Центровка карданного вала своими руками

1200 руб за фотоотчёт

Оплачиваем фотоотчеты по ремонту автомобилей. Заработок от 10 000 руб. / Мес. Пишите:

Балансировку карданного вала можно произвести как своими руками, так и на СТО. В первом случае это требует использования специальных инструментов и материалов — утяжелителей и зажимов. Однако балансировку «кардана» лучше доверить сотрудникам СТО, так как вручную точно рассчитать вес балансира и место его установки невозможно. Существует несколько «популярных» методов балансировки, о которых мы поговорим ниже.

Признаки и причины разбалансировки

Главный признак дисбаланса карданного вала автомобиля — появление вибраций во всем кузове автомобиля. При этом она увеличивается с увеличением скорости движения и в зависимости от степени неуравновешенности может проявляться как на скорости 60-70 км / ч, так и при скорости более 100 километров в час. Это связано с тем, что при вращении вала смещается его центр тяжести и возникающая центробежная сила как бы «выкидывает» машину на дорогу. Дополнительным признаком помимо вибрации является появление характерного гула, исходящего из-под днища автомобиля.

Пренебрежение расставанием может привести к таким последствиям

Причин этого разрыва несколько. Между ними:

естественный износ детали при длительной эксплуатации;
механические деформации в результате ударов или чрезмерных нагрузок;
производственные дефекты;
большие промежутки между отдельными элементами дерева (если оно не цельное).

Независимо от причин при появлении описанных выше симптомов следует провести проверку дисбаланса. Ремонт также можно провести в собственном гараже.

Назначение заслонок впускных каналов

На холостом ходу и при низких оборотах двигателя заслонки впускных каналов закрыты. В результате возникает интенсивное вихревое движение, обеспечивающее хорошее смесеобразование.

При эксплуатации двигателя положение заслонок впускных каналов плавно регулируется в зависимости от нагрузки двигателя и числа оборотов. Благодаря этому в каждом режиме работы двигателя в камере сгорания формируется оптимальное вихревое движение воздуха.

При оборотах свыше 3000 об/мин заслонки впускных каналов полностью открыты. Благодаря повышению пропускной способности заслонок обеспечивается хорошее наполнение камер сгорания.

При пуске двигателя, в аварийном режиме и при полной нагрузке заслонки впускных каналов полностью открыты.

Как отбалансировать кардан в домашних условиях

Опишем процесс балансировки карданного вала своими руками по известному «старинному» методу. Это несложно, но это может занять много времени. Вам обязательно понадобится смотровая яма, в которую предварительно нужно загнать машину. Вам также понадобится несколько грузов разного веса для балансировки колес. Как вариант, вместо утяжелителей можно использовать рубленые сварочные электроды.

Примитивный груз для балансировки кардана в домашних условиях

Алгоритм работы будет следующий:

Длина карданного вала условно делится на 4 равные части в поперечной плоскости (частей может быть несколько, все зависит от амплитуды колебаний и желания автовладельца потратить на это много времени и сил).
Вышеупомянутый груз жестко закреплен на поверхности первой части карданного вала, но с возможностью дальнейшей разборки. Для этого можно использовать металлический зажим, пластиковую стяжку, скотч или другое подобное приспособление. Вместо гири можно использовать электроды, которых под зажим можно положить сразу несколько штук. По мере уменьшения массы их количество уменьшается (или наоборот, при увеличении они складываются).
Дальнейшие испытания проводятся. Для этого они едут на машине по ровной дороге и анализируют, уменьшилась ли вибрация.
Если ничего не изменилось, нужно вернуться в гараж и преодолеть нагрузку на очередной кусок карданного вала. Затем повторите тест.

Установка груза на кардан

Шаги 2, 3 и 4 из приведенного выше списка следует выполнять до тех пор, пока вы не найдете область на карданном валу, где вес снижает вибрацию. Далее таким же образом экспериментальным путем необходимо определить массу гирьки. В идеале при правильном выборе вибрация должна полностью исчезнуть.

