Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выбрать шкив коленвала

Как выбрать шкив коленвала

В автомобиле достаточно таких деталей, которые даже при разборке может быть нелегко заметить. Одной из таких деталей является шкив коленчатого вала – небольшое дискообразное изделие, которое берет на себя очень важную задачу. А именно передачу крутящего момента. В этой статье мы рассмотрим данную задачу «под микроскопом», а также определимся с тем, как определить неисправность шкива коленвала. Также мы ответим на вопросы о необходимости его замены и представим методику подбора запчасти. Заранее отметим, что не привлекающий к себе внимания шкив довольно редко выходит из строя, однако, в случае поломки игнорировать проблему никак нельзя – падает работоспособность нескольких систем авто.

Как выглядит шкив коленвала

Важные особенности

Работа отдельных автомобильных агрегатов обеспечивается энергией, которая передается от вращающегося коленчатого вала. Так, например, вращение колес обеспечивается сложной системой шестерен и валов, а вот помпа, кондиционер, ГРМ и генератор вращается от шкива коленвала. Это небольшая деталь отличается высокой прочностью и низкой отказоустойчивостью. Фактически, она может прослужить столько же, сколько прослужит автомобиль вплоть до его отправки на утилизацию.

По факту видов шкивов коленвала автомобилей немало. По крайней мере в том смысле, в каком это видится производителю – каждая группа инженеров вправе прибегать к своим собственным конструкторским решениям и создавать свои варианты шкивов. На сегодняшний день разновидностей этой детали осталось уже не так много, однако деление на типы имеет обоснование. Каждый шкив приспособлен под определенные условия эксплуатации автотранспортного средства , так что водителю важно понимать, что пара шкивов далеко не всегда может быть взаимозаменяемой. Отчасти это упрощает задачу покупателя, поскольку шкив достаточно искать по данным автомобиля или же по его идентификационному номеру.

Назначение и устройство

Шкив коленвала представляет собой изделие дисковой формы. В центре находится специальное отверстие, при помощи которого вся деталь может быть насажена на переднюю часть коленчатого вала. Там же находится небольшая канавка, предназначенная для установки так называемой шпонки. На внешней части шкива имеются канавки. Как автолюбитель уже наверняка догадался, в канавки сделаны под приводные ремни .

Шкив коленвала

В подавляющем большинстве случаев наружная часть шкива представляет собой диск с периферией, которые соединены особо прочной резиной. На шкиве можно заметить небольшие запилы и ямки – они нужны для того, чтобы деталь, по большей части являющаяся увесистым металлическим изделием, была сбалансирована. Хорошо сбалансированный шкив справляется со следующими задачами:

  • Охлаждение ремней;
  • Амортизация в тех случаях, когда меняется характер вращения;
  • Передача энергии навесного оборудованию через ременную передачу;
  • Балансировка коленвала по ходу его работы.

В идеале, шкив коленчатого вала служит десять лет. На длительность работы влияет множество факторов, в числе которых характер работы силового агрегата, состояние смежных узлов. Шкив не является обслуживаемой деталью , а идеи о его ремонте далеки от реальности – деталь нужно восстановить и сбалансировать, что иногда бывает так же сложно, как выточить новое изделие из цельной металлической заготовки. При изготовлении шкивов на заводе в ход идет литье и филигранная токарная обработка, с которой справится не всякий мастер. Так что если шкив коленвала вышел из строя, надо брать новый.

Разновидности шкивов

Как мы уже писали ранее, автопроизводители могут ввести в конструкцию своих авто различные шкивы. Хоть внешне деталь с авто одной марки может внешне не отличаться от детали другой, разница есть всегда. И дело здесь не только в форме, но и в балансировке. Тем не менее шкивы делятся на несколько типов. А именно:

  1. Под клиновый ремень. Именно шкивы под такой ремень установлены на подавляющем числе легковых, грузовых, спортивных автомобилей. Шкив под ремень является той самой цельнолитной или цельносварной деталью, о которой говорилось выше. Прокручиванию шкива препятствует шпонка на коленвале, а сама деталь крепится гайкой (в редких случаях болтом);
  2. Зубчатый шкив. На современных ГРМ далеко не всегда используется цепная передача. С целью облегчения всей системы конструкторы решили использовать специальные ремни. Зубчатый шкив на своей внешнем ободе имеет зубья, с которыми сцепляются пазы на внутренней поверхности ремня. Несмотря на кажущуюся уязвимость зубьев, они почти не истираются;
  3. Демпферный шкив. Зубчатые шкивы позволили решить проблему несовпадения углов вращения, а демпферные позволяют решить проблему импульсных механических воздействий, непременно возникающих в систему газораспределения авто. Такой шкив имеет резиновую прослойку, разделяющую рабочий диск и внутреннюю обойму – демпфер.
Читайте так же:
Как разобрать ударную отвертку

Вся тройка шкивов имеет свои достоинства и недостатки. Важно понимать, что конструктивное исполнение шкива зависит и от того, как устроены смежные с ними элементы и каковы особенности их работы. Те же демпферные шкивы позволили решить проблемы механических воздействий и вибраций, возникающих при запуске двигателя и изменении частоты, с которой вращается коленвал. Вместе с тем демпфер шкива довольно быстро выходит из строя. Давайте уделим этому чуть больше внимания.

Демпферный шкив коленвала

Демпферные или монолитные шквивы?

На практике было доказано, что нейтрализовать колебания двигателя довольно просто при помощи демпфера крутильных колебаний. Такие демпферы широко используются в дизельных автомобилях, тем временем как в бензиновых они встречаются не так часто (обычно в грузовиках и автобусах). На легковых авто шкив коленвала обычно цельнометаллический, что является его ахиллесовой пятой – свободно передающиеся от двигателя вибрации приводят к быстрому износа шкива, вследствие чего до гарантируемых производителем 10 лет работы он не дотягивает . Достоинства демпферного шкива таковы:

Шкиф или шкив как правильно писать

Шкив (нидерл.  schijf , англ.  sheave ) — фрикционное колесо [1] с жёлобом или ободом по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату.

В отличие от блока, шкив передаёт момент с вала на ремень (либо с ремня на вал); блок же вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната. Система из двух закреплённых на валах шкивов, между которыми находится кольцевой ремень, называется ремённой передачей.

Содержание

Типология и нормативная база [ править | править код ]

Указанное различие между шкивом и блоком по передаче или отсутствию передачи крутящего момента на вал носит функциональный характер. По конструкции и с технологической точки зрения блоки и шкивы одинаковы и часто называются общим термином шкив. (Аналогично вал и ось функционально отличаются по передаче момента, а конструктивно одинаковы).

Классификатор ЕСКД «Классификатор изделий и КД машиностроения и приборостроения» относит шкивы к 71 классу общемашиностроительных деталей — тела вращения [2] .

В Российской Федерации требования к шкивам регламентируются:

  • ГОСТ 20889-88. Шкивы для приводных клиновых ремней нормальных сечений. Общие технические условия[3]
  • ГОСТ Р 50640-94. Шкивы приводных ременных передач. Общие технические требования.[4]
  • ГОСТ Р 50641-94. Шкивы с канавками для обычных и узких клиновых ремней. Система, основанная на исходной ширине. [5]
  • ГОСТ 5813-2015 Ремни вентиляторные клиновые и шкивы для двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов. Технические требования и методы испытаний.[6]

Также на них действуют общие требования к продукции машиностроения.

Конструкция [ править | править код ]

В шкивах можно выделить ступичный узел, диск (для цельных) или спицы (для составных шкивов) и обод. Углубление в ободе называют ручьём ремня. Обод может иметь реборды. [7]

Шкивы в зависимости от конструкции могут выполняться [8] :

  • цельными;
  • составными.

Составные шкивы при клиновой форме ручья могут служить для регулировки натяжения ремня (удалением дисков или накручиванием резьбы в половинках диска).

