Балансировочный станок для мотоколес своими руками чертежи

Балансировочный стенд своими руками на отладочной плате SiLabs C8051F120-TB

Если вы задумали отбалансировать что-то вращающееся, будь то колесо, винт самолета или летающая тарелка. Или Вам интересна история, как проходят рабочие будни программиста. Увлекательная история по созданию балансировочного стенда…

Предисловие.
Выражаю благодарность моему руководителю Дмитриеву Ивану Алексеевичу, инженеру конструктору Арапову Андрею, инженерам электронщикам Тураеву Александру и Гидалю Григорьевичу. Этот стенд результат работы сплаченной команды.

Начну с пред истории: Работаю я программистом в организации

Совершенно не секретно, но к делу не относится, скажу лишь, что занимаемся БПЛА

где периодически появляется множество разных интересных задач, и появилась у нас необходимость провести балансировку высокой точности винта самолета. Оборудование для такой балансировки как оказалось можно купить, но стоить это будет очень дорого, решили сделать сами.

Немного расскажу зачем это понадобилось. Наш самолет, с этим винтом, ужасно колбасило на холостых оборотах(800 об/мин). Обычно балансируют такие штуки, статически и динамически. Статическая балансировка заключается в уравновешивании относительно центра вращения, без вращения, а динамическая это уравновешивание во время вращения.

Что касается статической балансировки, то тут все понятно винт просто уравновешивается относительно центра вращения, а вот что делать с динамической балансировкой, когда при вращении винт начинает создавать вибрацию.

Для такой задачи был построен

, состоящий из рамы прикрепленной на пружинках к массивному основанию.
На массивном основании установлен электродвигатель, и через шкив он вращает ось, на которую установлен балансируемый винт. Еще на раме установлены акселерометры, а на ось с винтом датчик холла. Электродвигатель подключен к частотнику, который управляет частотой его вращения.
В качестве измерителя отклонения был использован акселерометр на две оси, через усилитель подключенный на АЦП отладочной платы SiLabs C8051F120-TB. Чтобы отловить момент прохождения вращающегося тела через 0 градусов, был поставлен датчик холла, сигнал с которого подавался еще на одну ножку отладочной платы.

Итак мы получили нехитрый агрегат,

который может измерить ускорение рамы с телом вращения, и подать сигнал о прохождении через 0 градусов вала, вращающего балансируемый винт.

/внешний вид нехитрого девайса/

Мне дали эту конструкцию, и поставили задачу программным путем узнать, какое необходимо количество изоленты , кусочков пластилина или аракала очень точно взвешенных грузов, прилепить на краешек лопасти винта, для того, чтобы он стал отбалансированным. И сделать приложение с удобным и понятным интерфейсом, чтобы за 5 минут можно было разобраться как ею пользоваться.

Сначала я подумал, что управлюсь за один день, и задача очень простая. Но при снятии сигнала осциллографом, обнаружилось, что вибрация всей установки, помехи от электросети, и прочий шум, превращают снятый сигнал с АЦП в равномерный непонятный шум. Хотя если приглядеться, то проглядывается явный периодический максимум и минимум. На отладку программной части и железа ушло около недели, или даже чуть больше, зато потом точность девайса стала радовать глаз.

/Показания осцилографа/

На отладочную плату я написал программку, которая снимает показания, и посылает их на COM порт.

Конфигурируем контроллер, определяем основные переменные, выделяем массивы и константы. Готовим отладочную плату к программированию.

Тут мы крутимся постоянно в бесконечном цикле, и отправляем полученные измерения АЦП

Создаем событие для прерывания с ножки, на которую подключен датчик холла

Тут мы мониторим прерывания с датчика Холла.

Чтобы точно знать сколько прошло времени, мы запускаем таймер, и считаем в нем время

Тут мы записываем в буфер измерения АЦП

Для того, чтобы как-то отделить нужные отклонения, на настольном приложении я решил применить преобразование Фурье, которое я до этого использовал для обработки картинок, немного поколдовав с бубном, получилось выделить нужные частоты.
Для разработки интерфейса я использовал C++ Builder 6.0

Для выделения из полученного сигнала нужной частоты, очень полезным оказалось прямое и обратное преобразование Фурье. Данные льются непрерывным потоком, и чтобы успевать их обрабатывать, я применил оптимизированную версию, так называемую FFT . это не панацея, и для обработки видео потока лучше распаралеливать и использовать GPU, но для данной задачи, вполне применимо.

