АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Статический дисбаланс: Виды дисбаланса колеса

8 августа, 1975 by admin

Основы дисбаланса

Дисбаланс – вездесущее явление во вращющихся телах. Типичным примером являются вращющиеся инструментальные оправки на станках.

Поскольку дисбаланс создает центробежную силу, которая линейно увеличивается с дисбалансом и пропорциональная количеству оборотов, чем быстрее вращается ротор, тем более заметным становится дисбаланс. Но как возникает дисбаланс, как его измерить и как устранить с помощью балансировки?

На следующей странице мы собрали теоретические основы балансировки, которые представляют собой основу балансировки инструмента.  

1. Причины дисбаланса

• Несимметричная конструкция Ротора (например, зажимная канавка на держателях инструментов, как указано в DIN 69871, или зажимной винт на держателях инструментов Weldon)
• Несимметричное распределение массы из-за ошибок концентричности, вызванных производственными допусками, например концентричностью наружного диаметра инструмента по отношению к конусу патрона.
• Ошибки центрирования при сборке Ротора, состоящего из нескольких компонентов, например фрезерного шпинделя и инструментального патрона, инструментального патрона и инструмента.
• Ошибки концентричности в подшипниках Ротора, например в подшипнике шпинделя.

2. Что такое дисбаланс?

2.1 Статический дисбаланс

Центр тяжести Ротора лежит вне оси вращения.

• Этот вид дисбаланса можно измерить в неподвижных роторах, например с помощью шкал дисбаланса для шлифовальных кругов
• При вращении это дисбаланс вызывает центробежные силы, перпендикулярные оси вращения
• Его можно устранить, балансируя в одной плоскости. Можно выбрать любую балансировочную плоскость. Обычно после статической балансировки все еще может быть моментный дисбаланс.

M_U = масса дисбаланса (в г)
r = расстояние от неуравновешенной массы до оси вращения (в мм)
M = масса Ротора (в кг)
e = расстояние от центра тяжести до оси вращения (в мкм)
S = центр тяжести
F_F = центробежная сила
Значение статического дисбаланса: U = MU • r = M • e
Единица измерения дисбаланса: [U] = г * мм = кг * мкм

2.

Центр тяжести лежит вдоль оси вращения

• • Этот тип дисбаланса можно измерить только во вращающихся роторах.
  • Такой тип дисбаланса вызывает момент во время вращения.
  • Центробежные силы обеих неуравновешенных масс уравновешивают друг друга (без боковых сил).
  • Его можно устранить только балансировкой в 2-х плоскостях

M_U1, M_U2 = несбалансированные массы (в г)
S = центр тяжести
r = расстояние от неуравновешенных масс до оси вращения (в мм)
M = масса Ротора (в кг)
F_F1, F_F2 = центробежные силы
M_U1 = M_U2
F_F1 = F_F2

2.3 Динамический дисбаланс

Сочетание статического и парного дисбаланса

• Это нормальный случай для промышленных роторов

3. Что такое балансировка?

Балансировка используется для компенсации несимметричного распределения массы в Роторе.
Это возможно с помощью:

• применения массы, например установки груза для балансировки автомобильных шин
• удаления массы, например, путем сверления отверстия
• регулировки массы, например, путем добавления балансировочных колец, винтов

3.1 Балансировка в одной плоскости (статическая)

Компенсация статической части дисбаланса:

• Центр тяжести Ротора возвращается к оси вращения (эксцентриситет е=0)
• Парный дисбаланс динамического дисбаланса остается неизменным

3.2 Балансировка в двух плоскостях (динамическая)

Полная компенсация дисбаланса (статический и моментный дисбаланс)

• В принципе, можно выбрать любые балансировочные плоскости (лучше всего, если они находятся как можно дальше друг от друга)

4. Измерение дисбаланса

4.1 Принцип измерения

• Держатель инструмента вставляется в балансировочный шпиндель и приводится во вращение.
• Датчики силы измеряют центробежные силы.
• Центробежные силы измеряются в двух различных плоскостях на опоре балансировочного шпинделя. Синусоидальный сигнал вырабатывается по мере того, как направление, в котором действуют центробежные силы, поворачивается вместе со шпинделем. Необходимо определить как величину сигнала, так и его угол по отношению к шпинделю.
• Силовые сигналы используются для расчета весов относительно балансировочных плоскостей. При изменении положения балансировочных плоскостей изменятся и рассчитанные дисбалансы.
• Компенсация дисбаланса рассчитывается на основе значений дисбаланса.

