Статическая и динамическая балансировка колес – Балансировка ротора электродвигателя. Отличие статической и динамической балансировки деталей, их назначение. Технология балансировки якорей

Балансировка колес, статическая, динамическая, финишная

Балансировка колес необходима для того, чтобы во время движения автомобиля, водитель не испытывал дискомфорта, от такого явления как биение колес. Происходит это тогда, когда имеется дисбаланс относительно оси или плоскости вращения.

Зачем нужна балансировка колес

В процессе производства дисков, камер и покрышек, невозможно сделать идеально сбалансированный продукт. Основную часть дисбаланса привносит покрышка. Поскольку она наиболее удалена от центра вращения. Отсюда возникает необходимость балансировки. Ведь неправильная балансировка колес не только делает езду на автомобиле некомфортной, она так же способствует быстрому износу элементов подвески. В первую очередь страдает ступичный подшипник, который непременно придется менять в том случае, если вы ездили на несбалансированных колесах.

Согласитесь, куда дешевле сделать балансировку, нежели менять изношенные детали и покрышки. До сих пор встречаются люди, которые балансируют только передние колеса. Якобы в этом нуждаются только ведущие, и нет нужды тратить дополнительные деньги на балансировку задних. Это заблуждение, и такая экономия лишь убьет элементы задней подвески.

Существует несколько видов балансировки:

• на станке, со снятием колеса;
• финишная, производится непосредственно на автомобиле;
• автоматическая (порошковая, бисерная).

Так же существует разделение на динамическую и статическую.

Как делается балансировка

Статическая

В случае, когда колесо имеет статический дисбаланс, его вес по оси вращения неравномерный, оно имеет тяжелое место. Это место с большей силой будет бить по дороге, и чем больше будет скорость его вращения, тем сильней будет статический дисбаланс.

Во избежание данного явления и делается статическая балансировка. Данную услугу в нашей стране предоставляют все шиномонтажные мастерские. Колесо помещается на специальный станок, в процессе вращения автоматика определяет степень дисбаланса, и указывает на какое место необходимо установить дополнительный груз.

Грузы бывают двух типов:

• с кронштейном, крепятся на край диска и применяются, как правило, на штампованных дисках;
• на клеевой основе, удобны для балансировки литых, кованых дисков.

Динамическая

Стоит сразу отметить, что данную услугу может предложить далеко не каждая станция шиномонтажа. Так как оборудование, используемое в большинстве случаев — старое, можно сказать трофейное.

Так для чего нужна динамическая балансировка? Чем шире профиль колеса, тем больше шансов получить динамический дисбаланс при движении, относительно плоскости его вращения.

Финишная

Данный вид балансировки производится уже после основной статической, и по возможности динамической. Под подвешенный автомобиль устанавливается специальное оборудование, балансировочный стенд, колесо раскручивается до скорости 90 км/ч, а автоматика делает замеры, и указывает в каком месте и какой груз необходимо установить. Для данной балансировки нужно оборудование, которым располагают зачастую лишь профессиональные центры шиномонтажа.

Автоматическая

Автоматическая применяется только на грузовых автомобилях и автобусах. Происходит это следующим образом — в колесо засыпается специальные балансировочные гранулы, мелкий бисер, реже песок, ведь у последнего высокий абразивный эффект. Во время движения, под воздействием центробежной силы, балансировочный материал притягивается к внутренней поверхности шины, что приводит к самобалансировке.

На легковом транспорте данный вид балансировки не используется по причине того, что нет возможности определить, сколько именно материала необходимо засыпать в каждое колесо. Дополнительно увеличивается и его вес.

Правильная балансировка колес

Существует ряд правил, выполнение которых гарантирует максимально качественную балансировку.

1. диск нужно очистить от грязи. Ведь ее зачастую довольно много как на внешней, так и на внутренней части. Автоматика рассчитывает, сколько грамм груза нужно повесить на ту или иную часть колеса. Сбалансировав грязное колесо, вы рискуете потерять баланс на первой же кочке, когда большой кусок грязи отвалится от диска и вся работа пойдет «коту под хвост»;
2. обязательно нужно снять все старые балансировочные грузы;
3. ещё достаточно часто встречается ситуация, когда шина просто не встала до конца на свое место. Снаружи это заметить можно не всегда, а вот на балансировку может влиять довольно сильно;
4. различные пластмассовые колпаки, которые одеваются сразу по выходу из шиномонтажа, так же способны внести дисбаланс в только что сбалансированное колесо.

Как часто стоит делать балансировку колес

Рекомендуемая частота проведения разная. Кто-то говорит, что она необходима каждые 10 тысяч километров, кто-то настаивает на 20 тысячах. Если вы почувствовали, что при движении бьет руль, присутствует излишняя вибрация корпуса, не поленитесь посетить шиномонтаж. Тем самым вы, возможно, сэкономите на более дорогостоящем ремонте.
Надеемся, что после прочтения данной статьи, у вас уже не останется вопросов, зачем нужна балансировка колес, и нужно ли ее делать.

Проверка технического состояния колес и шин. Статическая и динамическая балансировка колес

1. Проверка технического состояния колес и шин

При проверке технического состояния колес и шин особое внимание обращают на наличие и затяжку элементов крепления колес. Колеса транспортных средств полной массой более 3,5 т, как правило, крепят при помощи гаек на шпильках, внутренние задние спаренные колеса крепят при помощи фигурных гаек, которые по конструкции представляют собой гайку-шпильку. Необходимо помнить, что подтягивать необходимо и фигурные гайки крепления внутренних колес и гайки крепления внешних колес. Для предотвращения самоотвертывания элементов крепления, резьба на шпильках и гайках правых колес выполняется с правым ходом, а резьба на левых – с левым ходом. Для различия на гайках с левой резьбой выполняют проточку.