Чтобы прием и расшифровка буфера происходила автоматически, я сделал возможность делать это по таймеру, не совсем удачная идея, сейчас бы я сделал по другому, я бы собирал данные по приходу в отдельном потоке, и передавал на вывод, чтобы не мешать интерфейсу ввода и другим приложениям. Однако и такой вариант оказался жизнеспособным, и со своей задачей справился вполне успешно.

В итоге получилась довольно удобная программка, которая показывает, в какую сторону существует дисбаланс, и приноровившись приклеивая кусочки аракала по 0,15г удалось достаточно точно отбалансировать винт.

/Сама программка в работе/

Если посмотреть на пики по частотам, то можно заметить, что ярко выражены две амплитуды, как выяснилось одна отвечает за вибрацию винта, а вторая создается электромотором, так как он подключен через ремень и крутиться быстрее. Таким образом балансируя винт мы минимизируем первый пик, прикрепляя грузик соразмерный с отклонением круга, на противоположенную сторону.

Источник

Приспособление для балансировки колёс мотоцикла.

Главная ● Мото диски: ремонт и шиномонтаж

Пожизненная гарантия на покраску!

Перед покраской мотоциклетные диски пескоструятся полностью. Затем на мотоциклетный диск последовательно наноситься слой грунта, базового цвета и защитного высокоглянцевого лака.

Использование в работе высококлассного немецкого оборудования HOFMANN, разработанного специально для работы с мото колесами, позволяет нам выполнять шиномонтажные, балансировочные работы с мотоциклетными колесами и колесами квадроциклов на высочайшем уровне.

Во ВСЕХ наших филиалах, ежедневно в вашем присутствии производятся:

• шиномонтаж, балансировка МОТО колес
• снятие/установка МОТО колес с мотоцикла клиента
• ремонт, покраска МОТОдисков

ВНИМАНИЕ! Сложный шиномонтаж, балансировка, а также сложный ремонт МОТО дисков, дисков квадроциклов осуществляется в филиале на РУСАКОВСКОЙ д 1

Для чего нужна балансировка колес

Практически всегда центр массы колеса не сходится с его геометрическим центром. Такая шина при движении вибрирует и передает вибрацию всему транспортному средству, а это приводит к понижению удобства управления скутером и к износу деталей рулевого управления и составляющих подвески колеса, а также увеличивает изнашивание шины. Масса колеса должна распределятся однородно относительно центра шины, и тогда вибрации будут минимальными.

Таким образом дисбаланс колеса приводит к таким неприятным последствиям:

• Неравномерность нагрузки на шину приводит к значительному уменьшению срока работы колеса — покрышка быстрее снашивается
• Под влиянием увеличенных нагрузок, в итоге разбалансировки колеса, несущие элементы подвески значительно быстрее выходят из строя (больше всех деталей страдают подшипники), а при большом увеличении таких нагрузок есть риск внезапного разрушения этих деталей. Итоги потери колеса на большой скорости будут очень нехорошими, это точно
• Колесо, которое вибрирует имеет худшее сцепление с дорогой (кривое пятно контакта), а это приводит к ухудшению управляемости скутером, а также увеличению тормозного пути мопеда. Все эти поломки очень понижают безопасность управления скутером
• Очутимая вибрация передней покрышки переходит на руль, а это создаст дискомфорт шоферу

Виды и методы балансировки

В зависимости от дисбаланса колес бывает статическая и динамическая балансировка. Обе эти разновидности дисбаланса имеют в виду несовместимость двух осей — оси вращения и оси инерции, проходящей по центру тяжести каждого колеса.

Статическая балансировка

Статистическая балансировка производится при проявлениях признаков статического дисбаланса колеса. Статический дисбаланс образуется в случае, когда ось вращения колеса параллельна оси инерции и центр тяжести вообще не находится на оси вращения (масса колеса неравномерно распределена по длине окружности).

Динамическая балансировка

Динамический дисбаланс возникает, когда центр тяжести располагается на оси вращения, но ось инерции не совмещается с осью вращения, пересекая ее под некоторым углом (масса колеса неровно распределена по его ширине). В силу малой массы и ширины колеса скутера, а также сравнительно высокой точности их изготовления, динамическая балансировка шин им не нужна.

Как узнать нужна ли балансировка

Если при достижении скорости, хотя бы в 60 км/ч, Вы начинаете чувствовать, что скутер ведёт себя не так уверенно, как на меньшей скорости, возникает вибрация передней вилки, нестабильность в управлении — может быть, нужно проконтролировать балансировку мото колес.