Читайте так же:
Как размягчить резинку на холодильнике

Особым видом составного клинового шкива является вариаторный шкив — у него управление сечением ручья позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение передачи. Управление сечением ручья может быть механическим, гидравлическим, электромагнитным. Такие ременные вариаторы широко распространены у мопедов.

По технологии изготовления [8] :

    ; ; ;
  • полученные механической обработкой;
  • полученные 3D-печатью.
  • гладкие (по форме ручья):
    • плоские [9] ;
    • клиновые [10] ;
    • поликлиновые [10] ;
    • круглые.
    • прямозубые;
    • трапециевидные;
    • полукруглые; .

    Форма обода шкива (ручей): 1 — плоский, 2 — клиновой, 3 — полукруглый, 4 — поликлиновый.

    Гладкие (плоский, клиновой и полукруглый) и зубчатые шкивы

    Плоский литой шкив с выпуклым ободом

    Составной штамповано-сварной шкив (выступает в роли блока, т.е. свободно вращается на оси)

    Вариаторные клиноременные шкивы с управляемым сечением ручья

    Гладкие шкивы используют для передачи вращательного момента без требований к кинематическому соответствию, поскольку им присуще проскальзывание.

    Зубчатые шкивы применяют при требованиях к кинематическому соответствию (например, в газораспределительном механизме ДВС, в приводе головки принтера и т. д.).

    Внешние изображения
    Способы фиксации ступицы шкива

    По способу фиксации ступицы [11] :

    • по посадке с натягом;
    • со шпонками;
    • со шлицами.

    Материалы шкивов [ править | править код ]

    Для стационарного оборудования в ременных передачах для шкивов продолжается использование классических недорогих материалов — серого СЧ и ковкого КЧ чугунов. Существенная масса деталей, как правило, тут не играет роли, поскольку массивные шкивы позволяют отказаться в механизме от маховика. Заменителем могут служить стальные штампованные шкивы. Для механизмов с переменной частотой вращения, для транспортных машин, где важно снижение массы и момента инерции используют шкивы из алюминиевых сплавов. И наконец, шкивы высокоответственных агрегатов могут выполняться из магния или титана.

    В последнее время широко внедряются шкивы из пластмасс (например, капралон) с возможностью рециклинга, особенно в бытовой технике. [12]

    Балансировка шкивов [ править | править код ]

    Внешние изображения
    Балансировка шкивом сверлением

    Дисбаланс шкивов возникает на этапе изготовления как результат погрешностей формы, например при литьё в земляные формы. В случае новых технологий высокоточного литья или штамповки он невелик, однако его влияние значительно для высокооборотных шкивов. Балансировка шкивов проводится на балансировочных станках. В отличие от карданных валов или пневматических колес в сборе, вместо установки балансировочных грузиков для шкивов ведется удаление материала путём высверливания группы отверстий в секторе дисбаланса. [13]

    Все, что нужно знать о ремне ГРМ и его замене. Памятка для водителей

    Ремень привода газораспределительного механизма (сокращенно ГРМ) отвечает за синхронизацию коленчатого и распределительных валов. Так обеспечивается точное совпадение рабочих тактов двигателя: клапаны открываются и закрываются ровно в те моменты, которые соответствуют тому или иному положению поршня.

    Например, когда топливо в цилиндре воспламеняется, поршень уходит вниз, проворачивает коленвал — а тот через ремень ГРМ синхронно вращает распредвалы, управляющие клапанами: впускные закрываются, а в следующем такте, когда поршень возвращается обратно, открываются выпускные. И так по всем четырем тактам.

    Рассинхронизация этого процесса нарушает работу двигателя: появляются проблемы с пуском, вибрация, провалы тяги, потеря мощности и прочие подобные симптомы. Такое происходит, когда ремень растягивается, и его зубцы перескакивают на шкивах относительно правильного положения.