Проверку затяжки гаек осуществляют методом простукивания гаек молотком на длинной деревянной рукоятке (вес бойка молотка 250 г, длина рукоятки 850 мм). При ударе о затянутую гайку звук будет звонкий, если крепление незатянуто, то звук будет дребезжащий (таким же образом проверяются крепления стремянок рессор грузовых автомобилей).

Ободы колес не должны иметь деформаций и трещин, замочные кольца должны быть равномерно утоплены в посадочных гнездах. Не допускается осевой люфт (проверяется при вывешивании колеса).

Шины колес должны быть однотипными, на одной оси не допускается установка шин с разным рисунком протектора. При установке шин следить за тем, чтобы направление вращения колеса для движения вперед соответствовало направлению указанному стрелкой на покрышке шины.

Запрещается эксплуатировать транспортное средство, если остаточная высота протекторов шин составляет менее:

— для автобусов – 2 мм;

— для легковых автомобилей – 1,6 мм;

— для грузовых автомобилей – 1 мм;

— для мотоциклов – 0.8 мм.

Примечание. Для прицепов нормы остаточной высоты протекторов установлены такие же, как для транспортных средств – тягачей.

Измерение остаточной высоты протекторов шин производят глубиномерами или штангенциркулями–глубиномерами по центру беговой дорожки.

Рис. 3.1. Глубиномер индикаторный ГИ (часового типа)

Давление воздуха в шинах должно соответствовать нормативным, установленным инструкциями завода-изготовителя, и условиям движения. Контроль производится при помощи шинных манометров или манометра системы регулирования давления воздуха в шинах.

Запрещается снижать давление в шинах с регулируемым давлением ниже пределов, установленных инструкциями завода-изготовителя.

Не допускается эксплуатация с вздутиями на бортах шины, трещинами более 5 см, разрывами или расслоениями кордов, выходом кордов наружу покрышки, а также с «залысинами» на беговой дорожке. Неравномерный износ протекторов по ширине рабочей поверхности свидетельствует о неправильной регулировке углов установки управляемых колес.

2. Статическая и динамическая балансировка колес

Большое влияние на техническое состояние подвески и агрегатов трансмиссии легковых автомобилей оказывает величина дисбаланса колес. На его параметры влияют геометрическая форма обода (колесного диска), масса покрышки.

Автомобильное колесо должно иметь симметричную форму, то есть все точки его поверхности в сечениях должны быть равноудалены от оси вращения и центр тяжести его должен лежать на этой оси. Колесо считают уравновешенным, если ось его вращения одновременно является и осью инерции. Однако элементы колеса имеют допуски – поэтому оно не симметрично и не уравновешено.

Рис.3.2. Схема статической неуравновешенности колеса

а) колесо, имеющее статический дисбаланс; б) схема статической балансировки.

Статической неуравновешенностью считается такая, при которой ось инерции колеса параллельна оси вращения, но не совпадает с ней (рис. 3.2) . В этом случае сила тяжести неуравновешенной массы m_Hсоздаёт вращающий момент G_Н∙r. При наличии такой неуравновешенности свободно установленное на оси колесо будет сохранять состояние покоя только в том случае, когда неуравновешенная масса занимает крайнее от нее положение. Для того, чтобы уравновесить колесо статически, то есть привести его в такое состояние, при котором центр тяжести будет расположен на оси вращения, нужно с диаметрально противоположной стороны колеса установить уравновешивающий груз G_yс таким расчётом, чтобы момент G_Н∙rуравновешивался моментом G_y∙r₁. Такое уравновешивание называется статической балансировкой. Произведение G_y∙r₁характеризует и измеряет величину статической неуравновешенности и называется статическим дисбалансом. Обычно вес неуравновешенной массы выражают в граммах, а расстояние от оси вращения до центра тяжести неуравновешенной массы — в сантиметрах.

Рис. 3.3. Схема динамической неуравновешенности колеса: а) колесо динамически не уравновешено; б) динамически сбалансированное колесо

Динамический дисбаланс в отличие от статического может быть обнаружен лишь при вращении колеса. Он обусловлен неравномерностью распределения массы по ширине колеса. У динамически неуравновешенного колеса ось вращения проходит через его центр тяжести и составляет некоторый угол с его осью инерции. В этом случае неуравновешенные массы колеса приводятся к двум массам m_H, лежащим в диаметральной плоскости (рис. 3.3). При вращении колеса в местах расположения центров тяжести неуравновешенней массы возникают центробежные силы Р_с. Эти силы, действуя в противоположных направлениях, создают пару сил, момент которых будет М = Р_с∙а,Он характеризует величину динамического дисбаланса. Для достижения динамического равновесия необходимо на закраинах обода в плоскости действия указанной выше пары сил с внутренней и наружной стороны закрепить уравновешенные грузики, создавшие центробежные силы Р_с’, уравновешивающие момент от сил Р_с. Динамический дисбаланс обычно повышается с увеличением ширины колеса.

В общем случае колесо имеет статически и динамический дисбаланс. Колесо, уравновешенное динамическим способом, является и статически уравновешенным. Поэтому способ динамической балансировки колёс является наиболее общим и предпочтительным.

Дисбаланс колес оказывает непосредственное влияние на безопасность движения и топливную экономичность НТТМ, а также является причиной повышенной интенсивности износа шин.

Согласно Положению о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта статическая и динамическая балансировка колёс входит в перечень основных операций, выполняемых в объёме работ, предусмотренных при проведении ТО-2.

а б

Рис. 3.4. Балансировочный стенд Technoс функциейspin

а – фото балансировочного стенда Techno; б – дисплей стендаTechno

Нормирование частоты проверки параметров дисбаланса колес не устанавливается, необходимо осуществлять их периодический контроль и тем чаще, чем хуже состояние дорожного покрытия.