Окончательная балансировка «кардана» своими руками заключается в жесткой фиксации выбранного веса. Для этого желательно использовать электросварку. Если у вас его нет, в крайнем случае можно использовать популярный инструмент под названием «холодная сварка» или плотно затянуть металлическим хомутом (например, сантехническим).

Балансировка карданного вала в домашних условиях

Есть еще один, хотя и менее эффективный метод диагностики. В соответствии с ним необходимо демонтировать карданный вал с автомобиля. После этого нужно найти или собрать ровную поверхность (желательно идеально горизонтальную). На него кладут два стальных уголка или швеллера (их размер не важен) на расстоянии чуть меньше длины карданного вала.

После этого на них кладется сам кардан. Если он изогнут или деформирован, его центр тяжести смещается. В результате в этом случае он потечет и станет таким, что самая тяжелая его часть окажется внизу. Это будет четким указанием для автовладельца, в каком самолете следует искать дисбаланс. Дальнейшие действия аналогичны предыдущему способу. То есть к карданному валу прикрепляются грузы, а их точки крепления и масса рассчитываются экспериментально. Естественно, что грузы закреплены на стороне, противоположной той, на которой смещен центр тяжести вала.

Другой эффективный метод — использование частотного анализатора. Вы можете сделать это сами. Однако нам нужна программа, имитирующая электронный осциллограф на ПК, которая показывает уровень частоты колебаний, возникающих при вращении кардана. Вы можете узнать это из Интернета в открытом доступе.

Поэтому для измерения звуковых колебаний требуется чувствительный микрофон в механической защите (поролон). Если его нет, можно сделать из динамика среднего диаметра и металлического стержня устройство, которое будет передавать ему звуковые колебания (волны). Для этого в центр динамика приваривается гайка, в которую вставляется металлический стержень. К выходам динамиков припаивается провод с вилкой, который подключается к микрофонному входу в ПК.

Кроме того, процедура измерения происходит по следующему алгоритму:

Ведущий мост автомобиля подвешен, что позволяет колесам свободно вращаться.
Водитель автомобиля «разгоняется» до скорости, на которой обычно возникает вибрация (обычно 60, 80 км / ч, и дает сигнал человеку, производящему измерения.
Если вы используете чувствительный микрофон, поднесите его достаточно близко к точке маркировки. Если у вас есть динамик с металлическим зондом, необходимо сначала закрепить его в месте как можно ближе к нанесенным меткам. Результат записывается.
На приводной вал нанесены четыре условных метки по окружности, каждые 90 градусов, и пронумерованы.
Контрольный груз (весом 10,30 грамма) прикрепляют к одной из меток с помощью ленты или зажима. Вы также можете использовать зажимной болт непосредственно в качестве груза.
Затем измерения производятся с гирями в каждой из четырех точек в последовательности с нумерацией. То есть четыре измерения при движении груза. Результаты амплитуды вибрации записываются на бумагу или компьютер.

Положение дисбаланса

Результатом экспериментов будут числовые значения напряжения на осциллографе, которые отличаются друг от друга по величине. Далее необходимо построить схему в условном масштабе, соответствующем числовым значениям. Нарисован круг с четырьмя направлениями, соответствующими положению груза. От центра по этим осям в обычном масштабе откладываются отрезки на основе полученных данных. Затем следует графически разделить отрезки 1–3 и 2–4 пополам на отрезки, перпендикулярные им. Радиус проводится от центра круга через точку пересечения последних сегментов до пересечения с кругом. Это будет точка дисбаланса, который необходимо компенсировать (см. Рисунок).

Требуемая точка для положения компенсационного груза будет на диаметрально противоположном конце. Что касается веса гири, то он рассчитывается по формуле:

масса дисбаланса — желаемое значение массы дисбаланса, которое необходимо установить;
уровень вибрации без контрольного груза — значение напряжения по осциллографу, измеренное перед установкой контрольного груза на подвес;
среднее значение уровня вибрации — это среднее арифметическое четырех измерений напряжения на осциллографе, когда контрольный груз установлен в четырех точках, указанных на подвесе;
значение массы испытательной нагрузки — значение массы установленной экспериментальной нагрузки в граммах;
1,1 — поправочный коэффициент.