    How to 7 мая Что делать, если сел аккумулятор: 8 способов
    Статьи 3 февраля Если вы так делаете, то мотору скоро придет конец

    Самый плохой сценарий — обрыв ремня ГРМ. В таком случае клапаны замирают в одном положении, а коленвал по инерции продолжает вращаться, двигая поршни наверх, до контакта. Чаще всего это заканчивается повреждениями самих клапанов и поршней, но также могут пострадать головка блока цилиндров, коленчатый вал и даже блок цилиндров. Словом, обрыв ремня может привести к очень дорогостоящему ремонту — хотя в некоторых двигателях поршни имеют специальные выемки, исключающие контакт с тарелками клапанов. В таком случае весь ущерб может свестись только к самому ремню.

    <p>Обрыв ремня ГРМ может привести к очень дорогостоящему ремонту двигателя.</p>

    Как понять, что нужно менять ремень ГРМ

    Визуально оценить состояние ремня непросто — в большинстве автомобилей он скрыт под кожухом, и без разборки дело не обойдется. Но если двигатель начал работать неровно, это может быть одним из верных симптомов. Также косвенными признаками могут послужить тикающие и щелкающие звуки из-под капота, дым из выхлопной трубы и течи масла или охлаждающей жидкости из-под кожуха. Все это не обязательно указывает именно на износ ремня ГРМ, но требует скорейшей диагностики в сервисе.

    Вернее же всего ориентироваться на пробег автомобиля, а также на срок, прошедший с момента последней замены ремня. Эти показатели сильно варьируются не только в зависимости от марки автомобиля, но и от модели его двигателя, диапазон составляет 50-150 тысяч километров или 5-10 лет службы. В этой таблице приведено несколько примеров, взятых из заводских рекомендаций.

    МодельСрок службы, тыс. км
    Lada Vesta90 000
    Renault Logan90 000
    Volkswagen Polo75 000
    Audi A4120 000
    Chery Tiggo 560 000
    Mitsubishi Outlander90 000
    Volvo S60120 000
    Subaru Forester100 000
    Range Rover Evoque130 000

    Кроме того, многие современные газораспределительные механизмы приводятся не от армированного резинового ремня, а от металлической цепи — в список марок с такими моторами входят УАЗ, Hyundai, Kia, Toyota, BMW, Mazda и прочие. Цепь намного меньше подвержена износу и служит от 150 тысяч километров — а некоторые производители заявляют, что замена не потребуется на всем сроке службы автомобиля.

    <p>Многие современные газораспределительные механизмы приводятся не от армированного резинового ремня, а от металлической цепи.</p>

    Как поменять ремень ГРМ

    Самостоятельная замена ремня ГРМ — весьма трудоемкая процедура, требующая частичной разборки двигателя и навесного оборудования, а также сопряженная с несколькими тонкими моментами — в частности, точным совмещением меток на шкивах и правильной регулировкой натяжителя. Поэтому без устойчивых навыков заниматься этим не рекомендуется — последствия могут оказаться фатальными для двигателя.

    Лучше всего обратиться в официальный или авторизованный сервис — тем более, что у многих компаний замена ремня ГРМ включена в список плановых работ при регламентном ТО. Цены обычно варьируются от 10 до 30 тысяч рублей с учетом запчастей, а занимает вся процедура несколько часов.

    Крайне нежелательно экономить на запчастях. Во-первых, они должны быть оригинальными, а во-вторых, необходимо менять весь комплект целиком: в зависимости от двигателя и заводского регламента, в него входят сам ремень, один или несколько роликов, болты и помпа охлаждающей жидкости.

    Шкив — Pulley

    Шкив является колесом на оси или вале , который предназначен для движения поддержки и изменений направления тугого кабеля или лент, или передачи мощности между валом и кабелем или ремнем. В случае шкива, поддерживаемого рамой или оболочкой, которая не передает мощность на вал, но используется для направления троса или приложения силы, поддерживающая оболочка называется блоком, а шкив может называться шкивом.

    Шкив может иметь канавку или канавки между фланцами по окружности для размещения кабеля или ремня. Приводным элементом шкивной системы может быть трос , трос , ремень или цепь .

