Балансировка рабочего колеса дымососа своими руками

Каусов М.А — сотрудник редакции

Надежная и исправная работа вращающихся механизмов зависит от большого числа факторов, таких как: соосность валов агрегата; состояние подшипников, их смазка, посадка на валу и в корпусе; износ корпусов и уплотнений; зазоры в проточной части; выработка сальниковых втулок; радиальный бой и прогиб вала; дисбаланс рабочего колеса и ротора; подвеска трубопроводов; исправность обратных клапанов; состояние рам, фундаментов, анкерных болтов и многое другое. Очень часто упущенный небольшой дефект, как снежный ком тянет за собой другие, а в результате выход оборудования из строя. Только учитывая все факторы, точно своевременно диагностируя их, и соблюдая требования ТУ на ремонт вращающихся механизмов, можно добиться безотказной работы агрегатов, обеспечить заданные рабочие параметры, увеличить межремонтный ресурс, снизить уровень вибрации и шума. Планируется посвятить теме ремонта вращающихся механизмов ряд статей, в которых будут рассмотрены вопросы диагностики, технологии ремонта, модернизации конструкции, требованиям к отремонтированному оборудованию и рационализаторским предложениям по повышению качества и снижению трудоемкости ремонта.

В ремонте насосов, дымососов и вентиляторов трудно переоценить значение точной балансировки механизма. Как удивительно и радостно видеть некогда грохочущую и трясущуюся машину, которую усмирили и успокоили несколько граммов противовеса, заботливо установленные в «нужное место» умелыми руками и светлой головой. Невольно задумываешься о том, что значат граммы металла на радиусе колеса вентилятора и тысячах оборотов в минуту.

Так в чем же причина такой резкой перемены в поведении агрегата?

Дисбаланс

Попробуем представить себе, что вся масса ротора вместе с рабочим колесом сосредоточена в одной точке — центре масс (центре тяжести), но из-за неточности изготовления и неравномерности плотности материала (особенно для чугунных отливок) эта точка смещена на некоторое расстояние от оси вращения (Рисунок №1). При работе агрегата возникают силы инерции — F, действующие на смещенный центр масс, пропорциональные массе ротора, смещению и квадрату угловой скорости. Они-то и создают переменные нагрузки на опоры R, прогиб ротора и вибрации, приводящие к преждевременному выходу агрегата из строя. Величина равная произведению расстояния от оси до центра масс на массу самого ротора — называется статическим дисбалансом и имеет размерность [г x см].

Статическая балансировка

Задачей статической балансировки является приведение центра масс ротора на ось вращения путем изменения распределения массы.

Наука о балансировке роторов объемна и разнообразна. Существуют способы статической балансировки, динамической балансировки роторов на станках и в собственных подшипниках. Балансируют самые различные ротора от гироскопов и шлифовальных кругов, до роторов турбин и судовых коленчатых валов. Создано множество приспособлений, станков и приборов с применением новейших разработок в области приборостроения и электроники для балансировки разных агрегатов. Что касается агрегатов, работающих в теплоэнергетике, то нормативной документацией по насосам, дымососам и вентиляторам предъявляются требования по статической балансировке рабочих колес и динамической балансировке роторов. Для рабочих колес применима статическая балансировка, т. к. при превышении диаметром колеса его ширины более чем в пять раз, остальные составляющие (моментная и динамическая) малы, и ими можно пренебречь.

Чтобы сбалансировать колесо нужно решить три задачи:

1)  найти то самое «нужное место» — направление, на ко тором расположен центр тяжести;

2)  определить, сколько «заветных грамм» противовеса необходимо и на каком радиусе их расположить;

3)  уравновесить дисбаланс корректировкой массы рабочего колеса.

Приспособления для статической балансировки

Найти место дисбаланса помогают приспособления для статической балансировки. Их возможно изготовить самостоятельно они просты и недороги. Рассмотрим некоторые конструкции.

Простейшим устройством для статической балансировки являются ножи или призмы (Рисунок №2), установленные строго горизонтально и параллельно. Отклонение от горизонта в плоскостях параллельной и перпендикулярной оси колеса, не должно превышать 0,1 мм на 1 м. Средством проверки может служить уровень «Геологоразведка 0,01» или уровень соответствующей точности. Колесо одевается на оправку, имеющую опорные шлифованные шейки (в качестве оправки, можно использовать вал, заранее проверив его точность). Параметры призм из условий прочности и жесткости для колеса массой 100 кг и диаметром шейки оправки d = 80 мм составят: рабочая длинна L = p X d = 250 мм; ширина около 5 мм; высота 50 — 70 мм.

Шейки оправки и рабочие поверхности призм должны быть шлифованными для снижения трения. Призмы необходимо зафиксировать на жестком основании.

Если дать колесу возможность свободно перекатываться по ножам, то после остановки центр масс колеса займет положение не совпадающее с нижней точкой, из-за трения качения. При вращении колеса в противоположную сторону, после остановки оно займет другое положение. Среднее положение нижней точки соответствует истинному положению центра масс  устройства (Рисунок №3) для статической балансировки. Они не требуют точной горизонтальной установки как ножи и на диски (ролики) можно устанавливать ротора с разными диаметрами цапф. Точность определения центра масс меньше из-за дополнительного трения в подшипниках качения роликов.

Применяются устройства для статической балансировки роторов в собственных подшипниках. Для снижения трения в них, которое определяет точность балансировки, применяют вибрацию основания или вращение наружных колец опорных подшипников в разные стороны.

Балансировочные весы.

Самым точным и в то же время сложным устройством статической балансировки являются балансиро вочные весы (Рисунок №4). Конструкция весов для рабочих колес приведена на рисунке. Колесо устанавливают на оправку по оси шарнира, который может качаться в одной плоскости. При повороте колеса вокруг оси, в различных положениях его уравновешивают противовесом, по величине которого находят место и дисбаланс колеса.

 Методы балансировки

Величину дисбаланса или количество граммов корректирующей массы определяют следующими способами:

—методом  подбора, когда установкой противовеса в точке противоположной центру масс добиваются равновесия колеса в любых положениях;

—методом пробной массы — Мп, которую устанавливают под прямым углом к  «тяжелой точке», при этом ротор совершит поворот на угол j. Корректирующую массу вычисляют по формуле Мк = Мп ctg j или определят по номограмме (Рисунок №5): через точку, соответствующую пробной массе на шкале Мп, и точку, соответствующую углу отклонения от вертикали j, проводят прямую, пересечение которой с осью Мк дает величину корректирующей массы.

В качестве пробной массы можно использовать магниты или пластилин.

Метод кругового обхода

Самым подробным и наиболее точным, но и наиболее трудоемким является метод кругового обхода. Он применим и для тяжелых колес, где большое трение мешает точно определить место дисбаланса. Поверхность ротора делят на двенадцать или более равных частей и последовательно в каждой точке подбирают пробную массу Мп, которая приводит ротор в движение. По полученным данным строят диаграмму  (Рисунок №6) зависимости Мп от положения ротора. Максимум кривой соответствует «легкому» месту, куда необходимо установить корректирующую массу Мк = (Мп max + Мп min )/2.

Способы устранения дисбаланса

После определения места и величины дисбаланса его необходимо устранить. Для вентиляторов и дымососов дисбаланс компенсируется противовесом, который устанавливается на внешней стороне диска рабочего колеса. Чаще всего для крепления груза используют электросварку. Этот же эффект достигается снятием металла в «тяжелом» месте на рабочих колесах насосов (по требованиям ТУ допускается снятие металла на глубину не более 1 мм в секторе не более 1800). При этом корректировку дисбаланса стараются проводить на максимальном радиусе, т. к. с увеличением расстояния от оси, возрастает влияние массы корректируемого металла на равновесие колеса.

Остаточный дисбаланс

После балансировки рабочего колеса из-за погрешностей измерений и неточности устройств сохраняется смещение центра масс, которое называется остаточным статическим дисбалансом. Для рабочих колес вращающихся механизмов нормативная документация задает допустимый остаточный дисбаланс. Например, для колеса сетевого насоса 1Д1250 — 125 задается остаточный дисбаланс 175 г х см (ТУ 34 — 38 — 20289 — 85).

Сравнение методов балансировки на различных устройствах

Критерием сравнения точности балансировки может служить удельный остаточный дисбаланс. Он равен отношению остаточного дисбаланса к массе ротора (колеса) и измеряется в [мкм]. Удельные остаточные дисбалансы для различных методов статической и динамической балансировки сведены в таблицу №1.

Из всех устройств статической балансировки, весы дают самый точный результат, однако, это устройство самое сложное. Роликовое устройство, хотя и сложнее параллельных призм в изготовлении, но проще в эксплуатации и дает результат не многим хуже.

Основным недостатком статической балансировки является необходимость получения низкого коэффициента трения при больших нагрузках от веса рабочих колес. Повышение точности и эффективности балансировки насосов, дымососов и вентиляторов можно достичь методами динамической балансировки роторов на станках и в собственных подшипниках.

Применение статической балансировки

Статическая балансировка рабочих колес эффективное средство снижения вибрации, нагрузки на подшипники и повышения долговечности машины. Но она не панацея от всех бед. В насосах типа «К» можно ограничиться статической балансировкой, а для роторов моноблочных насосов «КМ» требуется динамическая, т. к. там возникает взаимное влияние небалансов колеса и ротора электродвигателя. Необходима динамическая балансировка и для роторов электродвигателей, где масса распределена по длине ротора. Для роторов с двумя и более колесами, имеющих массивную соединительную полумуфту (например СЭ 1250 — 140), колеса и муфта балансируются отдельно, а затем ротор в сборе балансируют динамически. В отдельных случаях длят обеспечения нормальной работы механизма необходима динамическая балансировка всего агрегата в собственных подшипниках.

Точная статическая балансировка — это необходимая, но иногда не достаточная основа надежной и долговечной работы агрегата.

От состояния колес автомобиля зависит не только комфорт водителя и пассажиров, но и их безопасность, а также исправность других узлов и механизмов машины. Кроме этого, оно существенно влияет на расход топлива.

Одним из видов технического обслуживания ходовой части автомобиля является балансировка колес. Для чего нужна эта процедура, как она выполняется и с какой периодичностью, мы и расскажем в этой статье. Также мы рассмотрим возможность ее осуществления собственными силами в условиях гаража.

Балансировка колес: для чего нужна

Со времен изобретения колеса прошло несколько тысячелетий, но и сегодня, в век высоких технологий, сделать его идеальным не представляется возможным. Кроме того, в процессе движения на него постоянно действует множество факторов, приводящих к механической деформации.

Это касается и диска, и шины. Малейшие изъяны, связанные с неравномерным распределением их массы по окружности, приводят к нарушению баланса. Это, в свою очередь, ведет к вибрации, которая разрушительно действует на ступичный подшипник и другие элементы ходовой части.

Но нужна ли балансировка колес, если автомобиль достаточно надежен? Вот простой пример: при скорости 100 км/ч и наличии дисбаланса в 15-20 г на колесе размером 14 дюймов нагрузка на диск будет подобной ударам по нему трехкилограммовым молотком с периодичностью 800 раз в минуту. Теперь представьте, что так вы проедете километров 100. Как вы думаете, что будет с ходовой вашей самой надежной машины?

Чтобы не допустить подобных ситуаций, и производится балансировка колес. Для чего нужна она, мы разобрались. Теперь рассмотрим, что же такое дисбаланс и какие виды его бывают.

Понятие дисбаланса и его виды

Дисбаланс – это нарушение нормального баланса колеса, вызванное износом шин или деформацией колесного диска. Различают два вида этого явления: статический и динамический.

В первом случае ось вращения принимает параллельное положение в отношении оси инерции, смещая центр тяжести в определенную сторону. Визуально статический дисбаланс можно определить, если приподнять одну сторону автомобиля, прокрутить свободно вращающееся колесо и понаблюдать за ним. Прежде чем прекратить вращаться, оно сделает несколько маятниковых движений в разные стороны и остановится, когда его центр тяжести окажется в самой нижней точке. Подобные симптомы не критичны для автомобиля, но чреваты неравномерным износом шин и увеличенным расходом топлива. Нужно ли делать балансировку колес в этом случае – решать, конечно, вам, но со временем статический дисбаланс может перерасти в динамический, и тогда уже одним топливом и резиной дело не обойдется.

Динамический дисбаланс характеризируется пересечением осей вращения и инерции. Иными словами, вес колеса распределяется неравномерно не по высоте, а по ширине. В этом случае вибрация приводит к тому, что колесо начинает «выписывать» восьмерку. Динамический дисбаланс также определяется визуально, однако исправить его гораздо труднее статического.

Чем опасен дисбаланс

Нарушение баланса колеса очень часто становится причиной:

В чем заключается суть балансировки

Суть балансировки состоит в том, чтобы максимально распределить массу всех составных элементов колеса относительно оси его вращения. В идеале центр его тяжести должен находиться именно на оси. Добиться этого можно только одним способом – проверяя баланс и увеличивая массу колеса на нужном участке до тех пор, пока оно не станет близким к идеалу.

Проще говоря, специалист с помощью специального оборудования вращает колесо, определяя «легкие» места, и утяжеляет их специальными свинцовыми грузиками. При статическом дисбалансе грузы фиксируются с одной стороны колеса, при динамическом – с обеих.

Оборудование для проведения балансировки

На обычных шиномонтажных станциях используют балансировочные станки. Колесо в сборе устанавливается на специальный конус и раскручивается. Станок для балансировки колес самостоятельно выравнивает его в нужную сторону, а мастеру в это время остается лишь смещать туда груз до тех пор, пока колесо не станет останавливаться в максимально случайном положении.

Существуют также компьютерные балансировочные стенды. Они позволяют производить наиболее точное выравнивание центра тяжести благодаря современным лазерным технологиям. На стенде, задав параметры колеса, можно определить все возможные причины дисбаланса, невидимые для человеческого глаза. Это могут быть мелкие дефекты диска или резины, неправильно посаженная шина и др. Компьютер с математической точностью определит их, выведет всю информацию на экран, а также укажет, где именно нужно разместить огрузку.

Разновидности балансировочных грузов

Различают два типа балансировочных грузов: набивные и клеящиеся. Использование того или иного вида зависит от колесного диска. Для литых легкосплавных дисков чаще всего применяют набивные грузики с кронштейном. Клеящиеся грузы являются универсальными и крепятся к поверхности посредством клейкой ленты. Они могут использоваться с любыми дисками, однако имеют один недостаток: в зимнее время из-за перепадов температур клеящиеся грузы могут попросту отклеиваться, чего не скажешь о набивных.

Периодичность балансировки

Но как часто нужна балансировка колес? Четко определенной периодичности здесь нет, но проходить эту процедуру рекомендуется в следующих случаях:

• если вы используете «всесезонку», то хотя бы один раз в год;
• при планировании дальней поездки;
• при смене летней резины на зимнюю;
• при любой другой сборке колеса (после ремонта, вызванного проколом шины, деформацией диска и др.);
• при возникновении вибрации в области колес.

Понять, когда нужно делать балансировку колес, поможет и неравномерный износ шин. При статическом дисбалансе поверхность покрышки будет быстро стираться в одном месте, указывая тем самым направление смещения центра тяжести колеса. При динамическом – шина может иметь несколько «съеденных» мест по всей окружности.

Как быть с новыми колесами

Нужна ли балансировка новых колес? На этот вопрос однозначно ответить нельзя. Если вы приобрели новый автомобиль в салоне с нулевым пробегом, то балансировка может и не потребоваться, так как любой завод-изготовитель обязан сделать это перед выпуском машины. А вот если вы купили новые колеса в сборе или отдельно диски и шины, то вы просто обязаны пройти эту процедуру, так как никто, кроме вас, не будет нести ответственность за возможные последствия.

Нужно ли балансировать задние колеса

Автовладельцы часто задаются вопросом о том, нужно ли балансировать задние колеса, ведь они не принимают участия в управлении автомобилем. Здесь ответ однозначный – нужно! Ведь они так же, как и передние, подвержены механическому воздействию, а дисбаланс приведет все к тем же последствиям.

Да, вибрация задней подвески вследствие дисбаланса колес ощущается не так явно, но это совсем не значит, что она не несет никакой опасности.

Можно ли самостоятельно отбалансировать колеса

Теперь, когда мы с вами разобрались с тем, что такое балансировка колес, для чего нужна эта процедура и как она выполняется в условиях специальных сервисов, самое время поговорить о том, можно ли ее осуществить самостоятельно.

Ничего невозможного нет, особенно если ситуация не позволяет обратиться в шиномонтаж. Добиться высоких показателей баланса без специального оборудования, конечно, не получится, однако произвести грубую его настройку вполне возможно.

Балансировка колес своими руками осуществляется с использованием таких же грузов, какие используют в сервисе. И предпочтение тут следует отдать набивным. Они свободно продаются в любом автомагазине или на авторынке.

Из инструментов понадобятся только домкрат, гаечный ключ для откручивания гайки ступицы и небольшой молоток. Балансировка колес своими руками подразумевает осуществление всех мероприятий без съема колеса со ступицы.

Домкратом приподнимаем одну сторону автомобиля, где расположено колесо с подозрением на дисбаланс. Выключаем передачу, если это колесо – одно из ведущих. Расшплинтовываем и немного отпускаем гайку крепления ступицы.

Далее внимательно осматриваем покрышку на наличие прилипшей грязи или застрявших в протекторе камней. Все это необходимо удалить. Если на диске есть старые грузы, их также нужно снять. Желательно, чтобы давление в шине соответствовало рекомендованному показателю.

Раскручиваем колесо против часовой стрелки и ждем, пока оно остановится. Помечаем его верхнюю точку мелом. Теперь вращаем колесо вправо, и снова отмечаем верхнюю позицию. Между этими отметинами находится самое легкое место колеса. Напротив каждой метки с помощью молотка устанавливаем грузы весом по 30 г.

Далее крутим колесо в любую сторону. После остановки грузики должны будут оказаться внизу. Это нижняя точка балансировки. Теперь крутим колесо и смещаем грузы, разводя их друг от друга до тех пор, пока колесо не станет останавливаться в разных положениях. Такую же процедуру производим и с другими колесами.

Всякий автолюбитель, побывавший в шиномонтажной мастерской, имеет понятие о балансировочной процедуре. Но далеко не каждый уверен в необходимости данной операции либо выполняет ее один раз – при покупке новой резины некоторые фирмы оказывают услугу бесплатно. Поэтому водителям, беспокоящимся о техническом состоянии собственного авто, следует знать, что такое балансировка колес и как часто она производится.

В идеально уравновешенном колесе расположение центра тяжести совпадает с точкой крепления к ступице. Тогда вращение с любой скоростью не вызовет радиального биения шины. Добиться идеала на практике невозможно, поэтому дисбаланс присутствует всегда. Вопрос заключается в его величине – насколько центр тяжести отклоняется от указанной точки.

Существует 3 разновидности дисбаланса:

1. Статический
   . Центр тяжести не совпадает с осью вращения ската, потому что одна сторона тяжелее. При сильном отклонении биение заметно невооруженным глазом – колесо вращается «яйцом».
2. Динамический
   . Центр тяжести смещен в сторону от продольной оси. Визуально это выглядит, как будто вращающееся на неподвижном валу колесо виляет в стороны.
3. Комбинированный
   . Здесь присутствуют оба вида дисбаланса одновременно.

Значительный перевес в какую-либо сторону возникает по многим причинам: низкое качество резины, повышенный износ одного края, погнутый диск и так далее. Большинство подобных неполадок успешно устраняется персоналом шиномонтажных мастерских.

Биение колес автомобиля вследствие разбалансировки проявляется следующим образом:

• вибрация на руле при движении по прямой гладкой дороге;
• баранка слегка подергивается в стороны;
• в особо запущенных случаях вибрация передается кузову машины;
• гул либо рокот на большой скорости.

Важный момент! Если дисбаланс не выходит за пределы 20 грамм, а колесо установлено на старом или бюджетном автомобиле, вы не ощутите никаких признаков проблемы. Она проявится позже – в виде стертой кромки шины, «залысины» или разбитой ходовой части. Неполадка четко диагностируется только на стенде.

Балансировка, выполняемая мастерами автосервиса, позволяет свести разновес к минимуму, поскольку идеала добиться невозможно. Благодаря данной процедуре минимизируется продольное и поперечное биение скатов. Если пренебрегать этим явлением и ездить на несбалансированных колесах, то нужно готовиться к таким последствиям:

1. Проблемы с безопасностью движения. В аварийной ситуации, когда исход решается за доли секунды, дисбаланс может помешать обогнуть препятствие либо вовремя затормозить.
2. Биение дает ускоренный износ резины. Скаты истираются в самых неожиданных местах – «залысина» в виде пятна образуется посередине рабочей части либо на кромке. Автолюбителю вдвойне обидно, когда на противоположной стороне высота протектора остается в пределах нормы.
3. Вибрация становится главным разрушителем подвески и трансмиссии. Колебания шины передаются на пальцы шаровых опор, тяг и рулевую рейку. Быстрее изнашиваются «гранаты» ШРУСов и подшипники ступиц.

Во времена СССР, когда балансировочные станки считались диковинкой, водители довольно часто выбрасывали автомобильные шины с одинаковым дефектом – стертым в одном месте протектором. Это подтверждает необходимость балансировки.

Вибрация, длящаяся годами, снижает ресурс кузова и ослабляет все резьбовые соединения. Когда, забравшись под машину, вы обнаруживаете открученные болты и потерянные гайки, есть повод задуматься о техническом состоянии колес. Вот зачем нужна балансировка, избавляющая узлы и агрегаты вашего автомобиля от преждевременного износа.

Некоторые водители переднеприводных машин принимают половинчатое решение – балансируют лишь колеса передней оси. Мол, задние скаты не влияют на управление и «бегут» подобно прицепу. Когда на протекторе образуются «лысины», достающие до металлического корда, они грешат на производителей шин либо жалуются, что купили подделку. Эти водители не учитывают важный нюанс: дисбаланс всегда порождает биение и вибрацию, чьи последствия описаны выше. Чем больше разновес в пределах одного ската, тем шире амплитуда вибрационных колебаний и интенсивнее износ ходовой части.

Экономить на балансировке – непозволительная роскошь
. Одна работающая вразнос шина быстро сотрется сама и нанесет вред другим деталям, заставляя вас чаще тратить деньги на ремонты. Кстати, небольшой дисбаланс могут вызвать даже пластиковые декоративные колпаки сомнительного качества.

Процедуру проверки и уравновешивания проходят все 4 ската, установленные на автомобиле, плюс запаска. Единственная операция, которую вы можете выполнить самостоятельно – снятие колес с машины, остальные работы выполняет специально обученный мастер на станке с электронным управлением и дисплеем.

Теперь несколько слов о том, как делается балансировка колес.

1. Мастер снимает с обода все старые грузы, прикручивает проверяемый скат к валу стенда и запускает вращение.
2. После остановки дисплей показывает разницу масс на обеих сторонах колеса.
3. Вращая шину рукой и контролируя цифры на экране, специалист определяет положение точки, куда необходимо установить груз.
4. Из числа новых грузиков подбирается соответствующий по массе и крепится к ободу. Проверка повторяется.

В распоряжении мастера имеются грузы весом от 5 до 200 грамм, предназначенные для автомобилей разного класса. Чем больше размер скатов, тем сильнее бывает разновес. Техническое состояние колеса легковой машины считается отличным, когда для уравновешивания потребовались грузики общей массой до 60 грамм. Если шину удалось сбалансировать, но вес превысил данную величину, то нужно искать проблему в диске либо самой резине.

Примечание. Нередки случаи, когда скаты вовсе не поддаются балансированию. К таковым относятся неоднократно битые стальные диски и бракованная резина китайского производства. К сожалению, проблема решается одним путем – покупкой новых запчастей.

При балансировании колес соблюдаются определенные правила:

• после закрепления грузов повторная проверка должна показать дисбаланс не более 5 грамм;
• учитывая, что идеала добиться нереально, допускается максимальный разновес 10 грамм на 1 сторону;
• шина и диск не должны быть грязными, оптимальный вариант – полностью вымытое колесо;
• резина должна быть надета на обод правильно и накачана до требуемого давления.

Для работы со штампованными дисками используются грузила с механическим креплением в виде скобы, цепляющейся за край обода. К литым и кованым дискам грузики приклеиваются, что иногда приводит к их потере в процессе движения по неровным дорогам.

Чтобы шины отработали полный ресурс и не доставляли проблем с вибрацией, делать балансировку колес необходимо в таких случаях:

• сразу при установке новой резины;
• после ремонта либо прокатки дисков;
• с интервалом 5–7 тыс. км пробега, если не возникло других ситуаций, требующих проверки скатов;
• при выявлении любого из вышеперечисленных симптомов – биение, шум, вибрация, передающаяся баранке;
• после сильного удара по колесу вследствие попадания в яму или на бугор.

Неважно, какая резина ставится на диск – новая или бывшая в употреблении. Если эта шина впервые совмещается с конкретным ободом, нужно выполнять балансировку. Другой вопрос – разборка ската и заклеивание прокола.

В идеале после ремонта проколов тоже необходимо уравновесить колесо, но мастера обычно поступают проще: перед разборкой ставят мелом риску на боковине шины и ободе. Затем скат собирают в первоначальном положении. Если надо заклеить порез либо крупный прокол большой латкой, увеличивающей разницу масс с обеих сторон, то балансировка обязательна.

• Автоликбез
• Диагностика и ремонт
• Обслуживание
• Обучение на права
• Покупка-продажа
• Соблюдаем ПДД
• Уход за автомобилем
• Эксплуатация

На сайте представлены статьи, которые будут полезны как для начинающих автолюбителей, так и для тех, кто только собирается покупать автомобиль. Здесь вы найдёте полезные советы по выбору авто и уходу за ним, практические руководства по самостоятельному ремонту и многое другое.

Некачественное дорожное покрытие и разного рода происшествия ухудшают управляемость транспортным средством и способствуют быстрому износу подвесок, подшипников, рулевых колонок, амортизаторов. Каждый из элементов ходовой части неидеален и имеет ряд допустимых погрешностей. Профессионально выполненная балансировка колес делает автомобиль послушным, а передвижение на нем — безопасным и комфортным.

Отправляться в технический центр необходимо, во-первых, для профилактических замеров, во-вторых, при появлении первых тревожных признаков.

Шиномонтаж необходимо посетить:

• после покраски дисков;
• при сборке колеса (монтаже диска и покрышки), а впоследствии — после притирки новой резины (через 500 км);
• когда вибрирует рулевая колонка на низких скоростях;
• в случае попадания в глубокие ямы, после ДТП или сложной поездки в условиях бездорожья, когда явственно видны:
• нарушения геометрии колеса;
• неравномерное налипание грязи,
• разная степень износа шин;
• разбиты элементы подвески, отверстия ступицы, углубления для крепежа.

В этих (и иных случаях) следует сразу обращаться в технический центр за помощью.

В целях получения информации о реальном состоянии дел, профессиональные водители рекомендуют контролировать величину биения колеса не реже одного раза в год (или через каждые 5000 км). Вопросы о том, сколько стоит процедура, зависит от марки автомобиля, используемого для контроля оборудования, сложности поставленной задачи, комплекса мероприятий, в том числе — подготовительных (чистки, мойки).

О том, что предлагается в шиномонтажном центре для исправления дефектов узнавайте из следующих разделов статьи.

Каковы преимущества колес, которые регулярно проходят процесс балансировки?

Классический метод уменьшения уровня дисбаланса дает возможность:

• увеличить степень безопасности за счет улучшения параметров управляемости;
• повысить уровень комфорта вождения;
• снизить эксплуатационные расходы (за счет увеличения срока службы подвески, диска, шины, рулевых тяг и прочих частей ходового узла автомобиля);
• продлевает период эксплуатации автомобиля.

Лучшими представителями парка механизмов являются станки, определяющие не только дисбаланс целого колесного блока, но и отдельных его частей, например, величину несоосности диска. Это позволяет производить сборку вращающихся частей колесной пары более точно.

Подобные агрегаты стоят недешево, встречаются в наиболее крупных технических центрах. Стоимость контрольных замеров, которые осуществляются с их помощью, ценится высоко.

Стенд с электрическим (или механическим) приводом, предназначенный для балансировки колесных пар, является наиболее распространенным оборудованием большинства шиномонтажных мастерских. Его назначение — определить величину статического дисбаланса, который проявляется биением колеса в вертикальной плоскости.

Неравномерное распределение массы колеса по оси способствует возникновению переменного крутящего момента, противодействующего движению автомобиля. С течением времени он приводит к нарушению целостности подвески. На стенде определяется место несоосности, затем напротив него устанавливаются противовесы.

Как правило, дефект динамического дисбаланса появляется на автомобильных колесах с отрицательным вылетом. При его вращении на проверочном стенде видно, что вес неравномерно распределен по ширине (а не по длине, как при статическом случае). Для устранения дисбаланса предназначены иные станки (или стенды). Устраняется путем компенсационных отвесов, устанавливаемых напротив друг друга.

Какие виды контргрузов применяются для балансировки колесных пар?

Выбор подходящего противовеса зависит от вида диска, его конструкции и производителя.

В качестве балансира используют:

Груз на клею универсален и пригоден для всех изделий. Однако частые мойки под струей воды, которая подается под давлением, а также перепады температур, повышенная влажность, механическое воздействие дорожного покрытия, — способствуют его отклеиванию и утере. После чего процесс балансировки колесных пар приходится повторять.

Тяжеловес с кронштейном — набивного типа — предназначен для тяжелых дисков (кованых, литых, иных видов). Следует предупредить, что не все конструкции ободов подходят для этой цели, многое зависит от производителя. По этой причине набивные грузы не столь распространены.

Общий вес элементов, предназначенный для нового комплекта диска и шины не смеет превышать 60 g. В случаях, если проверка балансировки колесных пар на стенде показывает, что нужно > 60 g, следует проверить правильность сборки.

Для ходовых элементов, бывших в эксплуатации, рекомендуется обязательно контролировать величину округлости диска.

Для установки отвеса предназначены такие плоскости:

• только внутренняя поверхность обода (около основания спиц);
• внутренняя сторона диска и его фасад.

Отсутствие балансировочного груза на внешней поверхности может быть вызвано нежеланием владельца или невозможностью установки из-за особенностей конструкции колеса.

При качественно выполненной балансировке группа противовесов расположена рядом друг с другом. Есть примеры установки одного тяжеловеса, однако специальные стенды, предназначенные для определения точки приложения силы, встречаются только в крупных технических центрах.

Хорошо сбалансированное колесо с противовесами, установленное на автомобиль, не цепляется выступающими элементами ни за какие части агрегата, а также не препятствует работе вращающихся узлов.

После проверки соосности на стенде ходовой узел рекомендуется снять и повторить процесс балансировки несколько раз. Погрешность измерений зависит от вида дисков (штампованных, кованых, легкосплавных, сборных).

Пример №1. Для легкосплавных алюминиевых дисков допустимая величина отклонений не должна превышать 3 g (на каждую из сторон).

Пример № 2. Для стальной штамповочной конструкции — 5 g (при таких же условиях).

О том, как довести конструкцию в сборе до совершенства, читайте в следующем разделе.

Как понятно из названия, финальная операция устраняет большую часть допущенных ранее погрешностей. Выполняется не на стенде, как привычная балансировка, а на специальном станке. Еще одним отличием от традиционного процесса контроля, является важная особенность — уравновешивается не один колесный элемент, а сборка ходовых узлов: колеса, ступицы, тормозные диски. Для определения статического дисбаланса в качестве противовеса используется контргруз в 15 g.

Финишный процесс балансировки является следующим этапом корректирования ходовой части. Он ни в коей мере не отменяет традиционный процесс контроля на стенде. Выполняется на передвижном финиш-балансировочном станке. Для его проведения требуется более тщательная очистка поверхности протектора (и остальных частей агрегата) от всего того, что успело закрепиться в укромных местах: мелкие камешки, слои грязи, почвы, конденсат и прочее.

К возможностям процесса финишной балансировки относят следующее:

• возможность определения дисбаланса, которые проявляются только при езде на высокой скорости (проверка происходит при v=120 km/h);
• высокая точность параметров уравновешивания;
• разделение параметров колес, которые являются ведущими и тех, что выполняют роль ведомых;
• фильтрация результатов.

Последняя особенность выражается в том, что колебательные движения, передаваемые узлами, задействованными при вращении колеса (карданным валом, двигателем и прочими), исключаются.

Результаты финишного балансирования еще больше увеличивают все те преимущества, что получает владелец автомобиля после прохождения классической процедуры.

Оборудование для финишной операции балансировки стоит недешево, имеется в наиболее крупных технических центрах. Стоимость услуг высокая.

Процедуру тонкой настройки рекомендуется проводить водителям, которые пользуются спортивными моделями автомобиля, любителям прокатиться «с ветерком», владельцам престижных иномарок последнего поколения, эксплуатация связана с точным соблюдением заданных параметров.

Будьте аккуратными и внимательными на дороге, вовремя проводите профилактические мероприятия. Только так можно меньше времени и денег тратить на проведение ремонтных работ.

В деятельности бюро диагностирования ремонтных подразделений металлургических предприятий балансировка рабочих колес дымососов и вентиляторов в собственных подшипниках выполняется достаточно часто. Эффективность данной регулировочной операции, значительна в сравнении с малыми изменениями, вносимыми в механизм. Это позволяет определить балансировку как одну из малозатратных технологий при эксплуатации механического оборудования. Целесообразность любой технической операции определяется экономической эффективностью, в основе которой лежит технический эффект от проводимой операции или возможные убытки от несвоевременности проведения данного воздействия.

Изготовление рабочего колеса на машиностроительном предприятии не всегда является гарантией качества уравновешивания. Во многих случаях предприятия-изготовители ограничиваются статическим уравновешиванием. Уравновешивание на балансировочных станках, безусловно, является необходимой технологической операцией при изготовлении и после ремонта рабочего колеса. Однако, невозможно приблизить производственные условия эксплуатации (степень анизотропности опор, демпфирование, влияние технологических параметров, качество сборки и монтажа и ряд других факторов) к условиям балансировки на станках.

Практика показала, что тщательно уравновешенное рабочее колесо на станке необходимо дополнительно уравновешивать в собственных опорах. Очевидно, что неудовлетворительное вибрационное состояние вентиляционных агрегатов при вводе в эксплуатацию после монтажа или ремонта приводит к преждевременному износу оборудования. С другой стороны транспортировка рабочего колеса к балансировочному станку за многие километры от промышленного предприятия не оправдана с точки зрения временных и финансовых затрат. Дополнительная разборка, риск повреждения рабочего колеса при транспортировании, все это доказывает эффективность уравновешивания на месте эксплуатации в собственных опорах.

Появление современной виброизмерительной аппаратуры обеспечивает возможность проведения динамической балансировки на месте эксплуатации и снижения вибрационной нагруженности опор до допустимых пределов.

Одной из аксиом работоспособного состояния оборудования является работа механизмов с низким уровнем вибрации. В этом случае снижается воздействие целого ряда разрушительных факторов, воздействующих на подшипниковые узлы механизма. При этом увеличивается долговечность подшипниковых узлов и механизма в целом, обеспечивается стабильная реализация технологического процесса, в соответствии с заданными параметрами. Относительно вентиляторов и дымососов, низкий уровень вибрации во многом определяется уравновешенностью рабочих колес, своевременно проведенной балансировкой.

Рисунок 1 — Максимальные уровни виброскорости (мм/с) подшипниковых опор вентиляторов до и после балансировки

Рисунок 2 – Неравномерный эрозионный износ лопаток рабочего колеса

Среди причин возникновения дисбаланса рабочих колес дымососов и вентиляторов следует выделить:

Рисунок 3 – Налипание пылевидных материалов на лопатки рабочего колеса:

а) дымосос аглофабрики; б) пароотсос МНЛЗ

3. Последствия ремонта лопаток в рабочих условиях на месте установки. Иногда дисбаланс может вызываться проявлением начальных трещин в материале дисков и лопаток рабочих колес. Поэтому, предварять балансировку должен тщательный визуальный осмотр целостности элементов рабочего колеса (рисунок 4). Заварка обнаруженных трещин не может обеспечить длительную безотказную работу механизма. Сварные швы служат концентраторами напряжения и дополнительными источниками зарождения трещин. Рекомендуется использовать данный метод восстановления лишь, в крайнем случае, для обеспечения функционирования на коротком временном промежутке, позволяющем продолжить эксплуатацию до изготовления и замены рабочего колеса.

Рисунок 4 – Трещины элементов рабочих колес:

а) основного диска; б) лопаток в месте крепления

В работе механизмов роторного типа важную роль играют допустимые значения параметров вибрации. Практический опыт показал, что соблюдение рекомендаций стандарта ГОСТ ИСО 10816-1-97 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях» относительно машин класса 1, позволяет обеспечить длительную эксплуатацию дымососов. Для оценки технического состояния предлагается использовать следующие значения и правила:

• значение виброскорости 1,8 мм/с, определяет границу функционирования оборудования без ограничения сроков и желательный уровень окончания балансировки рабочего колеса в собственных опорах;
• значения виброскорости в диапазоне 1,8…4,5 мм/с допускают работу оборудования в течение длительного периода времени с периодическим контролем параметров вибрации;
• значения виброскорости свыше 4,5 мм/с наблюдаемые в течение длительного периода времени (1…2 месяца) могут привести к повреждениям элементов оборудования;
• значения виброскорости в диапазоне 4,5…7,1 мм/с допускают работу оборудования в течение 5…7 дней с последующей остановкой на ремонт;
• значения виброскорости в диапазоне 7,1…11,2 мм/с допускают работу оборудования в течение 1…2 дней с последующей остановкой на ремонт;
• значения виброскорости свыше 11,2 мм/с не допускаются и рассматриваются как аварийные.

Аварийное состояние рассматривается как потеря контроля за техническим состоянием оборудования. Для оценки технического состояния приводных электродвигателей используется ГОСТ 20815-93 «Машины электрические вращающиеся. Механическая вибрация некоторых видов машин с высотой оси вращения 56 мм и выше. Измерение, оценка и допустимые значения», определяющий значение виброскорости 2,8 мм/с как допустимое в процессе эксплуатации. Следует отметить, что запас прочности механизма позволяет выдержать и более высокие значения виброскорости, но это приводит к резкому уменьшению долговечности элементов.

К сожалению, установка компенсирующих грузов, во время балансировки, не позволяет оценить снижение долговечности подшипниковых узлов и повышение энергетических затрат при повышенной вибрации дымососов. Теоретические расчеты приводят к заниженным значениям потерь мощности на вибрацию.

Дополнительные силы, действующие на подшипниковые опоры, при неуравновешенном роторе, приводят к повышению момента сопротивления вращению вала вентилятора и к повышению потребляемой электроэнергии. Появляются разрушительные силы, действующие на подшипниковые опоры и элементы механизма.

Оценить эффективность уравновешивания роторов вентиляторов или дополнительных ремонтных воздействий по снижению вибрации, в условиях эксплуатации возможно проанализировав следующие данные.

Установочные параметры
: тип механизма; мощность привода; напряжение; частота вращения; масса; основные параметры рабочего процесса.

Начальные параметры
: виброскорость в контрольных точках (СКЗ в частотном диапазоне 10…1000 Гц); ток и напряжение по фазам.

Выполненные ремонтные воздействия
: значения установленного пробного груза; выполненная затяжка резьбовых соединений; центрирование.

Значения параметров после выполненных воздействий
: виброскорость; ток и напряжение по фазам.

В лабораторных условиях проведены исследования по снижению потребляемой мощности двигателем вентилятора Д-3 в результате уравновешивания ротора.

Результаты эксперимента №1.

Начальная вибрация
: вертикальная – 9,4 мм/с; осевая – 5,0 мм/с.

Ток по фазам: 3,9 А; 3,9 А; 3,9 А. Среднее значение – 3,9 А.

Вибрация после балансировки
: вертикальная – 2,2 мм/с; осевая – 1,8 мм/с.

Ток по фазам: 3,8 А; 3,6 А; 3,8 А. Среднее значение – 3,73 А.

Снижение параметров вибрации: вертикальное направление – в 4,27 раза; осевое направление в 2,78 раза.

Снижение токовых значений: (3,9 – 3,73)×100%3,73 = 4,55 %.

Результаты эксперимента №2.

Начальная вибрация.

Точка 1 – лобовой подшипник электродвигателя: вертикальная – 17,0 мм/с; горизонтальная – 15,3 мм/с; осевая – 2,1 мм/с. Радиус-вектор – 22,9 мм/с.

Точка 2 – свободный подшипник электродвигателя: вертикальная – 10,3 мм/с; горизонтальная – 10,6 мм/с; осевая – 2,2 мм/с.

Радиус-вектор виброскорости – 14,9 мм/с.

Вибрация после балансировки.

Точка 1: вертикальная – 2,8 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с; осевая – 1,2 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 4,2 мм/с.

Точка 2: вертикальная – 1,4 мм/с; горизонтальная – 2,0 мм/с; осевая – 1,1 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 2,7 мм/с.

Снижение параметров вибрации.

Составляющие по точке 1: вертикальная – в 6 раз; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 1,75 раза; радиус-вектор – в 5,4 раза.

Составляющие по точке 2: вертикальная – в 7,4 раза; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 2 раза, радиус-вектор – в 6,2 раза.

Энергетические показатели.

До балансировки.
Потребленная мощность за 15 минут – 0,69 кВт. Максимальная мощность – 2,96 кВт. Минимальная мощность – 2,49 кВт. Средняя мощность – 2,74 кВт.

После балансировки.
Потребленная мощность за 15 минут – 0,65 кВт. Максимальная мощность – 2,82 кВт. Минимальная мощность – 2,43 кВт. Средняя мощность – 2,59 кВт.

Снижение энергетических показателей.
Потребленная мощность – (0,69 — 0,65)×100%/0,65 = 6,1 %. Максимальная мощность – (2,96 — 2,82)×100%/2,82 = 4,9 %. Минимальная мощность – (2,49 — 2,43)×100%/2,43 = 2,5 %. Средняя мощность – (2,74 — 2,59)/2,59×100% = 5,8 %.

Аналогичные результаты были получены в производственных условиях при балансировке вентилятора ВДН-12 нагревательной трехзонной методической печи листопрокатного стана. Потребление электроэнергии за 30 минут составило – 33,0 кВт, после балансировки – 30,24 кВт. Снижение потребляемой электроэнергии в данном случае составило (33,0 — 30,24) ×100%/30,24 = 9,1 %.

Виброскорость до балансировки – 10,5 мм/с, после балансировки – 4,5 мм/с. Снижение значений виброскорости – в 2,3 раза.

Снижение потребляемой мощности на 5% для одного 100 кВт двигателя вентилятора приведет к годовой экономии порядка 10 тыс. гривен. Это может быть достигнуто в результате балансировки ротора и снижения вибрационных нагрузок. Одновременно происходит увеличение долговечности подшипников и снижение затрат на остановку производства для проведения ремонтных работ.

Одним из параметров оценки эффективности балансировки является частота вращения вала дымососа. Так, при балансировке дымососа ДН-26 зафиксировано увеличение частоты вращения электродвигателя АОД-630-8У1 после установки корректирующего груза и снижения виброскорости подшипниковых опор. Виброскорость подшипниковой опоры до балансировки: вертикальная – 4,4 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с. Частота вращения до балансировки – 745 об/мин. Виброскорость подшипниковой опоры после балансировки: вертикальная – 2,1 мм/с; горизонтальная – 1,1 мм/с. Частота вращения после балансировки – 747 об/мин.

Техническая характеристика асинхронного двигателя АОД-630-8У1: число пар полюсов – 8; синхронная частота вращения – 750 об/мин; номинальная мощность – 630 кВт; номинальный момент – 8130 Н/м; номинальная частота вращения -740 об/мин; МПУСК/МНОМ – 1,3; напряжение – 6000 В; кпд – 0,948; cosφ = 0,79; коэффициент перегрузки – 2,3. Исходя из механической характеристики асинхронного двигателя АОД-630-8У1, увеличение частоты вращения на 2 об/мин возможно при снижении крутящего момента на 1626 Н/м, что приводит к снижению потребляемой мощности на 120 кВт. Это почти 20% от номинальной мощности.

Аналогичная зависимость между частотой вращения и виброскоростью зафиксирована по асинхронным двигателям вентиляторов сушильных агрегатов во время проведения работ по балансировке (таблица).

Таблица – Значения виброскорости и частоты вращения двигателей вентиляторов

Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости приведена на рисунке 5, там же указано уравнение линии тренда и достоверность аппроксимации. Анализ полученных данных указывает на возможность ступенчатого изменения частоты вращения при различных значениях виброскорости. Так, значениям 10,1 мм/с и 13,1 мм/с соответствует одно значение частоты вращения – 2894 об/мин, а значениям 1,6 мм/с и 2,6 мм/с соответствуют частоты 2906 об/мин и 2910 об/мин. Исходя из полученной зависимости так же можно рекомендовать значения 1,8 мм/с и 4,5 мм/с как границы технических состояний.

Рисунок 5 — Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости

В результате проведенных исследований установлено.

1. Уравновешивание рабочих колес в собственных опорах дымососов металлургических агрегатов позволяет обеспечить значительное снижение потребляемой энергии, увеличить срок службы подшипников.

Балансировочный стенд
ST-200A(M)

Инструкция по эксплуатации

СТАНОК ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ШИН

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

1. Общая информация………………………………………………………………………………………………….3
2. Транспортировка и установка…………………………………………………………………………………..4
3. Подключение станка к электросети…………………………………………………………………………..4
4. Фланцевое крепление……………………………………………………………………………………………….4
5. Панель управления…………………………………………………………………………………………………..5
6. Экран……………………………………………………………………………………………………………………….6
7. Описание кнопок……………………………………………………………………………………………………..6
8. Установка панели……………………………………………………………………………………………………..6
9. Заметки по динамической балансировке колес мотоциклов……………………………………….8
10. Балансировка ………………………………………………………………………………………………………….8
11. Статические функции ALU……………………………………………………………………………………….9
12. Автоустановка………………………………………………………………………………………………………..10
13. Оптимизация………………………………………………………………………………………………………….10
14. Дисплей………………………………………………………………………………………………………………12
15. Решение проблем……………………………………………………………………………………………………16
16. Плановое техническое обслуживание……………………………………………………………………..16
17. Гарантийное техническое обслуживание…………………………………………………………………17
18. Подробные чертежи………………………………………………………………………………………………..20
19. Список запасных деталей……………………………………………………………………………………….23

1-ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Электрический станок для балансировки с микропроцессором предназначен для балансировки колес весом до 65 кг. Кнопочная система калибровки предусматривает такой диапазон размеров, при котором возможно обслуживание колес, отличных от обычных (колеса мотоциклов и гоночных автомобилей).

Специальные функции станка способны обслуживать колеса нестандартной формы, также у станка предусмотрены опциональные функции.
РЕКОМЕНДАЦИИ

• До эксплуатации балансировочного станка внимательно ознакомтесь с руководством к пользованию.
• Храните руководство в безопасном и доступном месте для последующего обращения к нему.
• Не снимайте и не изменяйте части и детали станка, что может привести к его некорректной работе.
• Просьба обращаться к Техническому Сервису при необходимости в ремонте.
• Не используйте мощные устройства со сжатым воздухом для очистки.
• Используйте спиртовые растворы для очистки пластиковых панелей и полок (ИЗБЕГАЙТЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, CОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРИТЕЛИ).
• До начала балансировки убедитесь, что колесо надежно закреплено в муфте.
• Оператор станка должен быть одет в одежду со свободными краями; убедитесь, что прочий персонал не будет иметь доступа к станку во время его работы.
• Избегайте воздействия грузов или других тел на базу станка, это может привести к некорректной работе балансировочного станка.
• Балансировочный станок не должен быть использован иначе, чем описано в руководстве к пользованию.

СТАНДАРТНЫЕ УСТРОЙСТВА БЕЗОПАСНОСТИ

• Кнопка аварийной остановки для остановки колеса в экстренной ситуации.
• Экран из прочного пластика имеет форму и размер, позволяющие предотвратить увеличение противовеса от вылета в любом направлении, кроме как к полу.
• Микро-переключатель предотвращает пуск станка, если защитный экране не опущен и останавливает рабочий ход станка, если экран поднят по какой-либо причине.

2-ТРАНСПОРТИРОВКА И УСТАНОВКА

Для транспортировки станка поднимайте базу только в трех точках опоры. При надобности сила может быть приложена к другим точкам, таким как вал, верх или к вспомогательный выступ. Проверьте, что балансировочная машина располагается на полу на трех точках опоры. Фиксация станка к полу не обязательна.
3-ПОДКЛЮЧЕНИЕ К ЭЛЕКТРОСЕТИ

ВНИМАНИЕ:
Подключение к электросети должно производиться квалифицированным персоналом. Подключение к однофазной сети должно быть произведено между фазой и нейтралью, при необходимости — между фазой и землей. Заземление необходимо для правильной работы станка.

• Прежде, чем подключить станок к сети с помощью соответствующего кабеля, проверьте, что напряжение сети совпадает с паспортными данными, указанными в таблице на тыльной стороне станка. Категория электрической сети должна удовлетворять базовому энергопотреблению станка (см. паспортные данные в таблице).
• Питающий кабель магистрали станка должен быть закреплен штекером в соответствии с данными требованиями.
• Рекомендуется подключить станок по отдельному электрическому соединению с подходящим предохранителем.

Подключение системы автоматической блокировки должно быть произведено напрямую к розетке с использованием штекера, отвечающего параметрам безопасности.
4-ФЛАНЦЕВОЕ КРЕПЛЕНИЕ

Прежде, чем устанавливать муфту на вал балансировочного станка, убедитесь, что зона центровки вала и муфты очищена. Закрепите муфту на вале балансировочного станка со специальным сканером.

5-ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

1. Кнопка START: пуск рабочего хода.
2. +=Первоначальный вид панели.
3. Кнопка установки ширины.
4. Кнопка установки диаметра.
5. Кнопка установки дистанции.
6. Кнопка отображения остаточного дисбаланса.
7. Кнопка + =специальная функция.
8. Кнопка перехода в статический режим.
9. Кнопка ALU 4.
10. Кнопка ALU 1.
11. Кнопка ALU 2.
12. Кнопка ALU 3.
13. Кнопка перехода в динамический режим.
14. Кнопка аварийной остановки.

Важно:
Нажимайте кнопки только пальцами, не используйте щипцы или другие общие предметы.
6-ЭКРАН

1. Индикатор внутреннего дисбаланса.
2. Индикатор внешнего дисбаланса.
3. Индикатор расположения внутреннего дисбаланса.
4. Индикатор расположения внешнего дисбаланса.
5. Индикатор выбранной программы балансирования.

7-ОПИСАНИЕ КНОПОК

• Окошки измерений:

:
Выбирает балансировочную программу ALU1

:
Выбирает балансировочную программу ALU2

:
Выбирает балансировочную программу ALU3

:
Выбирает балансировочную программу ALU4

:
Отображает статический дисбаланс

[←]:
Отображает динамический дисбаланс

[ Отображает значения ниже порога

+ :
Автоматическая балансировка

+ :
Пересчет значений дисбаланса

[a] :
Значение дистанции

[b] :
Значение ширины

:
Пуск двигателя

:
Двигатель остановится только если обод находится в движении

• Окошко размеров:

～
:
циферные коды для установки значений различных размеров.

+
[b]
:
Выбор единиц измерения для ширины (мм или дюймы).

+
[d]
:
Выбор единиц измерения для диаметра (мм или дюймы).

+

:
возврат первоначального вида экрана.

6-УСТАНОВКА ПАНЕЛИ

Рис.3 – Установка дистанции: Нажмите кнопку(a) и выберите требуемое значение с помощью циферной панели ввода. При ошибке нажмите кнопку (а) для сброса введенных данных. Прочие кнопки вводят числовые значения.

ВНИМАНИЕ:
Диапазон значений дистанции: 0-25 см. Любое другое значение будет определено как ошибка (на дисплей выведется «Err»).Во избежание ошибок вводите значения в пределах указанного диапазона.

Если с помощью калибровочной линейки Вы определили, что введеные данные верны и не требуют повторного ввода, нажмите “a” или “d” и еще раз измерьте размеры калибровочной линейкой.

– Установка ширины:
Нажмите кнопку(b) и выберите требуемое значение с помощью циферной панели ввода. При ошибке нажмите кнопку (b) для сброса введенных данных. Прочие кнопки вводят числовые значения.

ВНИМАНИЕ:
Диапазон значений ширины: 1,5~25 дюймов или 40~510 мм. Любое другое значение будет определено как ошибка (на правый дисплей выведется «Err»).Во избежание ошибок вводите значения в пределах указанного диапазона. Для изменения единиц измерений нажмите [F]+[b].

-Установки диаметра:

Нажмите кнопку(d) и выберите требуемое значение с помощью циферной панели ввода. При ошибке нажмите кнопку (d) для сброса введенных данных. Прочие кнопки вводят числовые значения.

ВНИМАНИЕ:
Диапазон значений диаметра: 10~24 дюймов или 265~615 мм. Любое другое значение будет определено как ошибка (на правый дисплей выведется «Err»).Во избежание ошибок вводите значения в пределах указанного диапазона.Для изменения единиц измерений нажмите [F]+[d].

9-ЗАМЕТКИ ПО ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКЕ КОЛЕС МОТОЦИКЛОВ

• Вставьте расширение для калибра расстояния.
• Потяните калибр на себя до тех пор, пока расширение не упрется во внутреннюю сторону обода.
• Измерьте замер «а» по индексу и введите значение а+10″ (максимум 25 см) вручную с помощью кнопки (6).

10-БАЛАНСИРОВКА

• Выключите основной переключатель.
• Зафиксируйте обод станка и подготовьте заранее значения панели так, как это указано в инструкция на странице 3. Установки могут быть введены или изменены даже есть функция запущена.
• Выберите защиту.
  
• Нажмите кнопку |START|
  .
• На несколько секунд обод автоматически придет в движение и опять остановится. Индикаторы покажут значения дисбаланса.
• Правильное положение будет показано на дисплее красными маркерами. Красные маркеры показывают, что коррекция должна быть произведена сверху по вертикали. (см рис. снизу).