Предельно допустимые биение шины и масса компенсирующих грузов при балансировке колеса в соответствии с ГОСТ 4754-97

Тип иобозначение шины Посадочный диаметр шины, дюйм Предельно допустимая масса корректирующих грузиков при балансировке, грамм Предельно допустимое биение шины, мм радиальное боковое Радиальные 12″ 50 1,0 1,5 13″ 60 1,0 1,5 14″ 70 1,0 1,5 15″ 70 1,5 2,0 16″ 70 1,5 2,0 215/80 R16 C 16″ 140 1,5 2,0 225/75 R16 C 16″ 160 1,5 2,0 Диагональный (все размеры) 13″ 80 2,0 3,0 14″ 100 15″ 140 175/80-16 16″ 120

Для проверки балансировки необходимо поставить скутер на центральную подножку так, чтобы контролируемое колесо не дотрагивалось земли, ослабьте тормоза, раздвинув колодки, отсоедините трос спидометра — главное, чтоб колесо свободно крутилось, ни за что не цеплялось и не подтормаживало.

После этого прокрутите колесо и сделайте на нём отметку в том месте, где оно остановилось в самой нижней точке около земли. Если при дальнейшем кручении колеса оно всё время останавливается практически в одном и том же месте — значит в том месте оно тяжелее всего и его нужно балансировать. На этом проверка балансировки колес окончена.

Всем бодрого дня! В этом посте я расскажу о том, отбалансировать колесо, если вы на самоизоляции и не хочется ехать в шиномонтаж

Зачем я это делал?

Внезапно резину сносил до корда, увидел это на даче. Ехать на такой было страшновато. Заказал заднюю покрышку СДЭКом. Решил, что чем снимать колесо и везти его в шиномонтаж в ближайший населённый пункт, проще самому переобуть. Вот только засада — как отбалансировать колесо? Станок покупать за 5 тысяч совсем не хотелось, если уж покупать, то со всякими щупами, а это уже далеко не 5… Короче, решено было делать самому! К тому же, так, как сам, никто, увы, делать не будет. Под монтажку накладку из сайдинга не подложат чтоб диск не поцарапать, всё внутри керосином не помоют, в каждый ниппель спицы под резиновую ленту смазочкой не попшикают, ну и т.д.

Кстати, раз уж зашла речь про вырезанное из сайдинга… Начинал работу с вот таким китайским… приспособлением. Не покупайте. Оно толстое и мягкое, монтажкой рвётся за пару движений, подсовывать неудобно, переставлять тяжело. Если будет кому-то интересно — сфотографирую сайдинговые накладки.

UPD: А вот и кусочки сайдинга. Отлично работают, снимать покрышку не мешают, монтажка по ним скользит лучше, не дырявятся, цена вопроса — мизер. Вырезаны из нижней части сайдинга, из места, где он цепляется за предыдущий ряд.

Выбор конструкции.

Обычно стенды статической балансировки имеют такой вот корпус, на котором закреплены две пары подшипников. Изделия это как правило, заводские, сделанные с точностью, недоступной моим рукам При сваривании что-то почти наверняка повело бы, парка станков у меня нет, даже одного-единственного сверлильного — и того нет. В общем, я решил, что точно установить две пары подшипников так, чтобы они прилегали к одной балансировочной оси доступными мне средствами почти невозможно. Второй момент — для нормальной работы им нужна ось, на которой установлены конусы, центрирующие колесо. Эти конусы должны быть подогнаны к самой оси плотно и не болтаться, иначе смысла в этой работе никакого. Ось с конусами — в моём случае самый дорогой элемент конструкции, потому как не только сверлильного, но и токарного станка у меня тоже нет, вследствие чего от этой части конструкции я решил отказаться
На просторах интернета есть видео, где товарищ делает подобный станок для балансировки колеса на оси мотоцикла вместо оси с подвижными конусами, но в такой схеме есть ряд недостатков: 1) Колёса разной ширины и разной длины оси им не отбалансируешь. Соответственно, надо делать что-то для регулирования ширины. 2) В моём мотоцикле передняя ось имеет разные диаметры в правой и левой части, а задняя — одинаковые. Соответственно, надо делать какую-то приблуду для регулирования высоты.

Я решил, что правильнее будет сделать пары подшипников подвешенными и подвижными. В этом случае, они сами будут центрироваться на оси, а устанавливать колесо в горизонталь можно за счёт подвеса. И то, влияние точно выставленной горизонтали оси на результат балансировки должно быть минимально, поэтому сильно можно не заморачиваться с этим.

Прикинул размеры и на следующий день отправился в СДЭК за покрышкой, строительный рынок и магазин автозапчастей. Собственно, на размеры можно не заморачиваться и сделать вообще как-нибудь. Единственное что важно — расстояние между осями подшипников, симметрия, и чтоб отверстия в центре хватило для вставки оси.

