификации сборщиков возможно разрушение торцевых антифрикционных шайб на донышке подшипника. После запрессовки на одну из вилок подшипников устанавливают с одной стороны стопорное кольцо средней толщины, затем допрессовывают второй подшипник до упора первого в установленное стопорное кольцо. Замеряют щупом место установки второго кольца. Собрав таким образом шарнир, легким ударом молотка по вилкам раздают подшипники до упора в кольцо. Допускаемый суммарный зазор между подшипниками и противоположными торцами шипов крестовины должен быть не более 0,04мм.

Балансировка карданных валов

При сведении всех зазоров в сочленениях карданного вала к минимально-допустимым значениям производят его балансировку на специальном балансировочном станке. Назначение балансировочного станка заключается в измерении дисбаланса вала и коррекции его масс с целью уменьшения начального дисбаланса до допустимого значения.

Читайте также: Сальник первичного вала кпп т 150к

ГОСТ Р52430-2005″ Передачи карданные автомобилей с шарнирами неравных угловых скоростей» устанавливает нормы дисбаланса для валов с различной максимальной частотой вращения карданной передачи в трансмиссии, рассчитываемые на основе допустимых удельных дисбалансов на каждой опоре вала в гсм/кг.

Допустимый дисбаланс карданной передачи (вала) на каждой опоре не должен превышать произведение величины массы вала, приходящейся на опору, и допустимого удельного дисбаланса для соответствующих частот вращения вала в трансмиссии, приведенного в таблице.

Для валов автомобилей ВАЗ, вращающихся в трансмиссии с максимальной частотой вращения более 4000 об/мин, допустимый удельный дисбаланс равен 4 гсм/кг.
Например, для вала Нивы массой 8 кг допустимый дисбаланс отнесенный к каждой опоре равен (8х4):2 =16 гсм.
Перед установкой отбалансированных валов в трансмиссию целесообразно проверить радиальные и торцевые биения на посадочных поверхностях фланцев агрегатов.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р52430 -2005 для трансмиссий автомобилей ВАЗ торцевое биение на наибольшем радиусе фланца и радиальное биение посадочного пояска фланца должен быть не более 0,04 мм.

Восстановление шлицевого соединения карданных валов

Почти 25 лет назад был открыт режим доупрочнения азотированных поверхностей стальных деталей, с на порядок большей глубиной изменения микротвердости слоя, чем это обычно позволяют сделать маломощные электроискровыеразряды при поверхностном легировании. Это позволило снять хрупкость у доброкачественного азотирования и выявить, а затем отбраковать дефектные детали по шелушению и т.п., что гарантировало качество изготовления деталей при достигнутой в пределах нормальных допусков на износ, как минимум, на порядок большей износостойкости. Однако, не всякая искра годится и не для всякого азотирования.

Спустя годы, удалось понять тот факт, что процессы, которые обычно относят к нестабильности производственной технологии (выявляемые при больших износах, авариях и катастрофах) в действительности являются результатом деградационного старения сплавов после новых, высокоинтенсивных технологий упрочнения деталей.

Новый режим электроимпульсного воздействия на стали и сплавы совершенно изменяет традиционные представления о физико-химических (трибологических) свойствах сталей и сплавов, качестве смазок, шероховатости трущихся поверхностей, сочетании материалов пар трения, их нагрузках, рабочих температурах, потерях на трение, контактной выносливости, образовании задиров, питтинга, ползучести посадочных мест в корпусных деталях, о конструировании и технологиях изготовления деталей машин и инструментов, их эксплуатации и сервисе. Кому это понравится?

Принципиально качественно-новое отличие от известных прототипов, в том числе с ультразвуком, состоит в формировании под обычно дефектным электроискровым покрытием тонкого, сверхизносостойкого подслоя толщиной 0,01-0,02 мм, обладающего в 1000 (тысячу) раз большим сопротивлением работе износа в присутствии продуктов нефтепереработки (выносливостью) в сравнении с традиционной закалкой, являющейся основой промышленной технологии. Это обеспечивает исключительное удобство (технологичность) последующей механической обработки, истинное лигирование поверхностного слоя, использование других тугоплавких материалов вместо обычного твердого сплава карбида вольфрама с кобальтом, менее дефицитных и более легко обрабатываемыхв покрытиях, в том числе в исходный размер. Под этим сверхуникальным слоем образуется переупрочненная твердовязкая основа, глубиной не менее 3,5 мм даже на нормализованных стальных поверхностях (или в 2 раза увеличивается глубина цементированного слоя) нетермическим способом, с измененным энергетическим состоянием, обладающая трибологическими качествами, способностью формировать антизадирные пленки при трении в любых продуктах нефтепереработки, а не только в среде фреона и глицерина, как это получается в общеизвестной уже полвека трибонике, в том числе, что особенно важно и ценно — на сопрягаемых поверхностях в парах трения.

Достоверно известно, что поверхностный слой металла сильно меняется после обработки. Под микроскопом видны: антизадирная пленка толщиной в несколько ангстрем (состав не определен), под ней — легированный слой в сотые доли миллиметра с новыми фазами, еще ниже — слой, в котором смещены атомы кристаллической решетки. Все части этого «бутерброда» обладают повышенной износостойкостью.

Экологически безвредная технология Николая Ильича Дидоренко обеспечивает на порядок большую износостойкость машиностроительных деталей, подвергающихся самым значительным нагрузкам. При этом предварительная термическая и химико-термическая их обработка сводится к простейшим ее видам — цементации и нормализации.В 60 раз снижается расход тугоплавких металлов и в 100 раз (по сравнению с азотированием) — расход электроэнергии. В 2-3 раза повышается термоустойчивая прочность технологической оснастки, обрабатываемый металл внутри термически не деформируется.

В результате понижаются и требования к чистоте окончательной обработки трущейся поверхности и эксплуатационной смазке. Кроме того, не нужна предварительная подготовка (обезжиривание, очистка) поверхности, все операции можно проводить на воздухе , следовательно, снимаются габаритные ограничения.

Видео:Ремонт и балансировка карданного вала (проверка биения)Скачать

Балансировка карданного вала

Балансировку карданного вала можно проводить как своими руками, так и на СТО. В первом случае для этого нужно использование специальных инструментов и материалов — грузиков и хомутов. Однако лучше доверить балансировку «кардана» работникам станции техобслуживания, поскольку вручную невозможно с точностью вычислить массу балансира и место его установки. Существует несколько «народных» методов балансировки, о которых мы поговорим далее.

Читайте также: Компрессор для гаража своими руками из огнетушителя

Видео:Балансировка карданного валаСкачать

Признаки и причины разбалансировки

Основным признаком возникновения разбалансировки карданного вала автомобиля является появление вибрации всего корпуса машины. При этом она увеличивается по мере увеличения скорости движения, и в зависимости от степени дисбаланса может проявляться как уже на скорости 60-70 км/ч, так и более 100 километров в час. Это является следствием того, что при вращении вала центр его тяжести смещается, и возникающая центробежная сила как бы «подбрасывает» автомобиль на дороге. Дополнительным признаком вдобавок к вибрации является появление характерного гула, исходящего из-под днища машины.

К таким последствиям может привести пренебрежение поломкой

Причин возникновения этой поломки существует несколько. Среди них:

• естественный износ детали при длительной эксплуатации;
• механические деформации, возникшие вследствие ударов или чрезмерных нагрузок;
• заводской брак;
• большие зазоры между отдельными элементами вала (в случае, если он не цельный).

Вне зависимости от причин, при появлении описанных выше признаков необходимо выполнить проверку наличия разбалансировки. Ремонтные работы можно выполнить и в собственном гараже.

Видео:Станок БВИ 03-88 для балансировки карданных валовСкачать

Как отбалансировать кардан в домашних условиях

Опишем процесс балансировки карданного вала своими руками с помощью известного «дедовского» метода. Он несложный, однако его выполнение может занять достаточно много времени. Вам обязательно нужна будет смотровая яма, на которую необходимо предварительно загнать машину. Также вам понадобятся несколько грузиков разных масс, используемых при балансировке колес. Как вариант, вместо грузиков можно использовать нарезанные кусочками электроды от сварки.

Примитивный грузик для балансировки кардана в домашних условиях

Алгоритм работы будет такой:

1. Длину карданного вала условно делят на 4 равные части в поперечной плоскости (частей может быть и больше, все зависит от амплитуды вибраций и желания автовладельца тратить на это много сил и времени).
2. К поверхности первой части карданного вала надежно, но с возможностью дальнейшего демонтажа, прикрепляют упомянутый выше грузик. Для этого можно воспользоваться металлическим хомутом, пластиковой стяжкой, скотчем или другим подобным приспособлением. Вместо грузика можно использовать электроды, которых под хомут можно подложить сразу несколько штук. По мере снижения массы их количество уменьшают (или наоборот при увеличении добавляют).
3. Далее проводится тестирование. Для этого выезжают на машине на ровную дорогу и анализируют, не уменьшилась ли вибрация.
4. Если ничего не изменилось, необходимо вернуться в гараж, и перевесить груз на следующий отрезок карданного вала. После чего повторить тестирование.

Монтаж грузика на кардане

Пункты 2, 3 и 4 из приведенного списка необходимо выполнять до тех пор, пока вы не найдете на карданном вале участок, на котором грузик уменьшает вибрацию. Далее аналогично опытным путем необходимо определить массу грузика. В идеале при его правильно подборе вибрация должна исчезнуть совсем.

Окончательная балансировка «кардана» своими руками заключается в жесткой фиксации выбранного грузика. Для этого желательно использовать электросварку. Если у вас ее нет, то в крайнем случае можно воспользоваться популярным средством под названием «холодная сварка», или хорошенько затянуть металлическим хомутом (например, сантехническим).

Балансировка карданного вала в домашних условиях

Существует еще один, хотя и менее эффективный метод диагностики. В соответствии с ним необходимо демонтировать карданный вал с автомобиля. После этого нужно найти или подобрать ровную поверхность (желательно идеально горизонтальную). На нее кладутся два стальных уголка или швеллера (их размер неважен) на расстоянии чуть меньше длины карданного вала.

После этого на них укладывается сам «кардан». Если он изогнут или деформирован, то его центр тяжести смещен. Соответственно, в этом случае он прокрутится и станет таким образом, что его более тяжелая часть окажется внизу. Это будет явным указанием автовладельцу, в какой плоскости необходимо искать разбалансировку. Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу. То есть, на карданный вал крепятся грузики и опытным путем вычисляются места их крепления и масса. Естественно, что грузики крепят на противоположной стороне от той, куда смещен центр тяжести вала.

Еще один эффективный метод заключается в использовании анализатора частоты. Его можно сделать своими руками. Однако необходима программа, которая на ПК имитирует электронный осциллограф, показывающий уровень частоты возникающих колебаний при вращении кардана. Ее вы можете сказать из интернета в свободном доступе.

Итак, для измерений звуковых колебаний вам понадобиться чувствительный микрофон в механической защите (поролон). Если его нет, то можно смастерить приспособление из динамика среднего диаметра и металлического прута, который будет передавать на него звуковые колебания (волны). Для этого в центр динамика приваривается гайка, в которую вставляется металлический прут. На выходы динамика припаивается провод со штекером, который подсоединяется на вход микрофона в ПК.

Читайте также: Материалы для валов двигателей

Далее процедура замера происходит по следующему алгоритму:

1. Приводную ось автомобиля вывешивают, давая колесам свободно вращаться.
2. Водитель машины «разгоняет» ее до скорости, на которой обычно возникает вибрация (обычно это 60. 80 км/ч, и подает сигнал человеку, который проводит замеры.
3. Если вы пользуетесь чувствительным микрофоном, то достаточно близко поднести его к месту нанесения меток. Если же у вас динамик с металлическим щупом, то его предварительно нужно закрепить к месту, максимально приближенному к нанесенным меткам. Результат фиксируется.
4. На карданный вал наносят условные четыре метки по окружности, через каждые 90 градусов, и нумеруют их.
5. К одной из меток присоединяют тестовый грузик (массой 10. 30 грамм) с помощью ленты или хомута. Также можно использовать непосредственно болтовое соединение хомута как грузик.
6. Далее проводятся замеры с грузиком на каждом из четырех мест в последовательности с нумерацией. То есть, четыре замера с перемещением груза. Результаты амплитуды колебаний фиксируются на бумаге или компьютере.

Место расположения дисбаланса

Результатом проведенных экспериментов будут числовые значения напряжения на осциллографе, отличающиеся друг от друга по величине. Далее необходимо построить схему в условном масштабе, который бы соответствовал числовым значениям. Рисуется окружность с четырьмя направлениями, соответствующими расположению груза. От центра по этим осям в условном масштабе наносятся отрезки по полученным данным. Потом следует графически разделить пополам отрезки 1-3 и 2-4 перпендикулярными им отрезками. От середины окружности через точку пересечения последних отрезков рисуется луч до пересечения с окружностью. Это и будет точка расположения дисбаланса, которую нужно компенсировать (см. рисунок).

Искомая точка расположения компенсационного грузика будет находиться на диаметрально противоположном конце. Что касается массы грузика, то она вычисляется по формуле:

• масса дисбаланса — искомое значение массы устанавливаемого дисбаланса;
• уровень вибрации без пробного груза — значение напряжения по осциллографу, измеренное до установки пробного груза на кардан;
• среднее значение уровня вибрации — среднее арифметическое между четырьмя замерами напряжения по осциллографу при установке пробного груза в четырех указанных точка на кардане;
• значение массы пробного груза — значение массы установленного экспериментального груза, в граммах;
• 1,1 — поправочный коэффициент.

Обычно масса устанавливаемого дисбаланса составляет 10. 30 грамм. Если у вас по каким-либо причинам не получилось точно вычислить массу дисбаланса, можно установить ее экспериментальным путем. Главное, знать место установки, а значение массы корректировать в процессе езды.

Однако, как показывает практика, самостоятельная балансировка карданного вала описанным выше методом лишь частично устраняет проблему. На машине можно будет еще ездить продолжительное время без существенных вибраций. Но полностью от нее избавится не удастся. Поэтому другие детали трансмиссии и ходовой будут работать при ней. А это негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе. Поэтому даже после проведения самостоятельной балансировки нужно обратиться с этой проблемой на станцию технического обслуживания.

Видео:Центровка кардана и балансировка | Кардан Ремонт Юра ©Скачать

Технологичный метод ремонта

Станок для балансировки карданов

Но если для такого дела не жалко 5 тыс. руб., именно такой будет цена балансировки вала в мастерской, то рекомендуем отправится к специалистам. Выполнение диагностики в ремонтных мастерских подразумевает использование специального стенда для динамической балансировки. Для этого карданный вал демонтируют с машины и устанавливают на него. В состав прибора входит несколько датчиков и так называемых контрольных поверхностей. Если вал разбалансирован, то при вращении он будет касаться своей поверхностью упомянутых элементов. Так анализируется геометрия и ее искривления. Вся информация отображается на мониторе.

Выполнение ремонтных работ может выполняться различными методами:

• Установка пластин-балансиров непосредственно на поверхности карданного вала. При этом их масса и место установки точно вычисляется компьютерной программой. А крепятся они при помощи заводской сварки.
• Балансировка карданного вала на токарном станке. Этот метод используется в случае значительного повреждения геометрии элемента. Ведь при этом зачастую приходится снимать некоторый слой металла, что неизбежно приводит к снижению крепости вала и увеличению на нагрузки на него в режимах нормальной работы.

Подобный станок для балансировки карданных валов своими руками сделать не получится, поскольку он очень сложен. Однако без его использования качественную и надежную балансировку выполнить не удастся.

Итоги

Отбалансировать кардан самому в домашних условиях вполне реально. Однако необходимо понимать, что самостоятельно невозможно подобрать идеальную массу противовеса и место его установки. Поэтому самостоятельный ремонт возможен лишь в случае незначительных вибраций или как временный метод избавления от них. В идеале же нужно ехать на станцию техобслуживания, где вам сбалансируют кардан на специальном станке.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/teoriya-balansirovki-kardannyh-valov

  📽️ Видео

  Балансировка карданного валаСкачать

  

  Карданный вал - что это такое, проблемы, балансировкаСкачать

  

  Балансировка карданного валаСкачать

  

  балансировка карданного вала домаСкачать

  

  Процесс восстановления карданного валаСкачать

  

  Ремонт и балансировка карданного вала (кардан готов!)Скачать

  

  Замена крестовин и Балансировка Карданного вала Ниссан х трейлСкачать

  

  Сколько стоит балансировка кардана | Кардан Ремонт Юра ©Скачать

  

  Балансировка карданного вала на балансировочном станке CMT-400 WN4 SerwisСкачать

  

  Замена крестовин и Балансировка Карданного вала ХендайСкачать

  

  Резка и балансировка кардана как это происходит…Скачать

  

  Балансировка карданного вала. Газель некст.Скачать

  

  Балансировка кардана правильно Кардан Ремонт Юра ©Скачать

  

  Замена крестовин и Балансировка Карданного вала ШевролеСкачать

  

  Группа Компаний Рост - Профессиональный ремонт и балансировка карданных валовСкачать

  

  Грузы для балансировки карданного вала с механическим креплениемСкачать