5. Балансировка оправок

5.1 Качество балансировки G

DIN ISO 1940-1 (ранее VDI guideline 2060) определяет принципы измерения дисбаланса и для балансировки. Точность балансировки выражается как класс балансировки G (ранее: Q).

Оценка качества балансировки всегда действительна только для одной конкретной скорости вращения ротора.

Допустимый остаточный дисбаланс рассчитывается исходя из степени качества балансировки, скорости вращения  и веса Ротора.

U_zul = (G•M)/n • 9549

U_zul = допустимый остаточный дисбаланс Ротора в гмм
G = балансировочная оценка качества
M = масса Ротора, кг
n = частота вращения ротора в об / мин
9549 = постоянный коэффициент, полученный в результате преобразования единиц измерения

Пример:

• Фреза зажата в цанговом патроне.
• Общий вес 0,8 кг
• Фреза должна использоваться с рабочей скоростью n = 15 000 об / мин
• Изготовитель шпинделя требует качество балансировки класса G = 2,5
• Допустимый остаточный дисбаланс Uper = 1,3 гмм

Допустимый остаточный дисбаланс можно увидеть на диаграмме.

5.2 Достижимая точность

В приведенном выше примере допустимый остаточный дисбаланс составляет 1,3 гмм.  Для наглядности этого значения, полезно преобразовать дисбаланс в эксцентриситет.

U_zul = M • eper
eper = Uper/M =1.3 гмм/800г = 0.0016 мм = 1.6 мкм

Поэтому центр тяжести держателя инструмента может быть смещен на макс. 1,6 мкм от оси вращения. Во время балансировки предполагается, что ось конуса или HSK является осью вращения. Однако в фрезерном станке инструмент вращается вокруг оси шпинделя.

Даже новые шпиндели имеют радиальное биение до 5 мкм (эквивалентно эксцентриситету e = 2,5 мкм).

Дополнительный пример:

Балансировочное качество G = 1
Скорость вращения n = 40.000 об / мин
Масса инструмента M = 0,8 кг
U_per = 0,2 гмм
E_per = 0,3 мкм

Этот допустимый эксцентриситет не может быть достигнут на практике.
Даже хорошие шпиндели имеют повторяемость 1-2 мкм при смене инструмента.

На общий дисбаланс фрезерного шпинделя влияют многие факторы:

• дисбаланс самого шпинделя
• дисбаланс из-за ошибок концентричности в шпинделе (ось симметрии не является осью вращения. )
• ошибки концентричности в фурнитуре шпинделя (отверстие для охлаждающей жидкости, зажимное устройство)
• боковое искажение зажимной системы при затяжке (пружины, тяга)
• погрешность концентричности и наклона держателя инструментального патрона в шпинделе
• дисбаланс самого инструментального патрона
• ошибка концентричности тягового стержня (смещение)
• ошибка концентричности в инструменте
• дисбаланс аксессуаров держателя инструмента (например, затяжная гайка)

Вывод:
Допустимый остаточный дисбаланс менее 1 гмм на практике нереален!

Читать дальше…

Дисбаланс колес: виды, признаки проблемы и ее последствия

Многие водители ощущали на себе последствия дисбаланса колес. Одним из них являются вибрации, усиливающиеся по мере повышения скорости автомобиля. С проблемой дисбаланса также сталкиваются водители, заменившие колесные диски и шины, а также попадавшие в дорожно-транспортные происшествия. Сегодня Avto.pro подробно разберет виды дисбаланса колеса, характерные признаки данной проблемы, а также все возможные последствия.

Важные моменты

Дисбаланс колес — это отклонение оси вращения автомобильного колеса относительно оси инерции, что провоцирует неравномерное распределение масс по траектории вращения. Последствия: биение колес, руля, интенсивный и неравномерный износ шин. Различают статический, динамический и комбинированный дисбаланс. Понятия «дисбаланс» и «разбалансировка» обычно касаются тех элементов автомобиля, которые совершают вращательные движения.