ВАЖНО: Для правильной балансировки обычно допустимо, чтобы показания дисбаланса была ниже 10-12 грамм (0.4 — 0.5 унций).С данным балансирующим устройством возможно устранение дисбаланса даже в 5 грамм или меньше (0.3 унций).

СЧИТЫВАНИЕ ДИСБАЛАНСА МЕНЕЕ 5 ГРАММ (0.3 УНЦИЙ)

В случае необходимости (для колесных дисков с определенными характеристиками), с помощью кнопки [ вне рабочего хода машины, возможно считывание коррекции остаточного дисбаланса менее 5 грамм (0.3 унций). При обычных установкахдля малых значений дисбаланса индикатор выведет 0.
11-СТАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ALU

(Балансировка колесных дисков мотоциклов, литых либо специфических форм) Введите следующие показания.

Доступные функции ALU могут быть выбраны в любой момент, функция отобразит требуемые положения для балансировочных грузов, подходящий под данную программу. Желаемая функция выбирается нажатием кнопки. Для каждой функции микропроцессор очень быстро считывает и выдает индикаторами действительные значения корректировочных весов, измененных с учетом позиции балансировочных грузов.

Нормальный режим:
Для динамического балансирования стальных или легкосплавных дисков с присоединением грузов на ребро диска.

Статический режим:
Статическая балансировка необходима в случаях обслуживания дисков мотоциклов или если невозможно закрепить грузы с обеих сторон диска.

ALU1:
Балансировка легкосплавных дисков, грузы крепятся с помощью связывающих веществ на кромки дисков.

ALU2:
Балансировка дисков из сплавов со скрытым креплением грузов с помощью связывающих веществ на внешнюю сторону диска.

ALU3:
Комбинированная балансировка: пристяжные грузы крепятся на внешнюю сторону диска, грузы со связывающими веществами — на внутреннюю сторону.

ALU4:
Комбинированная балансировка: грузы со связывающими веществами крепятся на внешнюю сторону диска, пристяжные грузы — на внутреннюю сторону.
12-АВТОМАТИЧЕСКАЯ КАЛИБРОВКА

Следуйте следующим инструкциям для запуска функции автоматической калибровки:

1. Закрепите диск на вал, в том числе несбалансированный. Подразумевается диск средних размеров.
2. Проведите измерения установленного диска. ВНИМАНИЕ!!!
   При вводе некорректных измерений будет произведена автоматическая калибровка, отличная от предполагающейся.
3. Нажмите кнопку
   и, не отпуская её, нажмите кнопку CAL/7.
   Для использования специальных функций введите >>2START

4. В конце первого оборота балансиров добавьте 100 грамм веса на ВНЕШНЮЮ сторону колеса в любой позиции и нажмите >>START
5. После остановки колеса уберите 100 грамм веса. Автоматическая калибровка закончена.

Значения, которые станок считает в процессе автоматической калибровки, автоматически записываются в специальную память и они остаются в ней даже станок выключен. Автоматическая калибровка может быть произведена повторна в любое время в случае необходимости или сомнений в корректной работе станка.
13-ОПТИМИЗАЦИЯ

ОПТИМИЗАЦИЯ БАЛАНСИРОВКИ

1_Наметьте расположение фиксатора диска с помощью отметки для проведения повторного монтажа в такой же позиции.

2_Вытащите колесо из балансировочного устройства.

3_Поверните шину на ободе на 180 градусов.

4_Произведите повторный монтаж колеса на балансировочном устройстве с расположением отметки на диске в соответствии с отметкой на приемнике диска.

5_Нажмите START, второй оборот.

F+R=Конец операции.
После выполнения этих команд на монитор будет выведено сообщение об уменьшении асимметрии колеса.

Каусов М.А — сотрудник редакции

Надежная и исправная работа вращающихся механизмов
зависит от большого числа факторов, таких как: соосность валов агрегата; состояние подшипников, их смазка, посадка на валу и в корпусе; износ корпусов и уплотнений; зазоры в проточной части; выработка сальниковых втулок; радиальный бой и прогиб вала; дисбаланс рабочего колеса и ротора; подвеска трубопроводов; исправность обратных клапанов; состояние рам, фундаментов, анкерных болтов и многое другое. Очень часто упущенный небольшой дефект, как снежный ком тянет за собой другие, а в результате выход оборудования из строя. Только учитывая все факторы, точно своевременно диагностируя их, и соблюдая требования ТУ на ремонт вращающихся механизмов, можно добиться безотказной работы агрегатов, обеспечить заданные рабочие параметры, увеличить межремонтный ресурс, снизить уровень вибрации и шума. Планируется посвятить теме ремонта вращающихся механизмов ряд статей, в которых будут рассмотрены вопросы диагностики, технологии ремонта, модернизации конструкции, требованиям к отремонтированному оборудованию и рационализаторским предложениям по повышению качества и снижению трудоемкости ремонта.

В ремонте насосов, дымососов и вентиляторов трудно переоценить значение точной балансировки механизма. Как удивительно и радостно видеть некогда грохочущую и трясущуюся машину, которую усмирили и успокоили несколько граммов противовеса, заботливо установленные в «нужное место» умелыми руками и светлой головой. Невольно задумываешься о том, что значат граммы металла на радиусе колеса вентилятора и тысячах оборотов в минуту.

Так в чем же причина такой резкой перемены в поведении агрегата?

Попробуем представить себе, что вся масса ротора вместе с рабочим колесом сосредоточена в одной точке — центре масс (центре тяжести), но из-за неточности изготовления и неравномерности плотности материала (особенно для чугунных отливок) эта точка смещена на некоторое расстояние от оси вращения (Рисунок №1). При работе агрегата возникают силы инерции — F, действующие на смещенный центр масс, пропорциональные массе ротора, смещению и квадрату угловой скорости. Они-то и создают переменные нагрузки на опоры R, прогиб ротора и вибрации, приводящие к преждевременному выходу агрегата из строя. Величина равная произведению расстояния от оси до центра масс на массу самого ротора — называется статическим дисбалансом и имеет размерность [г
x см].

Статическая балансировка

Задачей статической балансировки является приведение центра масс ротора на ось вращения путем изменения распределения массы.

Наука о балансировке роторов объемна и разнообразна. Существуют способы статической балансировки, динамической балансировки роторов на станках и в собственных подшипниках. Балансируют самые различные ротора от гироскопов и шлифовальных кругов, до роторов турбин и судовых коленчатых валов. Создано множество приспособлений, станков и приборов с применением новейших разработок в области приборостроения и электроники для балансировки разных агрегатов. Что касается агрегатов, работающих в теплоэнергетике, то нормативной документацией по насосам, дымососам и вентиляторам предъявляются требования по статической балансировке рабочих колес и динамической балансировке роторов. Для рабочих колес применима статическая балансировка, т. к. при превышении диаметром колеса его ширины более чем в пять раз, остальные составляющие (моментная и динамическая) малы, и ими можно пренебречь.

Чтобы сбалансировать колесо нужно решить три задачи:

1) найти то самое «нужное место» — направление, на ко тором расположен центр тяжести;

2) определить, сколько «заветных грамм» противовеса необходимо и на каком радиусе их расположить;

3) уравновесить дисбаланс корректировкой массы рабочего колеса.

Приспособления для статической балансировки

Найти место дисбаланса помогают приспособления для статической балансировки. Их возможно изготовить самостоятельно они просты и недороги. Рассмотрим некоторые конструкции.

Простейшим устройством для статической балансировки являются ножи или призмы (Рисунок №2), установленные строго горизонтально и параллельно. Отклонение от горизонта в плоскостях параллельной и перпендикулярной оси колеса, не должно превышать 0,1 мм на 1 м. Средством проверки может служить уровень «Геологоразведка 0,01» или уровень соответствующей точности. Колесо одевается на оправку, имеющую опорные шлифованные шейки (в качестве оправки, можно использовать вал, заранее проверив его точность). Параметры призм из условий прочности и жесткости для колеса массой 100 кг и диаметром шейки оправки d = 80 мм составят: рабочая длинна L = p X d = 250 мм; ширина около 5 мм; высота 50 — 70 мм.

Шейки оправки и рабочие поверхности призм должны быть шлифованными для снижения трения. Призмы необходимо зафиксировать на жестком основании.

Если дать колесу возможность свободно перекатываться по ножам, то после остановки центр масс колеса займет положение не совпадающее с нижней точкой, из-за трения качения. При вращении колеса в противоположную сторону, после остановки оно займет другое положение. Среднее положение нижней точки соответствует истинному положению центра масс устройства (Рисунок №3) для статической балансировки. Они не требуют точной горизонтальной установки как ножи и на диски (ролики) можно устанавливать ротора с разными диаметрами цапф. Точность определения центра масс меньше из-за дополнительного трения в подшипниках качения роликов.

Применяются устройства для статической балансировки роторов в собственных подшипниках. Для снижения трения в них, которое определяет точность балансировки, применяют вибрацию основания или вращение наружных колец опорных подшипников в разные стороны.

Балансировочные весы.

Самым точным и в то же время сложным устройством статической балансировки являются балансиро вочные весы (Рисунок №4). Конструкция весов для рабочих колес приведена на рисунке. Колесо устанавливают на оправку по оси шарнира, который может качаться в одной плоскости. При повороте колеса вокруг оси, в различных положениях его уравновешивают противовесом, по величине которого находят место и дисбаланс колеса.

Методы балансировки

Величину дисбаланса или количество граммов корректирующей массы определяют следующими способами:

—методом подбора,
когда установкой противовеса в точке противоположной центру масс добиваются равновесия колеса в любых положениях;

—методом пробной массы —
Мп, которую устанавливают под прямым углом к «тяжелой точке», при этом ротор совершит поворот на угол j. Корректирующую массу вычисляют по формуле Мк = Мп ctg j или определят по номограмме (Рисунок №5): через точку, соответствующую пробной массе на шкале Мп, и точку, соответствующую углу отклонения от вертикали j, проводят прямую, пересечение которой с осью Мк дает величину корректирующей массы.

В качестве пробной массы можно использовать магниты или пластилин.

Метод кругового обхода

Самым подробным и наиболее точным, но и наиболее трудоемким является метод кругового обхода. Он применим и для тяжелых колес, где большое трение мешает точно определить место дисбаланса. Поверхность ротора делят на двенадцать или более равных частей и последовательно в каждой точке подбирают пробную массу Мп, которая приводит ротор в движение. По полученным данным строят диаграмму (Рисунок №6) зависимости Мп от положения ротора. Максимум кривой соответствует «легкому» месту, куда необходимо установить корректирующую массу Мк = (Мп max + Мп min)/2.

Способы устранения дисбаланса

После определения места и величины дисбаланса его необходимо устранить. Для вентиляторов и дымососов дисбаланс компенсируется противовесом, который устанавливается на внешней стороне диска рабочего колеса. Чаще всего для крепления груза используют электросварку. Этот же эффект достигается снятием металла в «тяжелом» месте на рабочих колесах насосов (по требованиям ТУ допускается снятие металла на глубину не более 1 мм в секторе не более 1800). При этом корректировку дисбаланса стараются проводить на максимальном радиусе, т. к. с увеличением расстояния от оси, возрастает влияние массы корректируемого металла на равновесие колеса.