Обычно устанавливаемая масса дисбаланса составляет 10,30 грамма. Если по каким-то причинам не удалось точно рассчитать массу дисбаланса, можно установить экспериментальным путем. Главное знать место установки и корректировать значение массы при движении.

Однако, как показывает практика, самобалансировка карданного вала описанным выше способом устраняет проблему лишь частично. На машине еще можно долго ездить без значительных вибраций. Но полностью устранить его не удастся. Следовательно, с ним будут работать другие части трансмиссии и рамы. А это негативно сказывается на их производительности и ресурсах. Поэтому даже после самостоятельной балансировки необходимо обращаться на АЗС с этой проблемой.

Технологичный метод ремонта

Карданный балансир

Но если для такого случая 5 тысяч рублей не жалко, это как раз цена балансировки дерева в мастерской, то рекомендуем обратиться к специалистам. Проведение диагностики в ремонтных мастерских предполагает использование специальной подставки для динамической балансировки. Для этого карданный вал снимается с автомобиля и устанавливается на него. Устройство включает в себя несколько датчиков и так называемые управляющие поверхности. Если вал разбалансирован, во время вращения он будет касаться упомянутых элементов своей поверхностью. Вот как анализируются геометрия и ее кривизна. Вся информация отображается на мониторе.

Ремонтные работы можно проводить разными методами:

Установка балансировочных пластин прямо на поверхность карданного вала. Кроме того, их масса и место установки точно рассчитываются компьютерной программой. И крепятся они заводским припоем.
Балансировка приводного вала на токарном станке. Этот метод применяется в случае значительного повреждения геометрии элемента. Ведь в этом случае часто бывает необходимо удалить определенный слой металла, что неизбежно приводит к снижению сопротивления вала и увеличению нагрузки на него в штатных режимах работы.

Сделать такой станок для балансировки карданных валов своими руками не получится, так как он очень сложный. Однако без его использования надежная и качественная балансировка невозможна.

Итоги

балансировать подвес в домашних условиях вполне реально. Однако нужно понимать, что самостоятельно подобрать идеальную массу противовеса и место его установки невозможно. Поэтому самостоятельный ремонт возможен только при незначительных вибрациях или как временный метод их устранения. В идеале нужно съездить на заправку, где вы будете балансировать карданный вал на специальном станке.

Независимо от того, что вам говорят опытные мастера гаража, полная балансировка карданного вала возможна только с помощью специального оборудования. Другое дело устранение дисбаланса, вызванного неправильной сборкой карданного шарнира или неисправностями поперечин и упругого шарнира карданного шарнира. Такой ремонт своими руками можно сделать в обычном гараже с панорамной ямой или эстакадой.

Терминология

Дисбаланс — это несовпадение оси вращения тела с его главной осью инерции. Этот дисбаланс вращающихся элементов гребных валов или других роторов вызывает вибрацию. Последнее станет причиной усталостных трещин в опоре кардана, которые быстро перерастут в поломки. Резьбовые соединения, подверженные вибрации, постепенно расшатываются и раскручиваются. Это может привести к аварийной ситуации из-за падения подвеса во время движения автомобиля. Кроме того, вибрации негативно влияют на водителя: они способствуют быстрой утомляемости и отвлекают его от оценки дорожной ситуации, а также повышают риск аварии.
Главная ось инерции дерева — это ось симметрии, проходящая через его центр масс.
Балансировка трансмиссионных валов — это процесс устранения их дисбаланса, заключающийся в перемещении главной оси инерции до совмещения с осью вращения.

Что такое маховик?

Маховиком называется дискообразный компонент автомобиля, который соединяется с коленчатым валом. Хотя он практически не имеет двигающихся частей, он крайне важен для нормального функционирования коленвала. Его основная задача — создание инерции для некоторых деталей автомобиля. Кроме того, он соединяет собой стартер и вал, что и обеспечивает начало работы двигателя.

Это довольно массивный элемент автомобиля, который не дает поршням оставаться неподвижными. Благодаря большой массе он позволяет без труда начать движение остальных механизмов.