Колесо является именно таким элементом. Оно имеет:

• Ось симметрии;
• Центр тяжести, расположенный на оси вращения колеса;
• Множество точек окружности, равноудаленных от центра тяжести.

Если вращающиеся массы неуравновешены, возникает дисбаланс. Однако вместе с колесным диском также вращается, например, шина! Она делает свой вклад в неуравновешенность узла.

• Статический;
• Динамический.

Статический дисбаланс отражает неравномерность распределении масс вдоль оси вращения. Если неравность слишком велика, неуравновешенные массы будут создавать свою центробежную силу, стремясь переместить колесо в вертикальной плоскости. При этом особенно сильно страдает подвеска, нивелирующая такие перемещения. Для статической балансировки напротив неуравновешенной массы крепят грузик.

Наличие динамического дисбаланса свидетельствует о неравномерности распределения масс в плоскости колеса. В случае статистического дисбаланса центробежная сила постоянно создавала переменные по направлению моменты, то здесь силы разнонаправлены.

Причины возникновения дисбаланса

Одна из частых причин возникновения дисбаланса – механическое повреждение колесных дисков. Если они имеют вмятины, в дисках появятся неуравновешенные массы. Тоже самое происходит при налипании грязи и снега, однако водитель легко устранит проблему на мойке. Однако наибольшее влияние на баланс колес автомобиля оказывают шины. Они удалены от центра вращения и следствием серьезного дисбаланса может стать сильная вибрация колес, а значит и кузова. На баланс шин влияет:

• Неравномерность износа протектора;
• Разность давлений;
• Разная толщина боковин;
• Наличие повреждений (грыжи, нарушение геометрии).

Момент, который часто не учитывают: камни, попавшие в протектор, также влияет на баланс. Отдельный случай: дисбаланс, возникший в результате неправильного монтажа шины или колесного диска. В последнем случае достаточно снять диск и установить его правильно, проследив за плотностью прилегания к тормозному механизму.

Каковы последствия дисбаланса

Первое и самое явное последствие: появление вибраций. Они дают о себе знать при движении. При слабом дисбалансе их можно почувствовать уже на скорости 80-100 км/ч. А при сильном даже на скорости 40 км/ч и меньше. Характер вибраций меняется с набором скорости, появляются вибрации и толчки рулевого колеса, педалей. В худшем случае будет нарушена курсовая устойчивость

1. Разбалансированы передние колеса;
2. Разбалансированы задние колеса;
3. Все указанное.

В первом случае обычно отмечаются вибрации руля и педалей, незначительная потеря курсовой устойчивости. Во втором случае вибрации также будут, но не всегда сильные, однако машину будет уводить в сторону при быстрых разворотах. В третьем случае наблюдается все из указанного, в салоне появляется шум. Резюмируя, отметим следующие симптомы дисбаланса:

• Вибрации руля;
• Легкие вибрации кузова, усиливающиеся при наборе скорости;
• Появление шумов;
• Снижение маневренности транспортного средства;
• Снижение комфорта.

При длительном игнорировании указанных симптомов возможна поломка одного или нескольких узлов. Во-первых, быстрее изнашиваются резинометаллические элементы ходовой и подшипники. Не только ступичные, но и триподы ШРУСов. Далее это сказывается на большинстве элементов ходовой. Во-вторых, наблюдается быстрый и

Важный момент: если вы чувствуете вибрации только при торможении, дисбаланс колес не является его главной причиной. Рекомендуем снять колеса и осмотреть тормозные диски. Если хотя бы один деформирован, замените оба соответствующей оси. При заклинивании суппорта вибрации тоже появляются. Проблема устраняется чисткой, дефектовкой, установкой новых направляющих и поршней, а также нанесением смазки. Данный материал поможет вам разобраться в смазках тормозных механизмов.

Как часто приходится балансировать колеса

Эксперты расходятся во мнениях, как часто приходится балансировать колеса автомобиля, в ходовую которого не вносились никакие доработки. При этом дисбаланс зачастую возникает по ходу износа шин, а не вследствие нарушения целостности колесного диска. Хотя последний вариант также возможен. Вот на что стоит опираться:

• Регулярная проверка: не реже раза в год или чаще – каждые 15 тыс. км;
• Обязательная балансировка: после смены резины;
• По обстоятельствам: после ДТП, получения удара в переднюю или боковую часть авто, после попадания в глубокую яму.