Для динамической и статической балансировки колес применяют балансировочные стенды и наборы балансировочных грузиков, которые по результатам измерения величины дисбаланса устанавливают на закраины колесных дисков.

В ходе проведения данной лабораторной роботы для статической и динамической балансировки колес используется стенд Technospin

Порядок работы

1. Очистить колесо от пыли и грязи.

2. Проверить и довести до нормы давление воздуха в шине колеса.

3. Установить колесо в сборе на балансировочный стенд и надежно закрепить его.

4. Установить рычаг датчика определения размера диска

5. Раскрутить колесо на стенде, нажав на сенсорную кнопку «Start»

6. Нажать кнопу «Stop»

7. Считать величину дисбаланса на дисплеях справа и слева.

8. Вращая колесо, по показаниям индикаторных шкал справа и слева установить балансировочные грузики и повторить переходы 1- 6.

9. Если дисбаланс устранен, то на дисплеях установятся нули, если же нет, то операции повторять до устранения дисбаланса.

Балансировка колес в автомобиле на стенде: статическая и динамическая

Автолюбители исправно проходят техническое обслуживание своих автомобилей, меняют масла, фильтры и другие расходники. Однако зачастую многие забывают о такой процедуре, как балансировка колес. Владельцы одного комплекта дисков раз в сезон приезжают на смену резины с летней на зимнюю и наоборот. Обладатели летнего и зимнего варианта самостоятельно ставят колеса и годами ездят на неотбалансированной резине.
Различают два вида балансировки:

• динамическая;
• статическая.

Внимание! Не каждая фирма по шиномонтажу готова взяться за работу по статической балансировке из-за отсутствия необходимого оборудования. Качественные и профессиональные услуги вы можете получить здесь.

Динамическая балансировка колес

Такой вид работ вам могут провести только на специальном и современном стенде. На большинстве новых автомобилей с завода устанавливается резина с широким профилем, которая чувствительно воспринимает динамический дисбаланс и требует дополнительной проверки на оборудовании.
При проведении работ специалист устанавливает колесо на рабочий станок, который делает несколько замеров и указывает место установки грузика. Такая процедура не займет у вас много времени, зато оградит от неприятных биений при прохождении затяжного поворота.

Статическая балансировка колес

Любой балансировочный станок способен устранить статические биения колеса. Смысл заключается в поиске самой тяжелой точки и определении точки установки грузика.
Разные станки могут обслужить колеса от небольшого грузового и легкового автомобиля. Для установки больших колес используется специальный грузовой стенд и осевой адаптер.
При проведении статической балансировки ваше колесо раскручивается для определения центробежной нагрузки. Частота вращения зависит от настроек оборудования. Данная операция может выполняться работником сервиса до тех пор, пока колесо полностью не отбалансируется и прибор не покажет правильные значения.

Внимание! Перед проведением работ проследите за тем, чтобы оператор удалил все камни из протектора, очистил внутреннюю сторону диска от загрязнений и удалил старые грузики. Если вам проведут настройку баланса с камнями в протекторе, то все настройки собьются сразу после удаления камня на высокой скорости.

Перед установкой колеса на станок нужно правильно отмыть и очистить все загрязнения. Некоторые компании используют очистительную камеру, в которой подается пар под высоким давлением.

Нужна ли балансировка колес?

При производстве резины и автомобильных дисков невозможно точно угадать баланс и равномерно распределить вес. Даже в процессе покраски литых или металлических дисков краска на ободе ложится не равномерно и дает биение при динамических нагрузках.
Самое сильное влияние на распределение веса оказывает резина, ввиду удаленного расположения от центральной оси. Поэтому даже если вы купите новую резину и диски, то необходимо сделать балансировку колес.
Резина, установленная без балансировки, оказывает влияние на некоторые системы и детали автомобиля, например:

• ступичные подшипники изнашиваются в несколько раз быстрее;
• по кузову идет хорошо ощутимая вибрация на высоких скоростях;
• долгий процесс эксплуатации с вибрацией выводит из строя шрус, рулевые тяги, шаровые, наконечники и сайлентблоки;
• покрышка изнашивается намного быстрее;
• рулевая рейка постоянно получает микроудары и быстрее придет в негодность.

В итоге копеечная экономия на ежегодную балансировку может привести к серьезным тратам при дорогостоящем ремонте ходовой части автомобиля. Последствия вибрации также могут оказывать негативное влияние на подушки двигателя и трансмиссии.

Как делают балансировку колес?

Работы проводятся на специальном оборудовании с помощью вспомогательных элементов и грузиков для балансировки колес.
Всего доступно несколько вариантов:

• На оборудовании (требуется снятие колеса).
• Финишная, при которой колесо остается на автомобиле.
• Автоматическая (используется бисер или тонкий порошок).Самым распространенным и надежным вариантом является настройка баланса снятого колеса на специальном оборудовании.

Перед установкой на станок выполняются условия:

• очистка покрышки и диска с помощью гидротурбины, пара или мойки высокого давления;
• подкачка колеса до рабочего давления;
• снятие центрального колпачка и установка адаптера.

Внимание! Зачастую мелкие сервисы по старинке очищают обод тонкой щеткой, не промывая трудные участки от скопившейся грязи. Такой подход не позволит правильно отбалансировать колесо, и вам придется делать повторный визит или ехать в другую фирму.