Остаточный дисбаланс

После балансировки рабочего колеса из-за погрешностей измерений и неточности устройств сохраняется смещение центра масс, которое называется остаточным статическим дисбалансом. Для рабочих колес вращающихся механизмов нормативная документация задает допустимый остаточный дисбаланс. Например, для колеса сетевого насоса 1Д1250 — 125 задается остаточный дисбаланс 175 г х см (ТУ 34 — 38 — 20289 — 85)
.

Сравнение методов балансировки на различных устройствах

Критерием сравнения точности балансировки может служить удельный остаточный дисбаланс. Он равен отношению остаточного дисбаланса к массе ротора (колеса) и измеряется в [мкм]. Удельные остаточные дисбалансы для различных методов статической и динамической балансировки сведены в таблицу №1.

Из всех устройств статической балансировки, весы дают самый точный результат, однако, это устройство самое сложное. Роликовое устройство, хотя и сложнее параллельных призм в изготовлении, но проще в эксплуатации и дает результат не многим хуже.

Основным недостатком статической балансировки является необходимость получения низкого коэффициента трения при больших нагрузках от веса рабочих колес. Повышение точности и эффективности балансировки насосов, дымососов и вентиляторов можно достичь методами динамической балансировки роторов на
станках и в собственных подшипниках.

Применение статической балансировки

Статическая балансировка рабочих колес эффективное средство снижения вибрации, нагрузки на подшипники и повышения долговечности машины. Но она не панацея от всех бед. В насосах типа «К» можно ограничиться статической балансировкой, а для роторов моноблочных насосов «КМ» требуется динамическая, т. к. там возникает взаимное влияние небалансов колеса и ротора электродвигателя. Необходима динамическая балансировка и для роторов электродвигателей, где масса распределена по длине ротора. Для роторов с двумя и более колесами, имеющих массивную соединительную полумуфту (например СЭ 1250 — 140), колеса и муфта балансируются отдельно, а затем ротор в сборе балансируют динамически. В отдельных случаях длят обеспечения нормальной работы механизма необходима динамическая балансировка всего агрегата в собственных подшипниках.

Точная статическая балансировка — это необходимая
, но иногда не достаточная
основа надежной и долговечной работы агрегата.

Ротацию можно производить по соображениям экономии не реже чем через 5000
км, либо при появлении признаков неравномерного износа протекторов. Однако помните,
что в случае успешной ротации всех четырех колес Вам, в конце концов, придется
заменять все шины одновременно.

Хотя в интересах сохранения оптимальных ходовых качеств, проводить ротацию
не рекомендуется.
Поскольку проведение данной процедуры требует поднятия автомобиля над землей
и снятия колес, проверьте заодно и работу тормозных механизмов (обратитесь к
Разделу
Проверка тормозной системы).

Обратитесь к информации в Разделе “Поддомкрачивание и буксировка” Введения
для правильного поднятия автомобиля и смены колеса.

Автомобиль следует поднять лебедкой или установить его на опоры, чтобы все
четыре колеса были подняты над землей. Удостоверьтесь в том, что автомобиль
надежно закреплен!

После окончания процедуры ротации проверьте и отрегулируйте давление в шинах
и не забудьте проверить надежность затяжки болтов крепления колес.

Замена и балансировка колес

При замене колес рекомендуется сохранить направление их вращения, так как
изменение направления приводит в повышенному износу шин. Не рекомендуется также
переставлять передние колеса назад и наоборот.
При затяжке болтов крепления колес необходимо обязательно применять динамометрический
ключ. Это гарантирует равномерную затяжку всех болтов.

Балансировка колес

Серийные колеса проходят балансировку на заводе-изготовителе. Балансировка
необходима для устранения неравномерного распределения масс и неточностей изготовления
деталей.

При движении автомобиля неотбалансированные колеса приводят к тряске. При
высокой скорости начинает дрожать рулевое колесо.

Как правило, дрожание проявляется в определенном диапазоне скоростей и исчезает
при уменьшении и увеличении скорости.

Подобные явления со временем приводят к повреждениям шарниров подвески, рулевого
механизма и амортизаторов.

Колеса необходимо балансировать каждые 20 000 км пробега и после каждого ремонта,
которые приводят к перераспределению масс на колесах.

Шины имеют “память”. Это означает, что неправильное обращение с ними, в частности,
частый наезд на бордюр дороги или переезд через рельсы, приводит спустя некоторое
время к их повреждению.

Очистка шин

Не рекомендуется очищать шины струей пара. Если сопло аппарата находится слишком
близко к шине, то это приводит к разрушению резинового слоя в течение нескольких
секунд, даже если применяется холодная вода. Шина, прошедшая такую очистку,
должна быть заменена с целью обеспечения безопасности эксплуатации автомобиля.

Замене подлежит также шина, длительное время находившаяся в контакте с маслом
или смазкой. При этом шина в данных местах вспучивается, затем принимает обычную
форму и внешне не выглядит поврежденной. Однако после этого нагрузочная способность
шины снижается.

Хранение шин

Хранить шины необходимо в темном, сухом и прохладном месте. Не рекомендуется
контакт шин с маслом или смазкой.

Колеса должны храниться в горизонтальном положении или подвешиваться за диски
в гараже или подвале.

Перед снятием колем необходимо поднять в них давление воздуха (на 0.3 — 0.5
бар).

Зимние шины следует устанавливать на свои диски.

Обкатка шин

Шины имеют очень гладкую наружную поверхность. Поэтому новые шины должны быть
обкатаны (это относится и к запасному колесу). После обкатки поверхность шины
становится шероховатой.

Первые 300 км необходимо двигаться с новыми шинами особенно осторожно по мокрым
дорогам.

Снежные цепи

Устанавливать снежные цепи можно только на ведущих колесах (на задней оси).
При применении колес размером 17 дюймов установка снежных цепей невозможна.

При установке снежных цепей скорость движения автомобиля не должна превышать
50 км/час. На дорогах, на имеющих снежного и ледяного покрытия, снежные цепи
необходимо снимать.

Следует применять только допущенные фирмой BMW цепи.

Дополнительная установка “секреток” колес

Устранение дрожания руля автомобиля

Дрожание рулевого колеса при достижении автомобилем определенной скорости,
как правило, является следствием разбалансировки колес.

Проверка

Проверка радиального и осевого биения колес

Устранение радиального биения

Проверка радиального и осевого биения дисков

Установка колес на автомобиле

2. Сделайте пробную поездку. Если по-прежнему передняя часть автомобиля
имеет колебания и рулевое колесо дрожит, то причиной является остаточный
дисбаланс, который необходимо устранить путем дополнительной балансировки.

Балансировка колес на автомобиле

Если неисправности полностью не устранены, то это указывает на наличие радиального
биения или заводского брака одной или нескольких шин. Техническими средствами
СТО они не определяются. Устранить их можно только заменой передних и/или задних
шин. Шины должны заменяться только парно на одной оси.

В деятельности бюро диагностирования ремонтных подразделений металлургических предприятий балансировка рабочих колес дымососов и вентиляторов в собственных подшипниках выполняется достаточно часто. Эффективность данной регулировочной операции, значительна в сравнении с малыми изменениями, вносимыми в механизм. Это позволяет определить балансировку как одну из малозатратных технологий при эксплуатации механического оборудования. Целесообразность любой технической операции определяется экономической эффективностью, в основе которой лежит технический эффект от проводимой операции или возможные убытки от несвоевременности проведения данного воздействия.

Изготовление рабочего колеса на машиностроительном предприятии не всегда является гарантией качества уравновешивания. Во многих случаях предприятия-изготовители ограничиваются статическим уравновешиванием. Уравновешивание на балансировочных станках, безусловно, является необходимой технологической операцией при изготовлении и после ремонта рабочего колеса. Однако, невозможно приблизить производственные условия эксплуатации (степень анизотропности опор, демпфирование, влияние технологических параметров, качество сборки и монтажа и ряд других факторов) к условиям балансировки на станках.

Практика показала, что тщательно уравновешенное рабочее колесо на станке необходимо дополнительно уравновешивать в собственных опорах. Очевидно, что неудовлетворительное вибрационное состояние вентиляционных агрегатов при вводе в эксплуатацию после монтажа или ремонта приводит к преждевременному износу оборудования. С другой стороны транспортировка рабочего колеса к балансировочному станку за многие километры от промышленного предприятия не оправдана с точки зрения временных и финансовых затрат. Дополнительная разборка, риск повреждения рабочего колеса при транспортировании, все это доказывает эффективность уравновешивания на месте эксплуатации в собственных опорах.

Появление современной виброизмерительной аппаратуры обеспечивает возможность проведения динамической балансировки на месте эксплуатации и снижения вибрационной нагруженности опор до допустимых пределов.

Одной из аксиом работоспособного состояния оборудования является работа механизмов с низким уровнем вибрации. В этом случае снижается воздействие целого ряда разрушительных факторов, воздействующих на подшипниковые узлы механизма. При этом увеличивается долговечность подшипниковых узлов и механизма в целом, обеспечивается стабильная реализация технологического процесса, в соответствии с заданными параметрами. Относительно вентиляторов и дымососов, низкий уровень вибрации во многом определяется уравновешенностью рабочих колес, своевременно проведенной балансировкой.

Последствия работы механизма с повышенной вибрацией: разрушение подшипниковых узлов, посадочных мест подшипников, фундаментов, повышенный расход электрической энергии для привода установки. В данной работе рассматриваются последствия несвоевременной балансировки рабочих колес дымососов и вентиляторов цехов металлургических предприятий. 
Вибрационное обследование вентиляторов доменного цеха показало, что основной причиной повышенной вибрации является динамическая неуравновешенность рабочих колес. Принятое решение – провести уравновешивание рабочих колес в собственных опорах позволило снизить общий уровень вибрации 3…5 раз, до уровня 2,0…3,0 мм/с при работе под нагрузкой (рисунок 1). Это позволило увеличить срок службы подшипников в 5…7 раз. Определено, что для однотипных механизмов наблюдается существенный разброс динамических коэффициентов влияния (более 10 %), что определяет необходимость проведения балансировки в собственных опорах. Основными факторами, влияющими на разброс коэффициентов влияния являются: нестабильность динамических характеристик роторов; отклонение свойств системы от линейности; погрешности при установке пробных грузов.

Рисунок 1 — Максимальные уровни виброскорости (мм/с) подшипниковых опор вентиляторов до и после балансировки

 

Среди причин возникновения дисбаланса рабочих колес дымососов и вентиляторов следует выделить:

1. Неравномерный износ лопаток (рисунок 2), несмотря на симметрию рабочего колеса и значительную частоту вращения. Причина данного явления может заключаться в избирательной случайности процесса износа, обусловленного внешними факторами и внутренними свойствами материала. Необходимо учитывать фактические отклонения геометрии лопаток от проектного профиля.