Любителям спортивной езды стоит балансировать колеса чаще остальных – хотя бы дважды в год. Обычно водители игнорируют данную рекомендацию, вследствие чего появляются вибрации кузова. Они указывают как на дисбаланс, так и на поломку конкретных узлов: внутреннего ШРУСа, подушек силового агрегата и КП, крепежей и демпферов выхлопа.

Где проводят балансировку колес

За данную работу берутся шиномонтажные сервисы. При желании водитель может отбалансировать колесо собственными силами при помощи самостоятельно купленных грузиков, однако мы рекомендуем обращаться к специалистам. Водитель может лишь подтянуть крепежи и очистить колесный диск от загрязнений. Впрочем, специалисты тоже допускают ошибки. Оказавшись в сервисе, проследите за следующим:

• Специалист должен вымыть диски и покрышки;
• Балансировочный стенд должен быть откалиброван;
• Балансировочные грузики должны клеиться к обезжиренной поверхности;
• Затяжка крепежей диска осуществляется в правильном порядке с помощью динамометрического ключа;
• Финальная проверка баланса, что отклонения равны нулю или очень близки к нему – менее 5 г.

К несчастью, чтобы точно говорить о балансе колес приходится посещать сервис. Ориентируясь на внешние признаки и характерные неисправности (вибрация, тряска руля) водитель не всегда может определить, какие из колес несбалансированы и действительно ли данная проблема актуальна. Многие специалисты рекомендуют обращаться к специалистам при появлении даже слабых вибраций на скоростях 80-100 км/ч.

Какими бывают балансировочные грузики

Чтобы нивелировать действие неуравновешенных масс, к колесному диска крепят небольшие грузики. Шиномонтажные сервисы закупают грузики большими партиями. Обычно они фасуются в упаковке по 100 шт. Рассматриваются следующие варианты:

• Грузики со скобой (обычно обозначаются как набивные). Чаще всего ставятся на штампованные диски;
• Самоклеящиеся грузики. Клеятся на внутреннюю поверхность обода, причем расположенную горизонтально – в ином случае они открываются при движении.

Запчасти на Renault 15

Колодки тормозные задние дисковые

15 hatchback (03. 71 — 10.79)

Запчасти на Rover 100

Вода дистиллированная

100 hatchback (METRO) (XP) (11.90 — 12.98)

Как правило, самоклеящиеся грузики используют при балансировке легкосплавных дисков. Однако в силу простоты применения их используют при работе практически с любыми дисками легковых авто. В некоторых случаях требуются тонкие самоклеящиеся грузики. Вес большинства грузиков кратен 5 граммам. При выборе также учитывают:

• Тип. Зависит от типа диска/колеса;
• Материал. Встречаются свинцовые, но лучше отдать предпочтение цинковым.

Что не учитывают при выборе, так это способ упаковки, состав комплекта, а также качество обработки поверхности изделий (цветовые и защитные покрытия). Хорошие грузики выпускают Tech International, Franken, Reifen, Clipper. Товары «нонейм» брендов также встречаются. Разница в качестве есть, но не существенная. В случае покупки самоклеящихся грузиков лучше взять товар именитого бренда – он оказывается надежнее и реже отклеивается от колесного диска при езде.

Вывод

Проверка и балансировка колес должна быть рядовой процедурой для всех владельцев личного авто. Саму работу рекомендовано доверять специалистам. Выявить дисбаланс можно по косвенным признакам – вибрациям, стукам руля и неравномерному износу покрышек. Отметим, что вибрации также могут быть вызваны износом опор агрегатов и приводов. На балансе колес это не сказывается, но вот симптом тот же. При покупке новых и б.у. дисков, а также установке покрышек обязательно балансируйте колеса – это гарантируют безопасность эксплуатации автомобиля и его надежность.

Зачем балансировать колеса и шины

Вы когда-нибудь чувствовали небольшую (или не очень) вибрацию при повороте на шоссе? Или, может быть, вы заметили, что одна часть ваших шин изнашивается больше, чем другая?

Есть большая вероятность, что ваши шины разбалансированы.

