Технология балансировки маховика

Маховик обеспечивает стабильное функционирование двигателя промышленной машины или механизма за счет накопления кинетической энергии и последующей ее отдачи. Даже небольшой дисбаланс вызывает появление центробежных сил, что требует балансировки. Как правило, маховик должен отбалансироваться после ремонта, во время которого возникают механические микроповреждения, приводящие к разбалансированности кривошипно-шатунного узла, двигателя. Для балансировки двухмассового маховика необходимо высокоточное оборудование и усилия квалифицированных специалистов. Несмотря на то, что маховик имеет надежную и прочную конструкцию, его элементы изнашиваются со временем.

Три вида дисбаланса маховика

Принято различать:

• Статический, при котором ось вращения и ось двигателя смещаются друг относительно друга, из-за чего появляются вибрации.
• Моментный. Возникает, когда на краях двухмассового маховика появляются дополнительные массы. Если они уравновешены (так чаще всего и бывает), в статике они могут никак себя не проявлять. Однако во время вращения такой дисбаланс приводит к появлению сильной вибрации.
• Динамический. Появляется, когда статический и моментный дисбаланс накладываются друг на друга.

Частота вращения определяет интенсивность проявления дисбаланса. Чем вращение быстрее, тем сильнее чувствуется вибрация. На остальные валы в системе накладывается дополнительная нагрузка, фиксация крепежных элементов ослабляется. Если степень дисбаланса достаточно сильная, снижается срок эксплуатации самого маховика, двигателя, и других элементов и систем.

Причины появления дисбаланса

• Причина может возникнуть еще в процессе производства кривошипно-шатунного механизма, как результат неточностей в технологическом процессе;
• неоднородность материала, из которого изготовлен двухмассовый маховик;
• нарушения в центрировании соединенных элементов;
• слишком большие зазоры между элементами и нарушение соосности во время крепления; деформирование и нарушение геометрии валов в результате повреждений.

Нужно учитывать, что посторонние шумы и вибрации могут возникнуть при разбалансировке не только маховика, но и других узлов и деталей, имеющих большой диаметр, и вращающихся с большой угловой скоростью. Для устранения дисбаланса используются специализированные станки и стенды.

Балансировка маховика, последовательность работ

Статическая балансировка считается несложной операцией. Маховик снимается с агрегата, в котором он установлен, и свободно вывешивается. При этом деталь принимает такое положение, когда наиболее тяжелый участок располагается в нижней точке.

Нужно расположить деталь в опорах так, чтобы она могла свободно в них вращаться. Опорами могут служить даже стандартные уголки, или тиски, в которых зажимается вал вместе с подшипниками, на которых крепится маховик, проворачивающийся под собственным весом.

Остается только выполнить проточку и шлифовку. То есть, убрать излишки материала в этом месте.

Узел может отбалансироваться и другим способом. С противоположной стороны устанавливается дополнительный груз таким образом, чтобы выровнять распределение масс. Но такой вид балансировки встречается реже, чаще выполняется именно проточка.

Устранение динамического дисбаланса

Для динамической балансировки требуется высокотехнологичное оборудование — балансировочные станки и стенды. В процессе производятся многочисленные измерения, корректировка и регулирование с задействованием сопряженных элементов. В основу любой конструкции станка входят две жесткие опоры с подвеской и подшипниками для поддержки монтажной платформы. Маховик закрепляется на платформе.

При динамической балансировке нужно его вращать, последовательно находить более «тяжелые» участки, и выполнять коррекцию.

Для каждой методики балансировки требуется отдельный станок, но в любом случае маховик устанавливается так, чтобы ось вращения совпадала с осью вращения всего узла, где он расположен.

Дисбаланс одного вращающегося узла приводит к вибрации всего агрегата и вызывает износ узлов подшипников, и шпинделей. Иногда вибрация приводит к возникновению резонанса и частичному или даже полному разрушению механизма.

Слишком сильные колебания могут передаться на сопряженные и смежные системы и нарушить их правильное функционирование.

Качественная балансировка увеличивает ресурс узла не менее, чем на четверть, и снижает шум.

Посмотреть фото балансировки маховика.

Посмотреть фото балансировки маховика с коленвалом от трактора.