Однако из-за высокой массы создается одна проблема — балансировка. Если этот элемент имеет смещенный центр тяжести, то вращение приводит к возникновению дополнительных сил. Смещение происходит по разным причинам, будь то брак, износ детали или неправильная установка

Однако важно, что эти силы приводят к возникновению вибрации, что крайне опасно для деталей автомобиля

В данной части автомобиля даже небольшая вибрация может привести к существенному повреждению деталей. Разрушение стартера, коленвала и других компонентов — это не предел при пренебрежении этим фактором

Поэтому важно следить за центром тяжести маховика и по необходимости проводить балансировку

Виды балансировки

Статический. Он используется для определения и устранения дисбаланса ротора без учета сил, возникающих при вращении. Для статической балансировки ротора необходимо сместить его центр тяжести так, чтобы ось вращения проходила через него. Применяются для дисковых роторов с отношением длины к диаметру не более 1/4. Эта балансировка выполняется на плоскости коррекции и не подходит для карданного привода.
Немедленный. Для выполнения этой балансировки определяется и уменьшается неуравновешенный момент главного вала, который является индикатором дисбаланса моментов этого ротора. Это делается как минимум в двух плоскостях коррекции.
Динамический. Включает статические и мгновенные. Используется для длинных роторов. Идеально подходит для балансировки приводных валов. Поэтому балансировка кардана выполняется на оборудовании, использующем этот метод.

Глядя на процесс балансировки скамейки, невозможно понять, какой метод используется. Работа всех опор выглядит одинаково — вал крутится, а на дисплее отображается положение и величина дисбаланса.

Разборка и сборка кардана

Для того, чтобы не нужно было балансировать карданный вал после его фиксации своими руками, необходимо отметить положение валов, из которых он изготовлен, относительно друг друга. И когда вы поднимаете кардан, обязательно совместите отмеченные отметки. Как это сделать, можно увидеть на видео. Если вы забыли отметить расположение компонентов кардана перед разборкой, другое видео поможет устранить возникающую вибрацию.

Когда необходима балансировка кардана

При замене карданного вала (укорачивание, удлинение и т.д.).
После устранения значительная деформация кардана, которая является следствием, например, сильного удара.

Колебательные силы, действующие в агрегатах на частоте вращения ротора

У каждого вращающегося в подшипниках узла (вала, ротора) можно выделить три оси, от взаимного расположения которых зависят параметры вибрации агрегата, возбуждаемые его ротором. К ним относятся ось вращения, ось инерции и геометрическая ось. Минимальной вибрация оказывается в том случае, если все три оси совпадают, рис. 12.1.

Рис.12.1. Основные оси ротора в составе агрегата: а) оси совпадают — норма, б) ось инерции смещена — необходима балансировка ротора, в) геометрическая ось смещена – необходим ремонт агрегата.

При механической связи двух и более роторов в одном агрегате процесс формирования вибрации агрегата на частоте вращения определяется еще двумя факторами. Это точность совмещения осей вращения этих роторов с расчетными (обычно в линию или параллельно), и точность совмещения осей передачи крутящего момента. Дополнительных колебательных сил на частоте вращения каждого из роторов не возникает, если оси полностью совмещены.

Смещение оси инерции относительно оси вращения приводит к появлению во вращающемся роторе центробежных сил с частотой вращения, действующих на ротор, которые уменьшают путем балансировки ротора с установкой (снятием) балансировочных масс в плоскости коррекции ротора. Результатом балансировки является снижение величины смещения этих осей друг относительно друга, которое в пределе стремится к нулю.

Смещение геометрической оси ротора относительно оси вращения приводит к дополнительному изменению сил взаимодействия ротора с другими подвижными или неподвижными элементами агрегата либо при механическом контакте (элементов механических передач или колес с дорогой), либо через рабочую среду (газ, жидкость, магнитное поле). Это динамическое взаимодействие приводит, как правило, к появлению двух радиальных сил, в том числе и с частотой вращения ротора, приложенных к ротору и другим частям агрегата встречно в радиальном к осям вращения направлении, и/или пульсирующих моментов, приложенных к ним по касательной. Для уменьшения указанных сил необходимо обнаруживать и устранять смещение геометрической оси ротора, преимущественно путем ремонта узлов агрегата. Кроме этого следует производить балансировку элементов механических передач и колес до их установки в агрегат.

Смещение осей вращения двух (и более) механически связанных роторов в агрегате относительно единой линии вала (или относительно их расчетного положения) также приводит к появлению колебательных сил на частоте вращения ротора и ее гармониках. Для снижения этих сил производят центровку и выверку роторов (осей их вращения). Задачи технологии центровки и выверки рассматриваются в следующем разделе настоящего обзора.

Смещение оси передачи крутящего момента (при совпадении оси вращения и геометрической оси полумуфт) часто происходит из-за дефектов упругих элементов или их посадочных мест в муфте и приводит к появлению действующей на ротор радиальной силы с частотой его вращения, зависящей от величины передаваемого крутящего момента. Компенсировать эту силу можно в процессе балансировки ротора, но только на одной выбранной для балансировки нагрузке на агрегат.

Таким образом, в агрегате на частоте вращения ротора могут появляться как центробежные или нецентробежные вращающиеся силы, действующие на ротор, так и пары колебательных сил и пульсирующих моментов разной природы, действующие встречно на ротор и неподвижные узлы агрегата. В этих парах встречных колебательных сил и пульсирующих моментов на частоте вращения ротора при его балансировке на месте путем установки балансировочных масс в плоскости коррекции может быть снижена только одна из составляющих – радиально направленная к ротору и вращающаяся в том же направлении.

Особо следует выделить нецентробежные силы, действующие на частоте вращения коленчатого вала поршневой машины. Это, прежде всего, пульсирующие моменты, прикладываемые к коленчатому валу и корпусу, появляющиеся из-за разброса величины сил, действующих на разные поршни машины, и создающие встречные моментные колебания коленчатого вала и корпуса. Балансировать вращающиеся узлы поршневых машин, в том числе коленчатый вал, следует до сборки машины.

Причины вибрации карданной передачи

Зазор в подшипниках поперечин больше допустимых значений. Данная неисправность, как и следующая по списку, устраняется заменой изношенной поперечины.
Потеря подвижности роликовых подшипников поперечин из-за коррозии. Обнаружить данный дефект своими руками можно, если перед ремонтом отсоединить крепление хотя бы одного конца трансмиссии от фланцев трансмиссии и попытаться отвести свободный конец в сторону.
Глубокие трещины в эластичном суставе. Ремонт заключается в замене этой детали.
Несоосность крестовин из-за переделки трансмиссионного вала или из-за неправильной сборки группы с двумя крестовинами по краям и пазового соединения между ними. Для ремонта: восстановить соосность петель.
Ослабление фланцев кардана и вала редуктора.
Откручиваем гайку крепления фланца к штоку коробки передач.
Неисправный внешний подшипник.
Чрезмерный люфт шлицев.
Деформация трансмиссионной трубки.

Вибрации от любого агрегата транспортного средства легко распространяются по кузову, поэтому правильно определить их источник очень сложно. Поэтому, если вы обнаружите урчание и тряску пола в салоне на ходу, не спешите винить карданный привод, а начните ремонт с осмотра опор двигателя, коробки передач и их креплений.

Точная балансировка карданного вала

А насколько точно выполняется балансировка карданного вала и как вообще выполняется этот процесс? Давайте разберемся.

Начнем с того, что скорость вращения приводного вала, если измерять ее в оборотах в минуту, равна скорости вращения колес. Но, учитывая разницу диаметров этих элементов, можно сказать, что дисбаланс кардана не так заметен, поэтому не требует такой высокой точности балансировки. Однако любой, даже самый маленький дисбаланс приводит к появлению вибраций, которые хоть и не ощутимы водителем, но постепенно разрушают не только саму эту деталь, но и всю трансмиссию автомобиля.

Секрет правильной сборки

Профессионалы знают, что есть всего два положения, в которых может быть собран карданный вал, и вот почему:

Крестовины кардана должны работать в одной симметрии, чтобы обеспечивать равную угловую скорость;
По стандартам заводов изготовителей — фланец-вилки должны быть в одной плоскости, это в равной степени относиться и к приварным вилкам в трубу.

