ГоловнаЗворотній зв'язок

Технологія машинобудування

6.9 Балансування виробів

 

Балансування передбачають для деталей та складальних одиниць, які під час роботи обертаються з достатньо великими швидкостями.

Балансування призначене для зменшення зміщення центру ваги виробу від його осі. Це зміщення при обертанні викликає незрівноваженість виробу.

Вимірюють незрівноваженість у гс*мм/кг, що відповідає зміщенню центру ваги на 1 мкм [31].

Наявність незрівноваженості є чинником виникнення сил, які додатково збільшують навантаження на опори, підвищують інтенсивність зношування підшипників, викликають вібрації і в цілому зменшують надійність та якість виробу.

Наприклад, незбалансований шпиндель верстата викликає коливання, що передаються іншим вузлам, у тому числі й станині.

У результаті значно погіршується якість обробки поверхонь. Незбалансований на оправці шліфувальний круг не тільки погіршує якість обробки, а і може розірватися та завдати травми робітнику.

Балансування як технологічну операцію виконують як для окремих деталей (вали, диски, робочі колеса насосів тощо), так і для складальних одиниць (вали насосів разом із робочими колесами, шліфувальні круги на оправках, колеса автомобілів тощо).

Балансування деталей в умовах великосерійного та масового виробництв виконують на робочих місцях потокової лінії механічної обробки, а в умовах інших типів виробництв - на спеціалізованій дільниці.

Балансування складальних одиниць виконують як контрольно-пригінну операцію на спеціальних стендах або балансувальних верстатах, яка часто не входить до потоку складання, а виконується на окремій дільниці.

Точність зрівноваження та допустимі дисбаланси зазначають у технічних вимогах, виходячи з особливостей конструкції та призначення машини, складальної одиниці, деталі, швидкості обертання, припустимої амплітуди вібрації, забезпечення надійності та довговічності виробу, а також безпечності умов праці робітника.

З технологічної точки зору розрізняють статичне та динамічне балансування. Статичне балансування, як правило, використовують для виробів, у яких діаметр значно перевищує довжину (маховики, диски, шківи, робочі колеса, пропелери тощо).

Зрівноваження може здійснюватися за рахунок видалення шару матеріалу (свердленням, фрезеруванням тощо), додаванням шару матеріалу, наприклад, наплавленням, або прикріпленням додаткових спеціальних грузів у необхідних місцях.

Статичне балансування виконують на пристроях - горизонтальних паралелях (балансувальних ножах (дивись рисунок 6.10а)), на дискових роликах (дивись рисунок 6.10б) тощо.

Принцип статичного балансування полягає у тому, що виріб, який балансують, закріплюють на оправці та встановлюють на пристрій.

Потім виробу надають незначного обертового руху від руки і чекають зупинення обертання.

При цьому після самостійного зупиннення виробу центр його маси буде знаходитися унизу.

Рисунок 6.10 –  Схеми статичного балансування

 

Це дає змогу визначити місце корегування положення центру маси виробу (знизу пристрою при видаленні матеріалу або зверху при додаванні).

Такий метод не досить продуктивний і тому його використовують в умовах одиничного та дрібносерійного виробництв, а також для балансування шліфувальних кругів разом з оправками.

В умовах великосерійного та масового виробництв статичне балансування виконують на спеціальних верстатах у динамічному режимі.

У цьому випадку виробу надають обертання з підвищеною швидкістю на спеціальних верстатах (типову конструкцію таких верстатів можна побачити на пересічній станції ремонту автомобільних коліс).

Сучасні верстати такого типу для промислового використання дозволяють визначати не тільки величину і місце видалення чи додавання мас без знімання виробу, а й здійснювати реалізацію цих дій.

Динамічне балансування виконують для виробів, які у порівнянні з діаметром мають значну довжину (колінчасті вали, вали насосів разом з колесами тощо). Динамічно зрівноважений виріб є одночасно і статично зрівноваженим.

Динамічне балансування виконують на спеціальних балансувальних верстатах (дивись рисунок 6.11).

На цих верстатах виріб 3 обертають примусово за допомогою електродвигуна.

Рисунок 6.11 – Принципова схема верстата для динамічного балансування

 

Сам виріб встановлюють на пружних опорах 1, амплітуда коливання яких під час обертання виробу перетворена в електричний сигнал, фіксується спеціальним датчиком 6. Цей самий датчик має додатковий вхід, який фіксує електричний сигнал від генератора струму 7, ротор якого пов'язаний із балансувальним виробом.

Це дає можливість визначення не тільки розміру, а й місця видалення або додавання матеріалу для здійснення балансування.

Сучасне обладнання для динамічного балансування дозволяє виконувати зрівноваження одночасно у двох площинах виробів масою до 100т [31].

Існують установки динамічного балансування, які за допомогою короткочасних (менше 1 мс) імпульсів лазера видаляють зайвий матеріал без зупинення обертання виробу.

 

66