Подготовка

Что понадобится? Материалы: 1) 4 подшипника — 360 рублей в автомагазине. 2) 6 болтов, 6 гаек и пол горсти шайб — около 80 рублей за всё. 3) Две стропы для крепления груза — вроде около 100 рублей. 4) Что-то, из чего можно вырезать корпус. Забегая вперёд — желательно брать что-то металлическое листовое, чтобы толщина была меньше, а сама конструкция — компактнее. Или как вариант — оргстекло. Но я нашел в сарае кусок фанеры. Итого уложился в 600р. Инструменты: 1) Дрель со свёрлами под болты и насадкой для сверления большого отверстия. Ну или вместо насадки можно лобзиком вырезать. 2) Лобзик с пилкой по тому из чего будет корпус. 3) Про линейку/штангенциркуль и гаечные ключи наверное говорить не надо

Изготовление

Разметил фанерку, просверлил отверстия, вырезал. Наждачкой(не путать со шкуркой. ) снял заусенцы. Ой, кстати, ещё один инструмент… Ну да бог с ним. Вставил в отверстия болты, установил подшипники. Обязательно с двух сторон подшипника установить шайбы, чтобы центр подшипника был неподвижен, а внешняя часть свободно вращалась. Затянул болты. Сначала думал, что то, что болт по диаметру не соответствует внутреннему диаметру подшипника, будет проблемой (нужного болта на рынке не было), но оказалось, что так даже лучше: можно выставить положение подшипника перед затяжкой. Хотя не сказать, что очень нужно: приспособление то самоцентрирующееся. Последний штрих — вставляем болты, на которых это всё будет держаться.

Применение

В данном случае я балансировал заднее колесо, у которого ось постоянного сечения, поэтому просто выставил по уровню обе части. Ремнями для крепления груза делать это оказалось довольно удобно. Ширина конструкции регулируется за счёт перемещения ремешков по брусу Ну и собственно, сам процесс балансировки: вставляете колесо, оно поворачивается тяжелой точкой вниз. Крепите груз сверху, поворачиваете на 90 градусов, отпускате, оно опять поворачивается тяжелой точкой вниз, и т.д. У меня балансировка происходит креплением грузиков на спицы, их довольно удобно переставлять, поэтому, как только их становится 3, можно переставляя их все, играть положением общего центра тяжести. Как только колесо при повороте на любой угол остаётся на месте — результат достигнут. На этом фото хорошо заметно, почему конструкцию желательно делать тоньше и без выступающих в сторону колеса шляпок болтов. Чувствительность сего чудо-устройства протестирована силиконовыми рыбками и составляет порядка 16 граммов на 18 радиусе, который к тому же диаметр. Результат балансировки мне показался достаточным. Никаких биений на скоростях до 160 не ощущается, больше обычно не езжу.
Надеюсь, кому-то пригодится

Балансировка колес своими руками

Балансировку колеса можно проводить двумя способами:

• На стенде для балансировки — более точный метод
• На скутере, не снимая колесо — метод не очень точный, в силу того, что диск вращается не свободно

В любом случае последовательность действий одинаковая и с применением станка для балансировки и без него.

Для балансировки потребуется балансировочный станок в виде опрокинутой буквы «П» (50 евро в каталоге Louis), на который укладывают ось с балансируемым колесом. Чтобы ось независимо вертелась, с каждого конца предусмотрена пара подшипников.

Достоверность статической балансировки при помощи данного приспособления очень большая, никак не хуже, чем на специализированных станках. Балансировочные станки для шиномонтажа предназначены в основном на автомобильные колеса, так что балансировка своими руками может оказаться более точной.

Балансировку колеса скутера надо проводить в сборе с тормозными дисками. На резине есть отметка, отмечающая ее самое легкое место. Перед установкой колеса на станок для балансировки необходимо забуртовать колесо так, чтобы эта отметка совпала с расположением ниппеля.

По сути дела, процесс балансировки дисков очень прост. Необходимо достигнуть, остановки вращающегося колеса случайным образом, а не одним и тем же участком книзу. Крутим неподвижное колесо на 90°, отпускаем и смотрим за его вращением и остановкой. Разбалансированность колеса очевидна, если наиболее тяжелая точка на ободе опускает его вниз.

Как только колесо остановилось, наклеиваем на верхнюю часть диска балансировочные грузики. Сначала лучше фиксировать грузики их на скотч для балансировочных грузиков, чтобы выбрать правильный вес. Важно учитывать, что балансировочный груз обязан быть равномерно распределен по двум краям обода колесного диска.