Балансировать колеса вы можете самостоятельно с помощью специальных гранул. Однако не каждый автовладелец хочет сыпать в каждую покрышку легкового автомобиля около 50-100 граммов порошка. К тому же сделать балансировку рабочего колеса обойдется намного дешевле классическим способом с применением грузиков. Поэтому автоматический метод балансировки с бисером чаще всего используется дальнобойщиками на грузовых авто.
Финишную балансировку колес можно сделать прямо на автомобиле. Машина устанавливается на специальное оборудование, которое раскручивает колесо до 90 километров в час, проверяя резину и диск на биение. Если с настройками все в порядке, то приспособление не потребует установки дополнительного грузика. Непосредственная проверка на автомобиле удобна тем, что вам не придется снимать колесо.
Оборудование для проведения балансировки
Лучшими станками для проведения балансировочных работ являются «Тринберг» и «Троммельберг». Мастера часто называют их «Тролинберг». Принципы работы каждого станка очень схожи, однако отличаются системные алгоритмы для определения точки установки грузика.

Важно! Невозможно сделать балансировку колеса на устаревшем оборудовании с изношенным валом и сбившимися системными настройками. Поэтому, если вы решили сделать балансировку в незнакомом сервисе, обязательно обратите внимание на чистоту рабочего места и внешний вид станка.

Можно ли самостоятельно отбалансировать колеса
Колеса без балансировки оказывают пагубное влияние на элементы подвески и снижают срок службы ступичных подшипников. Не все автовладельцы хотят раз в сезон оплачивать услуги балансировки передней и задней оси, поэтому часто задаются вопросом, можно сделать балансировку колес своими руками?
Наверняка вы не захотите самостоятельно создавать балансировочное оборудование, а покупка готовых вариантов стоит приличных денег. Для работы нужен не только станок, но и дополнительные компоненты:

• помещение для проведения работ;
• мощная электрическая точка для обеспечения питания;
• твердая рука и наличие опыта;
• свой комплект грузиков, которые могут самоклеяться.

Все необходимые компоненты требуют много времени и денежных вложений. Поэтому на начало зимнего или летнего сезона вам все же придется посетить станцию и обслужить колеса.

Грузики для балансировки колес

Различают несколько типов грузиков:

1. Набивные.
2. Самоклеящиеся.

Набивные состоят из свинца или металла. Каждая деталь оснащена специальным крепежом для надежного зацепления с ободом колеса. Установка осуществляется на внешнюю и внутреннюю сторону обода с помощью легкого постукивания молотком. Такие детали имеют разные показатели по весу, а также отличаются по форме для штампованных и литых дисков.

Самоклеющиеся грузики

Балансировочные ленты с адгезивной подложкой изготавливаются из свинца. Чаше всего вся лента весит 60 граммов и состоит из отдельных элементов по 5 и 10 граммов. При необходимости нужный вес очень легко отделить.
Данная деталь приклеивается с внутренней стороны литого диска с помощью специального клейкого состава.
Внимание! Перед приклеиванием нужно тщательно обезжирить поверхность. В противном случае грузик отвалится при высоких скоростях.

5. Динамическая балансировка колес.

Балансировка — операция уравновешивания механизмов и их элементов, производимая с целью устранения неуравновешенных сил инерции и их моментов. Различают статическую и динамическую балансировку. Первая выполняется только для устранения неуравновешенных сил инерции, вторая — для устранения неуравновешенных сил инерции и их моментов. Статическая балансировка применяется для уравновешивания медленно вращающихся деталей, имеющих незначительную длину, в направлении оси вращения. Для длинных или быстро вращающихся деталей необходима динамическая балансировка, которая производится на специальных балансировочных станках (балансировочных машинах). При динамической балансировке определяются не только величины неуравновешенных сил и моментов, но и положения плоскостей, в которых эти силы и моменты действуют.

На практике различают три дисбаланса колес: статический (масса колеса неравномерно распределяется относительно оси вращения), динамический (масса колеса неравномерно распределяется относительно центральной плоскости вращения), комбинированный дисбаланс (включает статический и динамический дисбаланс) (масса колеса неравномерно распределяется относительно оси вращения и центральной плоскости вращения)

При высоких скоростях вращения даже небольшая неуравновешенность (дисбаланс) автомобильных колес вызывает вибрационные нагрузки на элементы автомобиля, вызывая износ подшипников, протектора шин, деталей подвески и рулевого управления. Дисбаланс колес приводит к ухудшению устойчивости автомобиля, плавности хода, снижается эффективность торможения. В результате снижается безопасность движения автомобиля.

Причинами появления дисбаланса

Конструктивные – обусловлены конструкцией колеса (отверстия)

Технологические – следствие неточного изготовления шины и колеса, неоднородности материала

Эксплуатационные – неправильная затяжка колеса при установки на ступицу, дефекты шины при их изготовлении, так и дефекты обода или диска, износ протектора (неисправности подвески, рулевого управления) неправильной регулировки тормозов, из-за резких торможений, износа места крепления колеса на барабане и т.д.

Поэтому уравновешивание новых колес дает результаты только до определенного пробега, следовательно, уравновешенность колес должна производиться систематически. Для этих целей разрабатывается стенд для динамической балансировки колес.

Преимущества балансировки колес
Вне автомобиля	На автомобиле
Высокая точность измеряемого дисбаланса, малая площадь, занимаемая установкой, независимость операции от положения автомобиля.	Отсутствие затрат труда на снятие и установку колеса, возможность проведения экспресс-диагностики, возможность устранения неуравновешенности ходовой части, неправильное центрирование не влияет на результат.
Недостатки балансировки колес
Невозможность устранить неуравновешенность ходовой части (неправильное центрирование колеса на авто) способ непригоден на диагностике, т.к. требует снятия всех колес.	Невозможность точного измерения установленного грузика, требуется большой опыт оператора.
Оба типа стендов необходимы в современном автосервисе не заменяют друг-друга, а только дополняют.

Чтобы сократить подготовительное время колёса стали крепить на балансировочном стенде через центральное отверстие, насаживая их на конус. Но не у всех дисков центральное отверстие достаточно «центрально»: сказывается деформация диска, а штампованные диски вообще имеют центральное отверстие, которое не обрабортано для использования конусов при балансировке. Поэтому для обеспечения точности балансировки необходимо крепление колеса на стенде через родные шпильки ступицы автомобиля. Это возможно с помощью так называемых адаптеров, обеспечивающих строгую центровку колеса при балансировке. Разработчиком и производителем таких устройств является фирма HAWEKA.

Балансировка колес | Шины и диски

При движении автомобилей, особенно легковых, имеющих независимую переднюю подвеску, на высоких скоростях иногда появляется биение, виляние и подпрыгивание колес.

Причиной этого являтся дисбаланс или неуравновешенность колес, возникающая в результате неравномерного износа протектора шины, наложения манжет или заплат при ремонте покрышки или камеры, помятости или деформации диска или обода колеса и др. Это приводит к возникновению в колесе «тяжелого места», т. е. к несовпадению центра тяжести колеса с его геометрической осью. Колесо в этом случае не остается в безразличном равновесии и, если ему (в вывешенном состоянии) придать толчком руки вращение, оно остановится только в определенном положении, когда наиболее «тяжелое место» займет низшее положение, а «самое легкое место» — верхнее.

Рис. Схема неуравновешенности колеса

Для устранения неуравновешенности колес их подвергают статической или динамической балансировке. Статическая балансировка заключается в определении момента силы тяжести (Гсм) неуравновешенной массы колеса относительно оси вращения и установке грузика-противовеса. Так, если в колесе имеется неуравновешенность, выраженная «тяжелым местом» 1, то статическим методом такой дисбаланс шины можно устранить, установив балансировочный грузик 2 с противоположной стороны в любом месте справа или слева от вертикальной плоскости шины. Статическая балансировка колес производится на простых балансировочных станках. Вначале колесо, установленное на станок вместе со ступицей, поворачивают в различные положения и наблюдают, остается ли оно в равновесии. Если колесо самопроизвольно поворачивается, его балансируют. Для этого несколько снижают давление воздуха в шине (для удобства установки балансировочных грузиков), затем вращают колесо толчком руки сначала по часовой, затем против часовой стрелки до полной остановки, и в обоих случаях отмечают мелом на боковине покрышки верхние точки I и II, обозначающие «самое легкое место» колеса. Половина расстояния между меловыми отметками определит действительное положение самого легкого места в колесе. Далее на этой части колеса симметрично «легкому месту» на закраине обода устанавливают по одному балансировочному грузику. Медленно вращая толчком руки колесо и перемещая в случае необходимости грузики или меняя их по весу, добиваются полного статического равновесия колеса. После балансировки давление в шине доводят до нормального.

Рис. Станок для статической балансировки колес

Рис. Статическая балансировка колеса:
а — крепление балансировочного грузика на ободе колеса; б — определение самой легкой части колеса: в — начальное положение балансировочных грузиков; г — конечное положение балансировочных грузиков (при равновесии колеса)

Допустимая статическая неуравновешенность колес легковых автомобилей по ГОСТу не превышает 500—1000 Гсм (в зависимости от размера шины). При статической балансировке колес легковых автомобилей радиальное биение должно быть не более 1,5—2 мм, боковое — 2—3 мм.

Вес грузика, устанавливаемого преимущественно с внутренней стороны обода колеса, обычно равен 50—75 г. Описанная балансировка может не дать нужных результатов, так как при этом нельзя определить, на какой стороне нужно установить уравновешивающий грузик. Так, если грузик установлен справа от вертикальной плоскости симметрии, как это указано на рисунок, то при вращении колеса возникнет пара сил Р-Р, которая вызовет биение колеса, независимо от его статической балансировки. Такое явление представляет динамическую неуравновешенность колеса. Для устранения биения колеса, грузики устанавливаются со стороны «тяжелого места». Наличие нескольких «тяжелых мест» вызывает необходимость уравновешивания несколькими грузиками. Определение величины и места установки уравновешивающих грузиков является динамической балансировкой.

Динамическую балансировку колеса производят на специальных станках. На рисунке показан общий вид станка ГАРО, модель 191. При балансировке колесо устанавливают на вал, одна из опор которого плавающая (имеет некоторую свободу перемещения вместе с валом). Когда колесо, имеющее дисбаланс, при своем вращении начинает бить, то эти колебания воспринимаются валом и передаются на индикатор, при помощи которого определяется положение и вес грузиков. Балансировка колеса на этих станках требует значительного времени, а поэтому они пока не получили широкого применения в автохозяйствах.

Рис. Общий вид станка для динамической балансировки колес:
1 — корпус станка; 2 — электродвигатель; 3 — ременная передача; 4 — тормоз; 5 — балансировочный механизм; 6 — резонансный индикатор; 7 — педаль отключения и остановки балансировочного вала

Как часто делать балансировку колес. Виды балансировки колес

Многие владельцы автомобилей внимательно следят за состоянием различных фильтров, скрупулёзно проверяют давление в шинах, уровень масла и т.п. Само собой, все ездят на ТО или проводят его своими руками. Однако, есть как минимум одно мероприятие, которое в идеале положено регулярно проводить. Но подавляющее количество автолюбителей незаслуженно забывают о нём. Речь идёт о балансировке колёс.

Между прочим, игнорирование этого вида обслуживания автомобиля может привести к дополнительным тратам в виде ремонта элементов подвески, которые подвергались ускоренному износу. Кроме того, уменьшится комфорт и даже (в худшем случае) безопасность движения.
Поверьте, лучше не стоит пренебрегать маленькой проблемой, пока она не превратилась в большую. Сейчас в каждом городе, даже в глубокой провинции, есть шиномонтаж, а то и не один. Там вам за умеренную плату проведут все необходимые работы.
В этой статье мы подробно расскажем, что такое балансировка колёс, зачем нужна балансировка колес, как часто делать балансировку колес и каким образом она проводится.

Когда нужно делать балансировку колес?

Итак, зачем всё-таки надо регулярно осуществлять балансировку колёс? Далеко не все смогут дать уверенный ответ. Причин довольно много – чтобы повысить безопасность вождения, продлить ресурс элементов ходовой части автомобиля, сделать ощущения от езды более комфортными и др.
Чтобы лучше понять суть, придётся немного погрузиться в физику. В процессе движения на колесо, помимо прочего, воздействует ещё и центробежная сила. Сбалансированное колесо работает штатно. А вот разбалансированное – нет, потому что в таком случае возникают дополнительные центробежные силы. Их присутствие крайне нежелательно, потому что они негативно влияют на подвеску машины, ускоряя износ её составных частей.
Можно не обращать на это никакого внимания. С течением времени разбалансировка будет усугубляться, и начнут возникать негативные явления и неисправности.

К чему приводит бездействие:
1. Ускоренное сокращение ресурса элементов ходовой части. Обыкновенно, быстрее всех изнашиваются ступичные подшипники. При наихудшем развитии событий они развалятся на куски. Если это произойдёт на высокой скорости, вы неминуемо попадёте в ДТП.
2. Разбалансированные колёса ухудшают сцепление с дорожным полотном. Управляемость снижается, сильно возрастает тормозной путь, не говоря уже о том, что езда в плохую погоду становится похожа на «русскую рулетку».
3. Увеличивается скорость изнашивания шин вследствие вибраций. Шины сейчас стоят немало, так что это будет напрямую бить по вашему кошельку.
4. Машиной становится проблематично управлять. Особенно это заметно, если разбалансированные колёса находятся спереди. Колебания отдаются в рулевое колесо, отчего появляется дискомфорт.
Как видите, лучше своевременно посетить шиномонтаж, чем потом пожинать горькие плоды собственной беспечности.

Часто ли делать балансировку?

Далеко не все знают, с каким интервалом надо осуществлять балансировку. Более того, даже в специализированной литературе найти подобную информацию тяжело. Ниже приведены рекомендации, основанные на опыте специалистов нескольких автосервисов.
Рекомендуется делать балансировку колёс в следующих случаях:

 

• Во время смены шин;
• От 500 до 600 км пробега с тех пор, как покрышка была поставлена на новый колёсный диск;
• Если случился пробой подвески;
• Появились вибрации или даже биения, отдающиеся в рулевое колесо;
• На плановом ТО или через 10000 —15000 км пробега.

Основные виды балансировки колес:

Существует 2 типа разбалансировки – статическая и динамическая балансировка колес. Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.

• Статическая балансировка колес 

Суть дисбаланса кроется в параллельности двух осей – инерции и вращения. У такого колеса смещённый центр тяжести, а также неравномерное распределение общей массы.
Диагностировать его несложно – для этого даже не нужен стенд. Достаточно взять колесо в сборе и водрузить его, например, на ось. Затем раскручиваем колесо и следим за его движением. Если вращение происходит маятникообразно, а колесо крутится совсем недолго, то присутствует статический дисбаланс.
Способ исправления заключается в приклеивании особых грузиков или монтаже кронштейнов, которые применяются соответственно для легкосплавных и штампованных дисков.

 

• Динамическая балансировка колес 

Характерной чертой динамического дисбаланса является несовпадение осей вращения и инерции. В итоге масса неправильно распределяется по ширине, в то время как при статическом дисбалансе наблюдается похожее явление, но по отношению к длине.
Диагностика ещё проще, чем в первом случае. Увидеть дисбаланс можно даже без снятия колеса, лишь только подняв нужную сторону машины на домкрате.
Устраняется он посредством установки особых грузиков и с наружной, и с внутренней стороны диска.
По наблюдениям сервисменов, подобному типу разбалансировки наиболее подвержены колёса с широкопрофильными покрышками.
Когда статическая или динамическая балансировка выполнена, то после неё проводится ещё одна – финишная.
Автомобиль подвешивают на стенде. Колесо, на котором проводились работы, раскручивают до 90 км/ч. В это время компьютер анализирует показатели и высчитывает место, куда надо приклеить грузик. Результат выводится на экран, дальше колесо снимается и мастер выполняет все необходимые работы. Главное преимущество такой балансировки заключается в высокой точности. Недостаток – её можно сделать только в больших автосервисах, поскольку необходимое оборудование дорого стоит и не всем СТО по карману.
Есть ещё один способ балансировки, который называется автоматическим. Применяется он, главным образом, для колёс большегрузных автомобилей, автобусов, тракторов и различной спецтехники.
Внутрь колеса помещают особое вещество в гранулированном виде. Под действием центробежной силы гранулы прилипают в нужных местах, исправляя дисбаланс.
По отношению к легковушкам этот способ не применяется из-за сложностей при подсчёте количества вещества для маленьких колёс.

Основные правила балансировки

Есть несколько правил, которые необходимо строго соблюдать во время проведения балансировки колёс:

• Если на колесе были грузики, их необходимо снять.
• Диск надо очистить от грязи со всех сторон – и снаружи, и внутри.
• Покрышка подлежит обязательной проверке на предмет того, как она встала на своё место. Если что-то не так, колесо перебортируется.
• Пластиковые колпаки не рекомендуется устанавливать после проведения балансировки – это ухудшает качество выполненной процедуры.

А с какими вы сталкивались трудностями при балансировке колес?

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

3. Методика статической балансировки

В процессе производства турбоустановок практически невозможно выполнить рабочее колесо так, чтобы центр тяжести его совпадал с осью вращения. Несовпадение центра тяжести турбинного диска с его осью вращения приводит при работе турбины к появлению неуравновешенной центробежной силы. С целью ликвидации такого рода неуравновешенности колеса производят его статическую балансировку на балансировочном стенде (рис. I). Этот стенд состоит из двух жестких стоек 2 с закрепленными на них призмами 3 и оправки 4 с насаженным на нее рабочим колесом I. Колеса с помощью конических втулок 5 насаживают на оправку, причем посадка должна обеспечить строгую концентричность расточки втулки турбинного диска относительно шеек оправки. Последние должны быть одинакового диаметра, а также иметь точную геометрическую форму. Отклонение по форме и по величине допускается не более 0,01-0,02 мм. Оправку устанавливают шейками на призмах станка.

Рис.1. Схема станка для статической балансировки диска и рабочих колес турбомашин.

1 – рабочее колесо; 2 – стойка; 3 – призма; 4 – оправка; 5 – коническая втулка; 6 – гайка.

Призмы изготовляются из стали с последующей закалкой. Длину призм выбирают из расчета, чтобы вал оправки мог сделать 1,5-2 оборота. Ширину рабочей поверхности призмы определяют из условия контактной прочности на смятие. Практически при балансировке деталей весом менее 1000 кг ширину призм выбирают от 3 до 6 мм.

Рабочие плоскости призм должны быть тщательно отшлифованы, края призм слегка закруглены. Призмы должны быть выверены так, чтобы их рабочие поверхности располагались в одной горизонтальной плоскости.

Оправка после изготовления тщательно балансируется вместе с коническими втулками и прижимной гайкой 6. Как оправка, так и конические втулки калятся и шлифуются.

Статическая балансировка в процессе изготовления рабочих колес турбомашин производится обычно дважды. Первый раз — предварительная, после окончательной механической обработки турбинного диска перед его облопачиванием. Второй раз — после наборки лопаток перед посадкой облопачиваемого диска, то есть рабочего колеса, на вал ротора турбомашины. В первом случае неуравновешенность диска только определяется, но лишняя масса металла с диска не снимается. Место, с которого требуется снять лишний металл, в этом случае отмечается с обозначением веса.

В процессе статической балансировки допускается минимальный остаточный небаланс, не превышающий определенной величины, указываемой в чертеже рабочего колеса. Обычно на практике принимают, что центробежная сила, возникающая из-за остаточного небаланса диска, при рабочем числе оборотов ротора не должна превышать 3-5 % от веса балансируемого колеса.

Такая балансировка обеспечивает спокойную эксплуатацию турбоустановки.

Допускаемая неуравновешенность (в кг), отнесенная к радиусу R (в м), определяется из уравнения:

или

Отсюда ,

где n — рабочее число оборотов ротора турбомашин в минуту;

к — коэффициент, принимаемый в пределах от 0,03 до 0,05.

Таким образом, прежде, чем выполнить практическую часть работы, следует вычислить допустимую величину остаточного небаланса рабочего колеса с тем, чтобы выполнить статическую балансировку колеса с необходимой точностью.

Предварительно следует выбрать окружность на колесе и замерить ее радиус R.

Вес балансируемого рабочего колеса G следует вычислить на основании обмеров, приняв удельный вес материала 7,8 г/см3 (или определить путем взвешивания), различают явный и неявныйнебалансы. При явном небалансе после установки колеса с оправкой на параллелях колесо покатится по ним и через некоторое время остановится в положении, когда его тяжелая сторона окажется внизу. Подвешивая различные по величине грузы на окружности выбранного радиуса R с противоположной стороны, можно добиться безразличного состояния колеса в любом его положении. Величину найденного таким образом уравновешивающего грузаопределяют с помощью весов, а сам груз опять прикрепляют к диску на то же место и не снимают до конца балансировки.

Однако безразличное положение колеса на параллелях еще не указывает на полное отсутствие у последнего небаланса. Объясняется это тем, что при качении оправки по параллелям возникает сила трения качения, причем величина ее зависит от размеров и качества поверхностей контакта и материалов пары. Небаланс, связанный с нечувствительностью, вызванной наличием момента трения, называют неявным.

Существующие методы статической балансировки предусматривают устранение явного и неявного небалансов либо одновременно, либо в два приема. Последний метод использован в настоящей работе. В этом случае сначала устраняют явный небаланс, добиваясь безразличного положения диска на параллелях, как было показано выше, и лишь после этого неявный небаланс.

Для определения неявного небаланса окружность, которая ранее была принята за исходную при устранении явного небаланса, делят на 8 равных частей (рис.4). Каждую отмеченную точку на этой окружности устанавливают в горизонтальной плоскости и с помощью пластилина прикрепляют в этой точке к диску пробный груз массой Р. Масса груза должна быть такой, чтобы диск сделал поворот на некоторый угол (например, 30°). Угол поворота должен быть одинаковым при подвеске грузов последовательно во всех восьми точках окружности. При точном проведении балансировки, правильно выставленных параллелях и полной их исправности, а также при отсутствии на шейках оправки забоин масса грузов, подобранная таким образом для различных точек должны изменяться по гармоническому закону (рис.3). На основании полученной кривой находят тяжелое место диска, которое будет соответствовать точке, где масса пробного груза будет минимальной Р_min.Для устранения неявного небаланса необходимо в диаметрально противоположном месте, т.е. в точке, соответствующей массе пробного груза Р_mах, поставить балансирующий груз. Массу балансирующего груза определяют по формуле:

С помощью приведенной кривой (рис.2) можно вычислить величину силы трения качения, отнесенную к радиусу R:

,

а также момент этой силы трения

.

Рис.2. Схема к выводу уравнений равновесия диска.

Выражения для и к могут быть получены, если соста­вить уравнение моментов для двух положений диска, принимая, что неявный небаланс приложен на радиусе х (рис.2):

;

.

Явный и неясный небалансы вызывают при работе турбомашины неуравновешенные центробежные силы, которые в общем случае имеют различные линии действия.

Следовательно, в общем случае для определения величины суммарного небаланса и его положения (при заданном радиусе R) следует исходить из равнодействующей этих центробежных сил. Однако, в том случае, когда для определения явного и неявного небалансов использовали одну и ту же окружность радиуса R, величину суммарного небаланса и его положения на этой окружности находят путем геометрического сложения величины обоих небалансов (рис.4). Если же при определении значений небалансов за исходные были приняты окружности разных радиусов, величины небалансов следует привести к одному радиусу и лишь после этого выполнять геометрическое суммирование небалансов.

Положение суммарного небаланса ∆G на окружности радиуса отвечает «тяжелому» месту диска. На турбостроительных заводах небаланс чаще всего устраняется с «тяжелой» стороны диска, обрабатывая его на карусельном станке (при наклонной установке диска) или вручную шлифовальным кругом с последующими взвешиванием стружки и проверкой балансировки на параллельных призмах.

Если по технологическим или иным соображениям металл снимают на окружности, радиус которой отличен от принятого R , то делают пересчет по формуле:

,

где r — радиус окружности участка диска, откуда снимается небаланс.

После устранения неуравновешенности проводят аналогичным способом контрольную статическую балансировку. Если величина остаточного небаланса ∆G не превышает допустимую , балансировка считается законченной. В противном случае она повторяется до получения положительного результата.

4. Порядок проведения работы

1. Взвесить балансируемый диск (в нашем случае обмерить и вычислить его массу). Выбрать исходную для балансировки окружность, отметить и замерить ее радиус R.

2. Посадить диск на оправку (в нашем случае уже выполнено).

3. Тщательно осмотреть рабочие поверхности параллелей и шеек оправки. Они не должны иметь забоин, царапин и грязи.

4. Установить и выверить стойки с призмами в двух направлениях в горизонтальной плоскости по уровню.

5. Установить оправку с закрепленным на ней диском на стойки и проверить по уровню неизменность положения стоек.

6. Определить величину явного небаланса. Для этого дать возможность диску перемещаться по параллелям до тех пор, пока его тяжелая часть не установится внизу.

7. С помощью пластилина прикрепить груз на теле диска по окружности радиуса R. диаметрально противоположно тяжелому месту и повторить операцию, указанную в п. 6.

8. Повторять операции, указанные в п. 7 и 6 до тех пор, пока не наступит положение безразличного равновесия.

9. Убедиться в устранении явного небаланса, установить рабочее колесо так, чтобы тяжелое место и место установки уравновешивающего груза, расположенные диаметрально противоположно, находились в горизонтальной плоскости. При этом отбалансированный диск должен оставаться в покое.

10. Снять груз и определить его массу на весах.

11. Прикрепить груз на прежнее место и для проверки повторять операцию, указанную в п. 9.

12. Определить величину неявного небаланса. Для этого окружность радиуса R разделить на восемь равных частей. При этом точку «I» рекомендуется совместить с положением груза, уравновешивающего явный небаланс.

13. Установить диск с делением «I» в горизонтальной плоскости. Прикрепить пластилином к телу диска в точке «I» груз. Массу груза следует подобрать таким образом, чтобы под ее воздействием диск начал поворачиваться на определенный угол (например, 30°).

14. Снять груз, взвесить на весах и его массу записать в таблицу.

15. Проделать операцию, указанную в п. 13 и 14, для всех остальных точек «2», «3» и т.д. Угол поворота диска при этом должен быть одинаковым для всех точек. Направление поворота диска сохраняется для всех точек.

16. Построить диаграмму, аналогичную на рис. 2.

17. Определить величину неявного небаланса и точку приложения уравновешивающего этот небаланс груза на окружности радиуса R .

18. Определить величину суммарного небаланса (см. рис. 4) и его положение на окружности радиуса R . Это тяжелое место рабочего колеса. Здесь следует снять лишний металл в количестве ∆G. Однако, небаланс диска можно устранить также следующим образом, как указано в п. 19.

19. В диаметрально противоположной положению небаланса (точка «С» на рис. 4) на окружности радиуса R закрепить груз, масса которого равна суммарному небалансу ∆G.

20. Провести контрольную статическую балансировку.

21. Сопоставить величину остаточного небаланса ∆G_ост с его допустимым значением ∆G_g. Решить вопрос о повторной балансировке диска.

5. Обработка результатов измерений

Исходные данные:

R = 0,2713 м.

m = 55,5 кг.

ρ = 7,8 г /cм³.

х = 0,2125 м.

Явный небаланс ∆G’ = 65 грамм.

вес ∆G’=0,638 Н.

Допускаемая неуравновешенность:

.

По кривой для определения величины неявного небаланса при статической балансировке диска определяем:

P_max = 65 гр.

P_min = 32 гр.

Рис.3. Кривая для определения величины неявного небаланса при статической балансировке диска.

Вес балансирующего груза:

Н.

Величина силы трения качения, отнесённая к радиусу R:

Н.

Момент этой силы трения:

М_тр = k·R=0,476·0,2713=0,129 Н·м.

Рис.4. Схема определения величины и положения суммарного небаланса при статической балансировке диска.

Определяем величины и положения суммарного небаланса при статической балансировке диска:

(см. схему)

α = 45⁰.

АВ = 0,16 м.

∆G = 0,755 H и β = 8,12^о определяем путём решения ∆OFH.

Вывод: в лабораторной работе мы ознакомились с методикой статической балансировки рабочих колёс и расчётным путём определили величину допустимого остаточного небаланса балансируемого рабочего колеса экспериментальной воздушной турбины.

Для балансировки диска необходимо в точке Е добавить металл весом ∆G = 0,755 Н, т. е. массой m=77 г.