16. Неуравновешенность деталей и узлов

При вращении многих деталей и сборочных единиц (коленчатых валов, маховиков, шкивов, дисков, карданных валов, барабанов и т.д.) из-за наличия неуравновешенных масс возни­кают центробежные силы. Неуравновешенность деталей и сбо­рочных единиц возникает из-за неточности их изготовления (да­же в пределах допуска), неточной сборки (несоосность и др.), неравномерного изнашивания поверхностей и т.д. Неуравнове­шенность очень вредна, так как возникают вибрации, резко воз­растают нагрузки на детали и машину в целом, что в итоге при­водит к ускорению изнашивания подшипниковых узлов и раз­рушению многих деталей.

Статическая балансировка. Статическая неуравновешенность возникает из-за смещения центра тяжести относительно оси вращения и проявляется в статическом состоянии.

Статическая неуравновешенность обычно свойственна дета лям типа дисков, т.е. таким деталям, у которых диаметр превы­шает длину. К таким деталям относятся рабочие колеса центро­бежных насосов, компрессоров, турбин и т.д.

Для устранения статической неуравновешенности применяют различные методы статической балансировки. При статической балансировке определяют опытным путем наиболее легкую и тяжелую части детали; уменьшая массу тяжелой части за счет снятия металла или утяжеляя легкую путем установки дополни­тельных грузов, достигают необходимого уравновешивания. Лишний металл снимают сверлением, фрезерованием, эксцен­тричным точением и шлифованием. Дополнительные корректи­рующие грузы устанавливают при помощи сварки, наплавки или резьбовых и болтовых соединений.

Деталь помещают на балансировочные параллели и, когда она займет неподвижное по­ложение равновесия, наинизшую ее точку маркируют Затем по­воротом на некоторый угол деталь выводят из этого положения, отпускают и наблюдают, возвращается ли деталь в первоначаль­ное положение. Возвращение детали в первоначальное положе­ние показывает, что она статически неуравновешена. В этом слу­чае справедливо неравенство Pk < Gr,

Если деталь, находящаяся на параллелях, останавливается в любом положении, в котором ее останавливают после поворота, то она полностью уравновешена или величина ее неуравнове­шенности недостаточна для преодоления момента трения каче­ния между оправкой и параллелями, т е. Pk > Gr. Точность статической балансировки невысока.

Динамическая балансировка. Динамическая неуравновешен­ность обычно присуща деталям и узлам, у которых длина больше диаметра. Процесс определения величины и направления не­уравновешенных центробежных сил и их устранение называется динамической балансировкой.

Динамическая балансировка деталей и сборочных единиц осуществляется на балансировочных станках различной конструкции.

Уравновешиваемая деталь устанавливается в подшипниках 4 на раме 1, качающейся на передвижной опоре 2. Концы рамы зажаты пружинами 3. Передвинув опору под левый край детали, как показано на рисунке, приводят деталь во вращение с помо­щью какого-либо привода с надежной разъединительной муфтой. Раскрутив деталь, выключают муфту полностью, освобождая де­таль от привода. Под действием неуравновешенной массы пра­вый конец детали начинает вибрировать с частотой, равной час­тоте ее вращения. Если при разгоне детали была создана частота колебаний, большая частоты свободных колебаний системы стан­ка, то при уменьшении частоты вращения наступает момент сов­падения этих частот, система входит в резонанс и размах колеба­ний детали становится максимальным. В этот момент измеряю! амплитуду и фиксируют направление колебания.

Установкой на краю детали уравновешивающего груза 5 с по­вторным вращением детали и корректировкой величины и ме­стонахождения груза добиваются уравновешивания детали с пра­вой стороны. Затем, передвинув опору под правый край детали повторяют операцию в такой же последовательности с левой сто­роны. Для проверки качества балансировки детали в целой передвижную опору устанавливают в середину, и деталь повтор­но прокручивают, при этом вибрация ее должна быть в предела минимума, установленного техническими условиями.