    Самые ранние свидетельства использования шкивов относятся к Древнему Египту времен Двенадцатой династии (1991–1802 гг. До н.э.) и Месопотамии в начале 2-го тысячелетия до нашей эры. В римском Египте , Герой Александрии (с. 10-70) CE определил шкив в качестве одного из шести простых машин , используемых для весов подъема. Шкивы собраны в блок и захват , чтобы обеспечить механическое преимущество при приложении больших усилий. Шкивы также собираются как часть ременной и цепной передач для передачи мощности от одного вращающегося вала к другому. В « Параллельных жизнях» Плутарха рассказывается сцена, в которой Архимед доказал эффективность составных шкивов и системы блокировки и захвата, используя один, чтобы тянуть к себе полностью груженый корабль, как если бы он скользил по воде.

    СОДЕРЖАНИЕ

    Блокировать и ловить

    Набор шкивов, собранных так, что они независимо вращаются на одной оси, образуют блок. Два блока с веревкой, прикрепленной к одному из блоков и продетой через два набора шкивов, образуют блок и захват .

    Блок и решение собранно так , один блок прикреплен к неподвижной точке крепления , а другой прикреплен к подвижной нагрузке. Идеальное механическое преимущество блока и снасть равно числу частей веревки , которые поддерживают подвижный блок.

    На диаграмме справа идеальное механическое преимущество каждого из показанных блоков и приспособлений выглядит следующим образом:

    • Снасти: 2
    • Снасть: 3
    • Двойной отбор: 4
    • Снасти для гинекологии: 5
    • Тройная покупка: 6

    Канатно-шкивные системы

    Система каната и шкива, то есть блок и снасть , характеризуется использованием одного непрерывного каната для передачи силы натяжения вокруг одного или нескольких шкивов для подъема или перемещения груза — канат может быть легкой веревкой или канатом. прочный кабель. Эта система включена в список простых машин, определенных учеными эпохи Возрождения.

    Если система каната и шкива не рассеивает и не накапливает энергию, то ее механическим преимуществом является количество частей каната, которые воздействуют на нагрузку. Это можно показать следующим образом.

    Рассмотрим набор шкивов, которые образуют подвижный блок, и части троса, которые поддерживают этот блок. Если существует p этих частей каната, поддерживающих нагрузку W, то баланс сил на движущемся блоке показывает, что натяжение в каждой из частей каната должно быть W / p. Это означает, что входная сила на веревке составляет T = W / p. Таким образом, блокировка и захват уменьшают прилагаемую силу в p раз.

    Оружейная снасть имеет один шкив как в неподвижном, так и в подвижном блоках с двумя тросовыми частями, поддерживающими груз W.

    Разделение шкивов в захвате показывает баланс сил, который приводит к натяжению каната W / 2.

    Двойной захват имеет два шкива как в неподвижном, так и в подвижном блоках с четырьмя тросовыми частями, поддерживающими нагрузку W.

    Разделение шкивов в двойной захват показывает баланс сил, который приводит к натяжению каната W / 4.

    Метод работы

    Простейшая теория работы системы шкивов предполагает, что шкивы и стропы невесомы и что нет потерь энергии из-за трения. Также предполагается, что линии не растягиваются.

    В состоянии равновесия силы на движущемся блоке должны равняться нулю. Кроме того, натяжение веревки должно быть одинаковым для каждой из ее частей. Это означает, что каждая из двух частей веревки, поддерживающей подвижный блок, должна выдерживать половину нагрузки.

    Диаграмма 1: Нагрузка F на подвижный шкив уравновешивается натяжением двух частей каната, поддерживающего шкив.

    Схема 2: Подвижный шкив, поднимающий груз W , поддерживается двумя частями троса с натяжением W / 2.

    Это разные типы шкивных систем:

    • Установленный:фиксированный шкив имеет ось установлена в подшипниках , прикрепленных к опорной конструкции. Фиксированный шкив изменяет направление силы на веревке или ремне, движущемся по его окружности. Механическое преимущество достигается за счет комбинирования фиксированного шкива с подвижным шкивом или другого фиксированного шкива другого диаметра.
    • Подвижный:подвижный шкив имеет ось в подвижном блоке. Один подвижный шкив поддерживается двумя частями одного и того же троса и имеет механическое преимущество, равное двум.
    • Состав: комбинация неподвижных и подвижных шкивов образует блок и захват . Блок и снасть может иметь несколько шкивов , установленные на неподвижные и подвижные осях, дополнительно увеличивая механическое преимущество.

