No Image

Стенд для статической балансировки

СОДЕРЖАНИЕ
32 просмотров
21 января 2020

Проведенный анализ существующих способов и устройств применяемых для балансировки колёс автомобилей, позволяет сделать вывод, что наиболее эф-фективны для этой цели специальные стенды, обеспечивающие с высокой точнос-тью как статическую, так и динамическую балансировку. Однако такие стенды име-ют сравнительно высокую стоимость и рассчитаны на большую программу балан-сировки, что делает нецелесообразным их использование в условиях сельскохозяй-ственного предприятия (колхоза, совхоза, и т. п.), так как они полностью загру-жены быть не могут. Поэтому более целесообразно пользоваться услугами район-ных СТО. Однако большинство хозяйств расположено на значительном удалении от районных центров, да и услуги СТО необходимо оплачивать, а многие хозяйства в нынешних экономических условиях имеют низкую платёжеспособность, поэтому они подобными услугами практически не пользуются. Кроме того, на СТО есть только стенды для балансировки колес легковых автомобилей. Колеса же грузовых автомобилей практически ни в хозяйствах, ни на СТО не балансируются, хотя и для них существуют требования к балансировке (табл. 9.1) [10].

Допустимый дисбаланс и биение колес и шин автомобилей с колесной формулой 4 2 различной грузоподъемности (в тоннах)

Параметры Лег-ковые Грузовые
0,5.. 1,5 2,0. .2,5 4,0. .5,0
Статический дисбаланс ступицы в сборе с тормозным барабаном переднего колеса, кг см 0,25 0,45 0,75
Биение окружности шпилек, мм 0,25 0,25 0,25
Радиальное биение посадочной поверхности обода, мм 1,2 1,5 2,5
Боковое биение закраин обода, мм 1,3
Статический дисбаланс колеса без шины, кг см 0,25 0,5 1,2
Радиальное биение шины, мм 1,5 1,5
Боковое биение шины, мм 1,5 1,5
Статический дисбаланс шины, 0,85 1,1
Статический дисбаланс колеса в сборе
с шиной, кг см: до балансировки 1,75 1,9 2,9
после балансировки 0,26 0,26 2,9

Данные табл. 9.1 свидетельствуют о том, что существующими норма-тивными документами предусмотрены только требования к статической ба-лансировке шин и колёс. Кроме того, опыт эксплуатации машин показывает, что ощутимый динамический дисбаланс в практике встречается очень редко [16], поэтому в условиях хозяйств осуществлять динамическую балансировку не имеет смысла, достаточно ограничиться только статической балансиров-кой. Стенд для такой балансировки можно изготовить своими силами в усло-виях ремонтной мастерской хозяйства.

Схема предлагаемого нами стенда приведена на рис. 9.9. За основу при его разработке взято приспособление для статической балансировки колес В. Веретенникова [16], основанное на методе вывешивания. Однако нами устранены все его отмеченные выше недостатки.

Рис. 9.9. Схема стенда для статической балансировки колёс автомобилей:

1 – основание, 2 – регулируемая опора, 3 – стойка, 4 – линейка, 5 – указатель, 6 – балансируемое колесо, 7 – оправка, 8 – тросик, 9 – блок, 10 – стрела, 11 – колонна, 12 – лебедка, 13 – фиксатор.

Стенд состоит из основания 1, имеющего регулируемые опоры 2. На основании смонтирован консольно-поворотный кран для подъема баланси-руемого колеса, состоящий из колонны 11, на которой закреплены лебёдка 12 и стрела 10 с блоком 9. Колонна 11 в рабочем положении фиксируется фик-сатором 13. На тросике 8 лебёдки 12 закреплена оправка 7, на которой цен-трируется балансируемое колесо 6. В нижней части оправки, соосно с ней, закреплен указатель 5, стрелка которого указывает на линейку 4, выполнен-ную в виде сегмента и закреплённую на свободно-поворачивающейся в осно-вании 1 стойке 3.

Линейка 4 проградуирована в единицах дисбалансной массы (граммах), приведенных к радиусу установки балансировочных грузиков (радиусу обода колеса), поэтому при наличии дисбаланса сразу по указателю определяется необходимая масса балансировочного грузика, а по концу линейки – место его установки на колесе. Для каждого вида колёс используется своя линейка (можно на четыре вида колёс одинакового диаметра использовать одну ли-нейку, соответственно проградуировав каждую сторону каждой половины линейки), поэтому она сделана легкосъёмной.

Методика балансировки колёс с помощью данного стенда приведена ниже.

Дата добавления: 2014-11-18 ; Просмотров: 1730 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет


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.

Читайте также:  Противоскрипные смазки для суппортов

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.

ООО"Кинематика"
198095, Санкт-Петербург, ул.Шкапина, д.32-34
Тел +7 (812) 252-1919, Факс.: +7 (812) 252-1919
E-mail: oookin2016@yandex.ru

Недорогие приборы для динамической балансировки вентиляторов Балком-1А – 56000 руб.

Приборы для динамической балансировки карданов Балком-4 – 72000 руб.

Специальные стенды для балансировки роторов

вед. специалист ООО «Кинематика» Фельдман В.Д.

1. Стенды для балансировки канальных вентиляторов.

Когда в конце 90-х годов прошлого века на ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант» было начато производство канальных вентиляторов, возникла необходимость в разработке специальных стендов для их балансировки. Указанные стенды разрабатывались нашими специалистами совместно с конструкторским отделом ЗАО»Лиссант».

Читайте также:  Ремонт подвески аутлендер хл

Основными требованиями, предъявляемыми к этим стендам, являлись высокая точность балансировки в двух плоскостях, характеризующаяся уровнем остаточной вибрации не выше 0,05 мм/сек на частоте вращения ротора, и производительность, которая должна была составлять не менее 20 изделий в час.

После ряда экспериментальных проработок была выбрана конструкция стенда, представленная на рис. 1.

Указанный стенд состоит из платформы 6, установленной на трёх пружинных опорах 7. Характеристики пружин выбраны таким образом, чтобы собственная частота колебаний стенда на пружинах составляла не более 1/3 частоты вращения ротора канального вентилятора. Это обеспечивает эффективную отстройку стенда от установочного резонанса и способствует достижению высокого качества балансировки.

На платформе закреплён патрон 5 (цанговый или кулачковый), обеспечивающий возможность быстрого установа на стенд и съёма с него балансируемого вентилятора 4.

На платформе также закреплён кронштейн 9, используемый для крепления на стенде двух датчиков вибрации 2 и датчика фазового угла 3.

Датчики подключены к соответствующим входам измерительно-вычислительного блока прибора для балансировки 1, с помощью которого производится измерение вибрации вентилятора на частоте его вращения и расчет параметров корректирующих грузов, обеспечивающих надлежащее качество балансировки канальных вентиляторов. Для повышения производительности балансировки в качестве корректирующих грузов используются наборы специальных пружинных клипс (разной массы), устанавливаемых на лопастях вентилятора.

В настоящее время на подобных стендах балансируются все типоразмеры канальных вентиляторов, изготавливаемых ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант».

2. Стенд для балансировки вакуумных насосов

Стенды для балансировки вакуумных насосов разрабатывались по заказу ОАО «Завод «Измеритель» в 2002 и 2009 годах. Основным требованием при разработке данных стендов являлось обеспечение высокого качества балансировки высокоскоростных турбинных роторов насосов в сборе (в собственных подшипниках) на рабочей частоте вращения, которая для различных типов насосов может составлять 42000 – 60000 об/мин.

При этом фактическая величина остаточной неуравновешенности ротора должна была соответствовать требованиям, предъявляемым к роторам 1-го класса точности по ГОСТ 22061-76.

Конструкция рассматриваемых стендов, схематически представлена на рис. 2.

Как и в предыдущем случае, стенд выполнен в виде прямоугольной платформы 1, установленной на 4-х цилиндрических пружинах 2.

Следует отметить, что при проектировании и изготовлении платформы было предусмотрено наличие на ней продольных и поперечных рёбер жёсткости, что обеспечило максимально высокую жёсткость и одновременно минимизировало массу платформы. Это позволило добиться высокой чувствительности стенда к действию сил неуравновешенности и одновременно исключить опасность возникновения резонансных колебаний (изгибных, крутильных и т.п.) платформы во всём диапазоне частот вращения насосов при балансировке.

На платформе закреплено цилиндрическое основание 3, на которое устанавливается балансируемый насос 4. Сверху насос закрывается специальной крышкой 5, в которую вмонтирован датчик фазового угла 6, входящий в состав измерительной системы стенда.

Помимо него в состав измерительной системы входят два датчика вибрации 7 и 8, установленные соответственно на основании и крышке.

Все датчики подключены на соответствующие входы измерительно-вычислительного блока 9, с помощью которого выполняются измерение вибрации и расчёт характеристик корректирующих грузов.

Помимо отработки конструкции стенда для достижения необходимого качества балансировки роторов вакуумных насосов потребовалась разработка специальной технологии, которая предусматривала выполнение двух основных этапов.

На первом этапе, когда частота вращения ротора насоса не превышает 8000 об/мин и ротор остается жестким, компенсируются основные составляющие его силовой и моментной неуравновешенности. При этом с помощью наших приборов стабильно достигается уровень остаточной вибрации не выше 0.01 мм/с в диапазоне частот от 3500 до 8000 об/мин.

После этого на втором этапе производится повторная балансировка ротора на рабочей частоте, достигающей в зависимости от конструкции насоса 42000 или 60000 об/мин.

На этой частоте, превышающей критическую частоту вращения, ротор насоса становится гибкими и деформируется.

В результате требуется проведение дополнительной подбалансировки, необходимой для компенсации возникшей при этом неуравновешенности

3. Стенд для балансировки рабочих колёс насосных агрегатов

Указанный стенд разрабатывался нашими совместно со специалистами Цимлянского судомеханического завода и предназначался для балансировки рабочих колёс насосных агрегатов.

При проектировании данного стенда учитывались конструктивные и эксплуатационные особенности балансируемых колес. В том числе:

– масса рабочего колеса, которая достигает 700 кг и более;

– значительный исходный дисбаланс, который может составлять 35-40*10 5 г*мм;

– заданная частота вращения при балансировке, равная 600 об/мин.

С учётом этих параметров была реализована схема стенда, представленная на рис.3.

Основу стенда составляет массивная стойка 3, жестко закрепленная на фундаменте.

Собственная частота колебаний стойки составляет 33 Гц. Она более чем в 3 раза выше частоты вращения балансируемого колеса, что исключает возможность возникновения резонансных колебаний конструкции в процессе балансировки.

Фактически данный стенд является простейшим дорезонансным балансировочным станком.

Балансируемое колесо 1 устанавливается на шпинделе стенда 2, который, вращается в подшипниках качения. Вращение шпинделя осуществляется при помощи ременной передачи 5 от приводного электродвигателя 4.

Частота вращения электродвигателя отличается от частоты вращения шпинделя и равна 750 об/мин.

Для повышения качества балансировки колёс электродвигатель со шкивом и шпиндель со шкивом предварительно отбалансированы на месте установки с помощью штатной измерительной системы стенда.

Читайте также:  Ремонт рулевой газ 3110

Измерительная система стенда выполнена на базе балансировочного прибора, состоящего из измерительно-вычислительного блока 8, двух датчиков вибрации 6, и датчика фазового угла 7, которые подключены к соответствующим входам измерительно-вычислительного блока прибора.

С её помощью производится измерение вибрации станины стенда на частоте вращения рабочего колеса, по результатам которого в автоматическом режиме выполняется расчет параметров корректирующих грузов (их массы и угла съёма), обеспечивающих надлежащее качество балансировки его балансировки.

Величины остаточного дисбаланса, которые достигаются после их балансировки, не превышают 1-1.5*10³ г*мм, что вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к рабочим колёсам насосов.

4. Стенд для балансировки ускорителей дробилок.

Указанный стенд был разработан в ЗАО «Новые технологии» при участии наших специалистов в 2001 году.

Схема стенда представлена на рис.4

Стенд рассчитан на предварительную балансировку ускорителей 1 дробилок с массами от 50 до 1000 кг и более и диаметрами от 500 до 2000 мм. Стенд включает в себя вертикальный шпиндель 2, установленный в подшипниках в станине 3.

Шпиндель с установленным на нём ускорителем 1 приводится во вращение электродвигателем 4, соединённым со шпинделем с помощью муфты (на схеме не показана).

Электродвигатель подключен в сеть с использование частотного регулятора, позволяющего изменять частоту вращения шпинделя в широком диапазоне.

Конструкция станины обеспечивает возможность реализации двух вариантов её установки фундаменте, в том числе:

– жёсткое крепление с помощью фундаментных болтов;

– установка с использованием пружинных амортизаторов 5.

Жёсткое крепление обычно используется в случае балансировки тяжёлых крупногабаритных ускорителей, имеющих значительный исходный дисбаланс.

Пружинные амортизаторы применяются при балансировке относительно небольших и лёгких ускорителей с целью повышения чувствительности стенда к колебаниям от сил неуравновешенности, следствием чего является повышение качества балансировки.

Как и в предыдущих случаях, измерительная система стенда включает в себя два датчика вибрации 6 и 7, датчик фазового угла 8 и измерительно-вычислительный блок 9.

С её помощью производится измерение вибрации станины стенда на частоте вращения шпинделя, по результатам которого в автоматическом режиме выполняется расчет параметров корректирующих грузов (их массы и угла съёма), обеспечивающих необходимое качество балансировки ускорителей дробилок.

Следует отметить, что на данном стенде производится в основном черновая (предварительная) балансировка ускорителей.

Окончательная (чистовая) балансировка ускорителей выполняется уже после их установки в дробилки, что обеспечивает возможность достижения минимального уровня вибрации дробилок в процессе эксплуатации.

Достигаемый при этом уровень остаточной вибрации дробилки по данным специалистов ЗАО «Новые технологии» может составлять 0,5 – 1 мм/сек.

5. Простой стенд для балансировки роторов электродвигателей.

При изготовлении подобного стенда желательно обеспечить ряд простых требований:
1. Рама, на которой устанавливаются опоры стенда должна быть достаточно лёгкой, но и достаточно жёсткой, чтобы избежать изгибных колебаний во время работы стенда. Для этого можно применять при необходимости рёбра жёсткости.
2. Диаметр шкива эл. двигателя должен отличаться от диаметра балансируемого ротора.
3. Характеристики пружин выбираются из условия, что частота собственных колебаний стенда на пружинах должна быть в 3 – 4 раза ниже частоты вращения балансируемого ротора.
В этом случае обычно достигаются хорошие результаты при минимальных затратах на изготовление стенда.

6. Стенд для балансировки шлифовальных кругов.

1. Балансируемая деталь (шлифовальный круг)
2 – Шпиндель
3 – Опоры шпинделя
4 – Электродвигатель
5 – Плита (рама)
6 – Плоскоременная передача
7 – Пружины
8 – Муфта
9 – Датчик угла поворота ротора
10 – Кронштейн для крепления датчика

При изготовлении подобного стенда желательно обеспечить ряд простых требований:
1. Плита, на которой устанавливаются опоры стенда должна быть достаточно лёгкой, но и достаточно жёсткой, чтобы избежать изгибных колебаний во время работы стенда. Для этого можно применять при необходимости рёбра жёсткости.
2. Диаметр шкива эл. двигателя должен быть меньше диаметра шпинделя (шкива на шпинделе).
3. Характеристики пружин выбираются из условия, что частота собственных колебаний стенда на пружинах должна быть в 2 – 3 раза ниже частоты вращения шпинделя при балансировке.
В этом случае обычно достигаются хорошие результаты при минимальных затратах на изготовление стенда.

Представленный ниже на рис. 5 и 6 стенд для балансировки карданных валов изготовлен на одном из малых предприятий, занимающихся ремонтом автомобилей.

Рис. 5. Фотография стенда для балансировки карданных валов (вид со стороны привода).

Стенд обеспечивает возможность балансировки двухопорных и трёхопорных карданных валов.

Стенд состоит из сварной станины 1, выполненной на базе двух двутавровых балок, соединённых между собой поперечными рёбрами.

На станине размещены неподвижная опора 2 и две подвижных опоры 3 и 4.

На опорах 2 и 4 размещены шпиндельные узлы 7 и 8 с фланцами, предназначенные для крепления переднего и заднего фланцев балансируемого карданного вала 5.

Шпиндель, установленный на опоре 2, приводится во вращение от электродвигателя (на фотографии не показан) с помощью ременной передачи, закрытой кожухом 6.

В конструкции стенда предусмотрены кожух 9 и ловители вала 10, обеспечивающие безопасность эксплуатации стенда.

Рис. 5. Фотография стенда для балансировки карданных валов (вид со стороны задней опоры).

В качестве измерительной системы в стенде использован прибор «Балком-1».

“>

Комментировать
32 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
Adblock detector