 

Рисунок 2 – Неравномерный эрозионный износ лопаток рабочего колеса

Среди причин возникновения дисбаланса рабочих колес дымососов и вентиляторов следует выделить:

1. Неравномерный износ лопаток (рисунок 2), несмотря на симметрию рабочего колеса и значительную частоту вращения. Причина данного явления может заключаться в избирательной случайности процесса износа, обусловленного внешними факторами и внутренними свойствами материала. Необходимо учитывать фактические отклонения геометрии лопаток от проектного профиля.

 

Рисунок 3 – Налипание пылевидных материалов на лопатки рабочего колеса:

а) дымосос аглофабрики; б) пароотсос МНЛЗ

 

3. Последствия ремонта лопаток в рабочих условиях на месте установки. Иногда дисбаланс может вызываться проявлением начальных трещин в материале дисков и лопаток рабочих колес. Поэтому, предварять балансировку должен тщательный визуальный осмотр целостности элементов рабочего колеса (рисунок 4). Заварка обнаруженных трещин не может обеспечить длительную безотказную работу механизма. Сварные швы служат концентраторами напряжения и дополнительными источниками зарождения трещин. Рекомендуется использовать данный метод восстановления лишь, в крайнем случае, для обеспечения функционирования на коротком временном промежутке, позволяющем продолжить эксплуатацию до изготовления и замены рабочего колеса.

Рисунок 4 – Трещины элементов рабочих колес:

а) основного диска; б) лопаток в месте крепления

В работе механизмов роторного типа важную роль играют допустимые значения параметров вибрации. Практический опыт показал, что соблюдение рекомендаций стандарта ГОСТ ИСО 10816-1-97 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях» относительно машин класса 1, позволяет обеспечить длительную эксплуатацию дымососов. Для оценки технического состояния предлагается использовать следующие значения и правила:

• значение виброскорости 1,8 мм/с, определяет границу функционирования оборудования без ограничения сроков и желательный уровень окончания балансировки рабочего колеса в собственных опорах;
• значения виброскорости в диапазоне 1,8…4,5 мм/с допускают работу оборудования в течение длительного периода времени с периодическим контролем параметров вибрации;
• значения виброскорости свыше 4,5 мм/с наблюдаемые в течение длительного периода времени (1…2 месяца) могут привести к повреждениям элементов оборудования;
• значения виброскорости в диапазоне 4,5…7,1 мм/с допускают работу оборудования в течение 5…7 дней с последующей остановкой на ремонт;
• значения виброскорости в диапазоне 7,1…11,2 мм/с допускают работу оборудования в течение 1…2 дней с последующей остановкой на ремонт;
• значения виброскорости свыше 11,2 мм/с не допускаются и рассматриваются как аварийные.

Аварийное состояние рассматривается как потеря контроля за техническим состоянием оборудования. Для оценки технического состояния приводных электродвигателей используется ГОСТ 20815-93 «Машины электрические вращающиеся. Механическая вибрация некоторых видов машин с высотой оси вращения 56 мм и выше. Измерение, оценка и допустимые значения», определяющий значение виброскорости 2,8 мм/с как допустимое в процессе эксплуатации. Следует отметить, что запас прочности механизма позволяет выдержать и более высокие значения виброскорости, но это приводит к резкому уменьшению долговечности элементов.

К сожалению, установка компенсирующих грузов, во время балансировки, не позволяет оценить снижение долговечности подшипниковых узлов и повышение энергетических затрат при повышенной вибрации дымососов. Теоретические расчеты приводят к заниженным значениям потерь мощности на вибрацию[4, 5].

Дополнительные силы, действующие на подшипниковые опоры, при неуравновешенном роторе, приводят к повышению момента сопротивления вращению вала вентилятора и к повышению потребляемой электроэнергии. Появляются разрушительные силы, действующие на подшипниковые опоры и элементы механизма.

Оценить эффективность уравновешивания роторов вентиляторов или дополнительных ремонтных воздействий по снижению вибрации, в условиях эксплуатации возможно проанализировав следующие данные.

Установочные параметры: тип механизма; мощность привода; напряжение; частота вращения; масса; основные параметры рабочего процесса.

Начальные параметры: виброскорость в контрольных точках (СКЗ в частотном диапазоне 10…1000 Гц); ток и напряжение по фазам.

Выполненные ремонтные воздействия: значения установленного пробного груза; выполненная затяжка резьбовых соединений; центрирование.

Значения параметров после выполненных воздействий: виброскорость; ток и напряжение по фазам.

В лабораторных условиях проведены исследования по снижению потребляемой мощности двигателем вентилятора Д-3 в результате уравновешивания ротора.

Результаты эксперимента №1.

Вентилятор ДН-6. Напряжение 380 В. Частота вращения – 960 мин-1.

Начальная вибрация: вертикальная – 9,4 мм/с; осевая – 5,0 мм/с.

Ток по фазам: 3,9 А; 3,9 А; 3,9 А. Среднее значение – 3,9 А.

Вибрация после балансировки: вертикальная – 2,2 мм/с; осевая – 1,8 мм/с.

Ток по фазам: 3,8 А; 3,6 А; 3,8 А. Среднее значение – 3,73 А.

Снижение параметров вибрации: вертикальное направление – в 4,27 раза; осевое направление в 2,78 раза.

Снижение токовых значений: (3,9 – 3,73)×100%3,73 = 4,55 %.

Результаты эксперимента №2.

Вентилятор ДН-6. Напряжение 380 В. Частота вращения – 960 мин-1.

Начальная вибрация.

Точка 1 – лобовой подшипник электродвигателя: вертикальная – 17,0 мм/с; горизонтальная – 15,3 мм/с; осевая – 2,1 мм/с. Радиус-вектор – 22,9 мм/с.

Точка 2 – свободный подшипник электродвигателя: вертикальная – 10,3 мм/с; горизонтальная – 10,6 мм/с; осевая – 2,2 мм/с.

Радиус-вектор виброскорости – 14,9 мм/с.

Вибрация после балансировки.

Точка 1: вертикальная – 2,8 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с; осевая – 1,2 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 4,2 мм/с.

Точка 2: вертикальная – 1,4 мм/с; горизонтальная – 2,0 мм/с; осевая – 1,1 мм/с. Радиус-вектор виброскорости – 2,7 мм/с.

Снижение параметров вибрации.

Составляющие по точке 1: вертикальная – в 6 раз; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 1,75 раза; радиус-вектор – в 5,4 раза.

Составляющие по точке 2: вертикальная – в 7,4 раза; горизонтальная – в 5,3 раза; осевая – в 2 раза, радиус-вектор – в 6,2 раза.

Энергетические показатели.

До балансировки. Потребленная мощность за 15 минут – 0,69 кВт. Максимальная мощность – 2,96 кВт. Минимальная мощность – 2,49 кВт. Средняя мощность – 2,74 кВт.

После балансировки. Потребленная мощность за 15 минут – 0,65 кВт. Максимальная мощность – 2,82 кВт. Минимальная мощность – 2,43 кВт. Средняя мощность – 2,59 кВт.

Снижение энергетических показателей. Потребленная мощность – (0,69 — 0,65)×100%/0,65 = 6,1 %. Максимальная мощность – (2,96 — 2,82)×100%/2,82 = 4,9 %. Минимальная мощность – (2,49 — 2,43)×100%/2,43 = 2,5 %. Средняя мощность – (2,74 — 2,59)/2,59×100% = 5,8 %.

Аналогичные результаты были получены в производственных условиях при балансировке вентилятора ВДН-12 нагревательной трехзонной методической печи листопрокатного стана. Потребление электроэнергии за 30 минут составило – 33,0 кВт, после балансировки – 30,24 кВт. Снижение потребляемой электроэнергии в данном случае составило (33,0 — 30,24) ×100%/30,24 = 9,1 %.

Виброскорость до балансировки – 10,5 мм/с, после балансировки – 4,5 мм/с. Снижение значений виброскорости – в 2,3 раза.

Снижение потребляемой мощности на 5% для одного 100 кВт двигателя вентилятора приведет к годовой экономии порядка 10 тыс. гривен. Это может быть достигнуто в результате балансировки ротора и снижения вибрационных нагрузок. Одновременно происходит увеличение долговечности подшипников и снижение затрат на остановку производства для проведения ремонтных работ.

Одним из параметров оценки эффективности балансировки является частота вращения вала дымососа. Так, при балансировке дымососа ДН-26 зафиксировано увеличение частоты вращения электродвигателя АОД-630-8У1 после установки корректирующего груза и снижения виброскорости подшипниковых опор. Виброскорость подшипниковой опоры до балансировки: вертикальная – 4,4 мм/с; горизонтальная – 2,9 мм/с. Частота вращения до балансировки – 745 об/мин. Виброскорость подшипниковой опоры после балансировки: вертикальная – 2,1 мм/с; горизонтальная – 1,1 мм/с. Частота вращения после балансировки – 747 об/мин.

Техническая характеристика асинхронного двигателя АОД-630-8У1: число пар полюсов – 8; синхронная частота вращения – 750 об/мин; номинальная мощность – 630 кВт; номинальный момент – 8130 Н/м; номинальная частота вращения -740 об/мин; МПУСК/МНОМ – 1,3; напряжение – 6000 В; кпд – 0,948; cosφ = 0,79; коэффициент перегрузки – 2,3. Исходя из механической характеристики асинхронного двигателя АОД-630-8У1, увеличение частоты вращения на 2 об/мин возможно при снижении крутящего момента на 1626 Н/м, что приводит к снижению потребляемой мощности на 120 кВт. Это почти 20% от номинальной мощности.

Аналогичная зависимость между частотой вращения и виброскоростью зафиксирована по асинхронным двигателям вентиляторов сушильных агрегатов во время проведения работ по балансировке (таблица).

 

Таблица – Значения виброскорости и частоты вращения двигателей вентиляторов

Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости приведена на рисунке 5, там же указано уравнение линии тренда и достоверность аппроксимации. Анализ полученных данных указывает на возможность ступенчатого изменения частоты вращения при различных значениях виброскорости. Так, значениям 10,1 мм/с и 13,1 мм/с соответствует одно значение частоты вращения – 2894 об/мин, а значениям 1,6 мм/с и 2,6 мм/с соответствуют частоты 2906 об/мин и 2910 об/мин. Исходя из полученной зависимости так же можно рекомендовать значения 1,8 мм/с и 4,5 мм/с как границы технических состояний.

 

Рисунок 5 — Зависимость между частотой вращения и значением виброскорости

В результате проведенных исследований установлено.

1. Уравновешивание рабочих колес в собственных опорах дымососов металлургических агрегатов позволяет обеспечить значительное снижение потребляемой энергии, увеличить срок службы подшипников.

2. Основными причинами снижения потребляемой энергии являются уменьшение паразитных нагрузок и снижение момента сопротивления в подшипниковых опорах; уменьшение вибрационных нагрузок на элементы механизма.

3. Рекомендуется для дымососов и вентиляторов границей хорошего состояния (безотносительно к мощности двигателя) установить значение 1,8 мм/с, границей плохого состояния определить значение 4,5 мм/с.