    Диаграмма 3: У ружейного снаряда, «стремящегося к преимуществу», веревка прикреплена к движущемуся шкиву. Натяжение веревки составляет W / 3, что дает преимущество в три.

    Диаграмма 3a: Снасть Luff добавляет фиксированный шкив, «ставящий в невыгодное положение». Натяжение веревки остается равным W / 3, что дает преимущество в три.

    Механическое преимущество ружейной снасти может быть увеличено путем замены неподвижных и подвижных блоков местами, так что трос прикрепляется к подвижному блоку, а трос натягивается в направлении поднятого груза. В этом случае говорят, что блок и подкат «идут с выгодой». На диаграмме 3 показано, что теперь три части каната поддерживают нагрузку W, что означает, что натяжение каната равно W / 3 . Таким образом, механическое преимущество составляет три.

    При добавлении шкива к неподвижному блоку стрелы направление тянущего усилия меняется на противоположное, хотя механическое преимущество остается прежним, Диаграмма 3a. Это пример снасти Luff.

    Диаграммы свободного тела

    Механическое преимущество шкива системы может быть проанализировано с помощью свободных диаграмм тела , которые уравновешивают силы натяжения в канате с силой тяжести на нагрузке. В идеальной системе безмассовые и не содержащие трения шкивы не рассеивают энергию и позволяют изменять направление троса, который не растягивается и не изнашивается. В этом случае баланс сил на свободном теле, который включает в себя нагрузку W и n опорных участков каната с натяжением T , дает:

    п Т — W знак равно 0.

    Отношение нагрузки к входной силе натяжения является механическим преимуществом MA шкивной системы,

    Таким образом, механическое преимущество системы равно количеству секций каната, несущих нагрузку.

    Ременно-шкивные системы

    Система ремня и шкива характеризуется двумя или более шкивами, общими для ремня . Это позволяет передавать механическую мощность , крутящий момент и скорость на оси. Если шкивы имеют разный диаметр, достигается механическое преимущество.

    Ременная передача аналогична цепной передаче ; тем не менее, шкив ремня может быть гладким (без дискретных элементов блокировки, которые можно найти на звездочке, прямозубой шестерне или зубчатом ремне), так что механическое преимущество приблизительно определяется только отношением делительного диаметра шкивов, не фиксируется точно по соотношению зубьев, как у шестерен и звездочек.

    В случае барабанного шкива без канавки или фланцев шкив часто слегка выпуклый, чтобы удерживать плоский ремень по центру. Иногда его называют шкивом с короной. Хотя раньше этот тип шкива широко использовался на валах заводских линий , он все еще используется для вращения вращающейся щетки в вертикальных пылесосах , ленточных шлифовальных станках и ленточных пилах . Сельскохозяйственные тракторы, выпускавшиеся до начала 1950-х годов, обычно имели ременной шкив вместо плоского ремня (так был назван журнал Belt Pulley ). Он был заменен другими механизмами с большей гибкостью в использовании, такими как коробка отбора мощности и гидравлика .

    Подобно тому, как диаметры шестерен (и, соответственно, их количество зубьев) определяют передаточное число и, таким образом, увеличение или уменьшение скорости и механическое преимущество, которое они могут обеспечить, диаметры шкивов определяют те же факторы. Конические шкивы и ступенчатые шкивы (которые работают по одному и тому же принципу, хотя названия обычно применяются к версиям с плоским ремнем и версиям с клиновым ремнем, соответственно) являются способом обеспечения нескольких передаточных чисел в системе ремня и шкива, которая может переключаться по мере необходимости, точно так же, как трансмиссия обеспечивает эту функцию с помощью зубчатой ​​передачи, которую можно переключать. Ступенчатые шкивы с клиновыми ремнями — это наиболее распространенный способ, с помощью которого сверлильные станки обеспечивают диапазон скоростей шпинделя.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector