Проект стенда для балансировки колес, дисков, маховиков автомобилей и тракторов

Описание

Балансировка обеспечивает более плавное движение составных частей двигателя, автомобиля, трактора, минимизирует биение. Сбалансированный диск, колесо, маховик или вал положительно влияют на динамику автомобиля (трактора) и его управляемость, кроме того, снижают усталость металла. Одна из причин, вызывающих вибрацию машин, является неуравновешенность быстровращающихся роторов или дисков. Под неуравновешенностью диска (или ротора) понимают такое распределение масс, при котором во время вращения собранного диска возникают силы инерции, вызывающие переменные нагрузки на его опорах или изгиб самого диска (или ротора).
В зависимости от расположения центробежных сил и их количества различают следующие виды неуравновешенности (дисбаланса): статическая, моментальная и динамическая.

В большинстве случаев дискам и роторам присуща динамическая неуравновешенность. Общий дисбаланс вращающихся частей двигателя не ограничивается дисбалансом коленчатого вала. Большой вклад вносят и другие элементы, такие как маховик, муфта сцепления. По мнению многих исследователей именно муфта сцепления является источником наибольшего вклада в общий дисбаланс. На это сказывается несовершенство ее конструкции и технологии балансировки. При статической несбалансированности центр тяжести тела смещен относительно оси его вращения. При свободном проворачивании статически несбалансированного тела вокруг оси оно всегда будет останавливаться в определенном положении – тяжелой стороной вниз.
Статически балансируют маховики, диски сцепления, сборочные единицы муфт сцепления и другие. При динамической балансировке устраняется как статическая, так и моментная неуравновешенность, то есть в общем случае – динамическая неуравновешенность ротора. Динамической балансировке подвергается коленчатый вал (отдельно или в сборе с маховиком и муфтой сцепления) двигателя.

Статическую балансировку проводят: на призмах, двухдисковом и однодисковом устройствах. Для повышения точности статической балансировки применяют балансировочные весы. Значительного повышения точности и производительности определения дисбаланса ротора (диска) достигают при статической балансировке в динамическом режиме.
В ВКР выполнен анализ дисбаланса плоских тех вращения, рассмотрены методы и виды балансировки. Изучен современный рынок балансировочных стендов.

На современном рынке большинство балансировочных стендов ориентированы на балансировку именно колес автомобилей, и стоят очень дорого, именно поэтому предлагается универсальный стенд для статической балансировки как колес, таки и дисков, маховиков и других плоских тел вращения. Вообще стенды для балансировки маховиков практически отсутствуют на коммерческом рынке, поэтому зачастую агропредприятия используют самодельные приспособления или попросту упускают из вида такую важную операцию как балансировка. Предлагаемая конструкция состоит из следующих элементов: 1 – плита; 2 – траверса; 3 - кронштейн; 4 – груз; 5 - рычаг; 6 – ось; 7 – направляющая; 8 – шток; 9 - быстросъемная гайка; 10 – швеллер; 11 – маховик; 12 – шкала; 13 – стрелка; 14 – грузик; 15 – призма; 16 – ось.

Принцип работы предлагаемого стенда очень прост: маховик устанавливается на ось и затем зажимается быстросъемной гайкой. В свою очередь ось установлена на подшипниках для более точного и плавного вращения. Все это устанавливается на кронштейн, который закреплен на траверсе. С помощью грузов уравновешивается система, при этом маховик будет проворачиваться, так как он не отбалансирован и более тяжелая часть стремится оказаться внизу. Стрелка с помощью грузика устанавливается на середину шкалы. Далее слегка придается вращение маховику. При вращении маховика стрелка будет отклоняться от нулевого деления шкалы на некоторую величину. Нужно запомнить максимальное отклонение и когда остановится маховик, нужно в самой нижней части удалить часть металла, вычисленной по шкале. Повторить вращение и добиться, чтобы стрелка не отклонялась относительно шкалы.

Суммарный дисбаланс определяется следующими составляющими:
- остаточный дисбаланс, который имеют отдельные ее детали и сборочные единицы;
- "монтажный" дисбаланс, обусловленный смещениями центров масс отдельных деталей и сборочных единиц с оси вращения и проявляющийся после монтажа упомянутых деталей и сборочных единиц на маховике дизеля;
- "блуждающий" дисбаланс, возникающий, главным образом, при смещении центра масс ведущих дисков муфты сцепления (нажимные и промежуточные диски) с оси вращения коленчатого вала дизеля в пределах зазоров в сопряжениях "ведущие диски-маховик".

Статическую балансировку в статическом режиме производят на станках, оснащенных специальными опорами (ножи, линейки, призмы, ролики и другие), на которые устанавливают балансируемое изделие посредством собственных или технологических цапф.
Подсчитан экономический эффект и срок окупаемости дополнительных капиталовложений и технико-экономические показателей конструкции. Разработанное приспособление позволит увеличить производительность при выполнении балансировочных работ с 7 ед./ч. до 10 ед./ч. и позволит сократить трудоемкость процесса с 0.14 чел.- ч/ед. до 0,1 чел.- ч/ед. Годовой экономический эффект составит 90000, а срок окупаемости 0,2 года.