Наклейкой грузов необходимо достигнуть условия, когда колесо после поворота на 90° остается недвижимым. Это совершенный баланс, который в большинстве случаев на практике не нужен. Можно остановиться на очень медлительном перемещении колеса в сторону наиболее тяжелой точки диска.

Перед завершающим фиксированием грузиков необходимо обезжирить плоскость диска. Пригодится бензин, средство для очистки тормозных дисков, растворитель.

Чтоб не пачкать обезжиренную поверхность, предпочтительно наклеивать грузики в одноразовых перчатках из целлофана. Для этого снимаем предохранительную пленку на клейкой стороне груза и сильно придавливаем его к колесному диску. На этом процесс балансировки окончен. Осталось только провести испытательную поездку, чтоб удостовериться, что все действительно в порядке.

Специально для мототехники

Для тех, кто постоянно пользуется своим мотоциклом экономит свое время, не хочет надолго оставлять его на сервисе, мы можем предложить две схемы проведения работ:

Вариант 1

Вы приезжаете к нам для ремонта, шиномонтажа, балансировки мотодисков, два-три часа отдыхаете в комнате для клиентов. Именно столько времени требуется для проведения качественного ремонта мото дисков и дисков скутера, мототехники. При проведении шиномонтажа и балансировки работы с каждым мотоколесом занимают порядка тридцати минут. Спустя указанное время вы получаете свой мотоцикл готовым к эксплуатации.

Вариант 2

Наши специалисты выезжают к вам и забирают мотоколеса для проведения работ — ремонта, шиномонтажа, балансировки, а затем возвращают их Вам после окончания работ.

Обратите внимание: мы не проводим шиномонтаж и балансировку мотодисков на выезде!

Качественный МОТО шиномонтаж возможен только при наличии специального оборудования, а балансировка — только на подготовленном, идеально ровном, устойчивом покрытии пола. В «полевых» условиях результат будет существенно хуже.

Мы предлагаем нашим клиентам, владельцам мототехники, полный цикл работ: снятие — установку колес, МОТО шиномонтаж, МОТО балансировку и ремонт МОТО дисков. А также полный перечень работ с квадроциклами: ремонт дисков квадроциклов, шиномонтаж и балансировку колес квадроциклов.

Владельцы мотоциклов и квадроциклов нуждаются в профессиональном сервисном обслуживании дисков и шин даже в большей степени, чем автомобилисты. Ведь их жизнь и здоровье не защищены от внешней среды прочным каркасом. В результате любой серьезный дефект колеса может привести к тяжелым последствиям.

Правка мотодисков

Любое повреждение колеса двухколесного транспортного средства требует оперативного ремонта. Следует отметить, что мотошиномонтаж, балансировка и правка дисков существенно отличаются от аналогичных работ с автомобильной техникой. В частности, требуется другое оборудование.

Причина заключается в том, что колеса в мотоциклах и скутерах более узкие и крепятся на оси. Поэтому точное позиционирование диска при выполнении ремонтных и балансировочных работ выполняется на специальных конусах, а крепеж – по оси балансировочного станка.

Поскольку размер осей различных мотоциклов (скутеров) варьируется в широких пределах, сервисный центр должен быть оснащен крепежами для всех выпускаемых и выпускавшихся ранее моделей. Также нужно помнить, что для восстановления дисков могут использоваться различные технологии, в зависимости от способа их изготовления.

• Спицированные диски. Сегодня встречаются только в раритетной мототехнике. Их ремонт не производится, но можно заказать балансировочные и шиномонтажные работы.
• Штампованные диски. Самые недорогие из современных дисков. Обычно при сильных нагрузках они гнутся и мнутся, поэтому восстанавливаются без последствий (трещина на мотодиске, сварка и пр.).
• Литые диски. Наиболее популярный сегодня вариант. При сильных ударах могут деформироваться и трескаться. Основная технология ремонта – вытягивание на станках.
• Кованые диски. Как и предыдущие, относятся к легкосплавным, но несколько прочнее и дороже. Для ремонта требуется специальное оборудование.

Шиномонтаж и ремонт дисков – квадроциклы

Несмотря на наличие четырех колес, данные транспортные средства гораздо ближе к мотоциклам, а не к автомобилям. Поэтому шиномонтаж квадроциклов, а также балансировочные и ремонтные работы также должны выполняться на специализированном мотооборудовании. Не экономьте на своей безопасности и комфорте.

Если вам требуется профессиональный шиномонтаж, а также балансировка и ремонт дисков мотоциклов и квадроциклов, воспользуйтесь услугами сервисных центров группы . В нашем распоряжении имеется все необходимое оборудование для работы с современными и раритетными моделями.

Источник