Балансировка кардана нивы своими руками

Балансировка кардана нивы своими руками

Я не являюсь любителем а/м. «Нива». Я не являюсь авторемонтником. Моя профессия — вибрационник. Балансировщик. Нам приходится уравновешивать самые разнообразные детали: от мелких мотоциклетных валов до гидротурбин электростанций. Вот я балансирую агрегат мощностью 5 MW на
нефтепроводе:

Но, как вы думаете, какие вещи нам приходится балансировать чаще всего? Подумали? Верно! Карданные валы а/м «Нива»:

Вибрации — ваш враг, с которым мы давно и успешно боремся! Не вдаваясь в подробности теории (для этого нужна особая статья, которая в силу специфики, заинтересует далеко не каждого), постараюсь вкратце довести некоторые не всем известные факты.

1. КАРДАНЫ ОТ «НИВ» ДИСБАЛАНСИРОВАНЫ ВСЕ! НЕЗАВИСИМО ОТ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ. 100% из 100 ВОЗМОЖНЫХ! (Некоторые больше, некоторые меньше, но ВСЕ!).

Причины я могу лишь предполагать, но с большой степенью вероятности. Не сомневаюсь в том, что производители карданов обладают и хорошим оборудованием, и квалифицированными специалистами. Скорее всего, у них просто. нет времени. Поясню подробнее.

И у нас, в России, и в Америке, и в Японии, методика балансировки одна. Это метод пробных грузов. Сначала делается «нулевой» пуск станка с установленным на нём карданным валом. Снимаются данные. Затем устанавливается произвольный (не совсем) пробный груз на одну из сторон кардана. Данные снимаются вновь. Затем — на другую сторону кардана — тоже пробный груз. Опять — снятие данных. Затем — переворот вала на 180 град. И — снова повторение тех же операций. Переворот нужен для учитывания погрешности установочных оправок, т. к. идеально выточенных фланцев для установки кардана на станок не бывает. Итого — 8 (восемь!) пусков станка. После этого данные обрабатываются специальной компьютерной программой, рассчитанные грузы привариваются, и производится контрольный пуск.

Другой методики нет и никогда не было! Нигде! Сколько это занимает времени? Минут 30, если не 40. При хорошей автоматизации станка (Shenck, например, или Brul&Kier) — 15 мин. Может себе позволить это наше конвейерное производство? Нет! Выход находят в методе ДКВ (Динамический Коэффициент Влияния).

Дисбаланс каждой стороны ротора (для нас, вибрационников, ротор — это всё то, что вертится на балансировочном станке) влияет не только сам на себя, но и на другую сторону этого же ротора, а та сторона оказывает взаимное влияние на противоположную. По данным нескольких однородных роторов выявляются некие векторные величины, позволяющие рассчитать компенсирующие грузы для любого ротора того же типа. Хорошая методика. Ею и пользуются наши доблестные производители. Кардан балансируется за один пуск станка (второй — контрольный, но его никто не делает). Но невдомёк нашему автопрому, что кардан — не жёсткий ротор: не электродвигатель и даже не коленвал. Крестовины всегда разные: достаточно смещения в 0,02 мм и метод ДКВ перестаёт работать! Вот и получается, что грузы, наваренные заводом на «родной» новый кардан, на поверку приходятся на какое-то непонятное, произвольное место!

А на Западе? По моим сведениям, там не экономят на станках. Устанавливают необходимое количество балансировочного оборудования, исходя из времени «честной» балансировки. Во всяком случае, новый кардан «Mersedes GW», взятый для опыта, выдал предел чувствительности нашего станка (а оборудование и ПО у нас не самое худшее).

2. Очень часто мы наблюдаем смещение центра шлицевого соединения у новых карданных валов до 2 (двух!) мм. У белорусских карданных валов этот дефект, правда, встречается реже. Такой вал никакой балансировке не подлежит. Увы. Мы, вибрационники, говорим: отбалансировать можно и конскую дугу. Но дело не в одной лишь балансировке. Гибкий ротор (а это и есть кардан) со смещением оси инерции относительно его геометрической оси работать не будет! Просто как механизм, как шарнир Гука, (а это и есть кардан).

3. Не следует верить замечаниям по балансировке, указанным в «Руководстве по ремонту и эксплуатации». Я не знаю, кто писал эти параграфы, но явно не балансировщик. 15 г . см ? Чушь собачья! При таком дисбалансе вашу «Ниву» будет просто «колбасить» на скорости 60. 90 км/ч. Уж поверьте! Только балансировка до предела 3. 7 г . см даст вам приемлемый комфорт и долговечность узлов карданной передачи!

НАБЛЮДЕНИЕ. Шеви-Нива гораздо чувствительнее к дисбалансам карданных валов, нежели «Нива» прежней модели. Почему — я не знаю. Подумайте вы, автолюбители.

4. Какими дисбалансами обладают серийные карданные валы «НИВА»? Примерно 120. 500 г . см, независимо от производителя. Белорусские карданы имеют лучшую, по сравнению с другими, геометрию и, похоже, прочность. Дисбалансы — те же.

5. И, наконец, главное. Можно ли избавить «НИВУ» от вибраций? ДА.

Балансируйте карданные валы. Без этого никакие ваши ухищрения не помогут. Ведь кардан — дело тонкое.

ФАКТ ИЗ НАШЕЙ БИОГРАФИИ

У нашей лаборатории имеется официальный договор со многими дилерами: «Питер-Лада», «Лаура» (как питерская, так и петрозаводская) и с другими. Мы балансировали им карданные валы «по гарантии». Но когда карданы пошли «валом», АвтоВАЗ отказался оплачивать гарантию дилерам. Мол, потеря престижа. Теперь к нам обращаются владельцы «НИВ» только частным порядком.

Ну как вам политика российского автопрома, товарищи «нивовцы»?

Источник

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.

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.

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.

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.

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.

Источник