Наши легковые и грузовые автомобили преодолевают большие расстояния по различным типам местности. Поэтому естественно, что время от времени шины выходят из равновесия. Это может быть что-то, что накапливается со временем и вызвано такими вещами, как плохие дороги, или внезапным потрясением, например, попаданием в большую выбоину. Если проблема будет обнаружена и устранена быстро, не должно быть никаких долгосрочных повреждений вашего автомобиля.

Несмотря на то, что могут быть другие причины, по которым рулевое колесо «прыгает» (например, погнутый/помятый обод, изношенные тормоза или детали подвески), шины часто являются виновниками, и их легче всего исправить.

Балансировка колес и шин важна по двум основным причинам:

Безопасность и стоимость.

Несбалансированные шины могут отрицательно сказаться на управляемости вашего автомобиля, особенно во влажных или обледенелых условиях. Несбалансированные шины могут в конечном итоге «драться» друг с другом, что повлияет на ваше рулевое управление. Транспортное средство начнет тянуть в определенном направлении, и вам придется постоянно тянуть его обратно в центральное положение или противодействовать повороту автомобиля. Это не только опасно, но и очень утомительно в дальних поездках.

Несбалансированные шины также вызывают преждевременный и неравномерный износ. Из-за того, что шины «бьются» друг с другом, и их приходится постоянно поправлять, они начнут изнашиваться гораздо быстрее. Если вы потратили хорошие деньги на хороший комплект шин, последнее, что вы хотите делать, — это тратить больше денег на новый комплект.

Колесо и шина могут быть разбалансированы двумя способами: статическим дисбалансом и динамическим дисбалансом. Статический дисбаланс — это когда шина вращается по эллипсу, а не по кругу, и заставляет шину «подпрыгивать» вверх и вниз. А динамический дисбаланс — это когда у вас есть тяжелая точка, которая находится за средней линией колеса и заставляет колесо «раскачиваться» слева направо.

Оба случая могут возникать на одном и том же колесе и должны быть исправлены, чтобы они работали правильно. Так как же исправить несбалансированную шину? Ну ты балансируй! 🙂

Когда колесо отбалансировано, его снимают с автомобиля и помещают на машину, которая сначала идентифицирует место (или места) дисбаланса на шине. Затем оператор добавляет грузы, чтобы уравновесить колесо, пока оно не будет двигаться максимально прямо (также известное как «настоящее»). Как только колесо работает «настояще», его можно снова установить на автомобиль.

В настоящее время доступны два типа методов балансировки колес:

Статическая и динамическая балансировка

Статическая балансировка

Статическая балансировка — это более старый метод, при котором колесо устанавливается на машину с горизонтальной осью, аналогичной оси автомобиля. . Затем колесу позволяют сидеть, и самая тяжелая часть колеса будет вращаться вниз — это должна быть несбалансированная часть. В более старых статических балансирах заполненный маслом визир (пузырьковый манометр) затем используется для точного определения степени дисбаланса колеса (так называемая пузырьковая балансировка). В более новых статических балансировщиках есть машины, которые устраняют дисбаланс. После подтверждения баланса к 9 гирям прикрепляются грузы. 0023 осевая линия колеса для исправления дисбаланса. Статическая балансировка лучше всего работает с шинами TreadWright, так как мы производим предварительную статическую балансировку шин в процессе производства.

На самом деле вы можете получить инструменты для статической балансировки в домашних условиях, но для правильной балансировки требуется много навыков, потому что вам нужно правильно отбалансировать вес , чтобы колесо было должным образом отбалансировано.

Динамическая балансировка 

Динамическая балансировка – это когда колесо и шина закрепляются на машине и вращаются со скоростью примерно 10–15 миль в час или 55–60 миль в час. Затем датчики определяют, где находится дисбаланс на шине во время ее вращения, а также где должны быть размещены противовесы. Динамическая балансировка улавливает как статический, так и динамический дисбаланс.

Статические балансиры часто используют один груз вдоль средней линии колеса для балансировки. Из-за более высокой точности динамических балансировочных станков они могут использовать два груза для балансировки шины. Эти два веса могут быть размещены в разных точках колеса, а не только по центральной линии. Это означает более плавную работу, которая работает настолько «настояще», насколько это возможно.

Шины Treadwright следует балансировать только на статическом балансировочном стенде. Это не потому, что шины переформованы, а потому, что мы используем предварительную статическую балансировку в нашем производственном процессе. Это особенно верно для наших больших шин 4×4. Вы можете узнать больше на нашей странице часто задаваемых вопросов.