Теперь несложно догадаться, что соблюдение этих условий возможно только в двух положениях. Соберите карданный вал, соблюдая эти условия — если вибрация не исчезнет, переверните кардан в шлицах на 180 градусов.

Что касается установки карданного вала на автомобиль. Расположение приемных фланцев на мосту, коробке или раздатке ни имеет никакого значения. Главное, хорошее прилегание фланца карданного вала к приемным фланцам на автомобиле.

Этот процесс может отнять массу времени и сил. Чтобы избежать этого, вы можете обратиться в «КарданВалСервис-Север» и произвести балансировку карданного вала.

Когда проводится балансировка карданов

Этот элемент уравновешивается в следующих случаях:

выявление производственного брака данной детали в процессе эксплуатации автомобиля. Такое случается нечасто, однако ни один производитель не застрахован даже от небольшого количества дефектов. Так, например, у компании BMW доля официально зафиксированных браков составляет 0,5%, у ВАЗа эта цифра вдвое больше;
при замене карданного вала из-за его поломки;
нарушение технологических зазоров между деталями кардана при его сборке и установке на автомобиль (сначала проводится балансировка на стенде, после чего элемент разбирается и балансировка проводится на автомобиле);
если установка карданного вала не производилась согласно технологическим требованиям, его центровка может быть нарушена. В этом случае кардан снимается и отправляется обратно на балансировочную стойку, после чего переустанавливается на станок;
самая частая причина того, что стабилизатор начинает задевать, — это механические повреждения на дороге. Находясь под днищем автомобиля, в кардан легко может попасть камень, который улетает из-под колеса, в результате чего нарушается его центровка;
теоретически нарушение балансировки этой детали может быть результатом коррозии, изменившей геометрию любого компонента кардана, или даже банального загрязнения. Однако в этом случае дисбаланс не будет настолько большим, чтобы существенно повлиять на качество этого механизма.

Правила эксплуатации авто

Чтобы карданный вал прослужил дольше, необходимо руководствоваться некоторыми правилами, которые помогут детали подвергаться меньшим нагрузкам в процессе работы:

Старайтесь ограничиваться от езды по неровным дорогам, поскольку постоянная тряска негативно сказывается на геометрии карданного вала.
Трогайтесь с места плавно, не допуская излишних пробуксовок, резких стартов, которые заметно увеличивают нагрузку на ходовую часть транспортного средства.
Попав в яму, пробуйте выезжать из нее плавно, не раскачивая автомобиль. Возите с собой специальные коврики для подкладывания под колеса, чтобы минимизировать риск поломки шасси или кардана.
Передачи переключайте не резко, чтобы снизить нагрузку на специальную эластичную муфту.
Своевременно обращайтесь в автомобильный сервис за полной диагностикой транспортного средства, а также за советами по ремонту и обслуживанию авто.

Как осуществляется балансировка кардана на машине

Параллельно с балансировкой кардана мастер визуально осматривает все его компоненты, чтобы определить степень износа каждой детали и возможность их дальнейшего использования. Самая частая неисправность, которую можно обнаружить в этом случае, — это износ (истончение) канавок. Дальнейшее использование таких деталей чревато очень серьезными поломками, поэтому лучше заменить их, чтобы избежать больших проблем.

Многочисленные видеоролики по балансировке карданных валов показывают, что в процессе этой операции на карданный вал, установленный на держателе, «навешивается» больше деталей. Это так называемые балансировочные пластины, с помощью которых на карданный вал оказывается давление, имитирующее условия работы агрегата. Сам стенд во многом напоминает токарный станок: в процессе раскрутки закрепленной на нем детали выявляется ее разбаланс (если таковой имеется), поэтому мастеру необходимо избавиться от нее, стачивая тонкий слой металла с поверхности станка вал со специальной фрезой.

Не забывайте, что недостаточно отцентрованный карданный вал не только вызовет колебания в раме автомобиля при его движении, но и приведет к ускоренному износу всей трансмиссии.