Свяжитесь с TreadWright, чтобы найти лучшие восстановленные шины и дешевые грязевые шины в отрасли.

В чем разница между статической и динамической балансировкой

Блог

Опубликовано 30 мая 2019 г., 12:30 | Оставить комментарий

Вращающиеся части машин должны быть свободны от вибрации, чтобы обеспечить их плавную работу и долгий срок службы. Снижение вибрации в вашем оборудовании зависит от ряда факторов, таких как плавность вращения вала, хорошее состояние подшипников и надлежащая смазка, но одним из наиболее важных способов гарантировать работу без вибрации является симметричное распределение массы.

Хотя конструкторы стремятся создать машины максимально симметричными, на практике все вращающиеся тела имеют асимметрию веса относительно оси вращения, что вызывает вибрацию. Вибрации делают машину шумной и сокращают срок службы ее деталей, особенно подшипников. Вибрация также может вызвать усталостное напряжение конструкции, а чрезмерная вибрация может привести к опасным условиям эксплуатации из-за неожиданных катастрофических отказов.

Статическая и динамическая балансировка двигателей и генераторов сделает их работу более плавной и эффективной в течение более длительных периодов времени. Балансировка также улучшит рабочую среду операторов машин за счет снижения шума, сведения к минимуму вибраций и устранения риска опасных катастрофических отказов.

Статический дисбаланс — простейшая форма дисбаланса. Это эквивалентно одной тяжелой точке в роторе. Он называется статическим, потому что будет присутствовать, даже когда ротор не вращается. Статическая балансировка необходима для предотвращения качения неподвижного объекта. Когда центр тяжести объекта находится на оси вращения, он остается неподвижным. Но если центр тяжести не находится на оси вращения, он стремится к крену, и для удержания его в неподвижном состоянии необходима тормозная сила. Покоящееся вращающееся тело находится в статическом равновесии, если оно продолжает оставаться в покое при всех угловых положениях своей оси. Статический дисбаланс можно исправить балансировкой одной плоскости.

На самом деле ротор будет иметь бесконечное количество дисбалансов, распределенных случайным образом вдоль его оси вращения. Это может быть выражено как 2 результирующих дисбаланса, действующих в 2 произвольных плоскостях баланса. Они различаются по величине и не имеют четко выраженного углового положения. Поскольку это состояние дисбаланса может быть всесторонне определено только при вращении компонента, оно называется динамическим дисбалансом. Динамический дисбаланс можно исправить с помощью двухплоскостного баланса.

Асимметричное распределение массы вокруг оси вращения вызывает вибрацию вращающегося тела. Динамическая балансировка — это метод измерения дисбаланса с помощью чувствительного электронного оборудования при быстром вращении тела. Этот процесс также проверяет вибрацию, добавляя или удаляя вес с вращающегося тела, чтобы совместить эффективный центр масс с осью вращения. Когда эффективный центр масс находится на оси вращения, остаточные центробежные силы отсутствуют, и вибрация устраняется.

Вращающийся объект должен иметь статическое равновесие, прежде чем он сможет иметь динамическое равновесие. Но объект может иметь динамический дисбаланс, даже если он статически сбалансирован. Если это так, объект будет вибрировать при вращении, даже если он не будет вращаться в неподвижном состоянии.

Другими словами, динамическое равновесие можно рассматривать как способность объекта балансировать во время движения. Идеально сбалансированному телу требуется только сила, поддерживающая его вес, чтобы оставаться на месте во время вращения; динамически неуравновешенному телу при вращении требуются внешние силы, чтобы противодействовать колебанию от вибраций.

Правильная балансировка и выравнивание вращающихся частей необходимы для обеспечения оптимальной производительности и длительного срока службы. Компания Renown Electric уже более 30 лет предлагает услуги динамической балансировки как на месте, так и внутри компании. Мы специализируемся на предоставлении услуг по профилактическому и профилактическому техническому обслуживанию, чтобы свести к минимуму износ, который может возникнуть в результате чрезмерной вибрации машины. Наши клиенты пользуются нашими услугами по измерению и калибровке для динамической балансировки вращающегося оборудования, помогая обеспечить его эффективную работу и максимальный срок службы.

Comments |0|