UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH

KIERUNEK

TECHNIKA ROLNICZA I LEŚNA

ĆWICZENIA LABOLATORYJNE Z PRZEDMIOTU

DIAGNOSTYKA I NIEZAWODNOŚĆ MASZYN

Ćwiczenie :

WYWAŻANIE KÓŁ POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH

Opracowanie:

III rok TRiL

Gr. II

Cel i zakres ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest przedstawienie różnych przypadków niewyważeń elementów maszyn oraz sposobów ich wyważania.

Jego zadaniem jest uzyskanie praktycznej umiejętności wyważania obiektów wirujących metodą kąta fazowego i trzech uruchomień, a także stosowania procedur wyważania kół samochodowych metodą jednopłaszczyznową.

Wstęp teoretyczny:

Stan techniczny całego układu jezdnego ma bardzo istotny wpływ na bezpieczeństwo i komfort jazdy samochodem. Ważnym elementem układu jezdnego są koła.
Jako zasadnicze elementy koła jezdnego samochodu wyróżnia się:
-ogumienie (z reguły pneumatyczne),współcześnie stosuje się ogumienie bezdętkowe, charakteryzujące się brakiem dętki i ochraniacza.
-felga stanowiąca korpus koła. Najczęściej spotykane felgi są wytłaczane z blachy. Stosuje się również felgi ze stopów aluminium oraz ze stopów magnezowych, są one mniej trwałe od stalowych, lecz wyglądają bardziej estetycznie. Na środku felgi znajduje się otwór ustalający tarczę koła na piaście oraz gniazda śrub mocujących.
-obręcz ( stosowana w samochodach ciężarowych o dużej ładowności), jest to pierścieniowy wieniec utrzymujący obrzeża opony w określony sposób, zapobiegający zsuwaniu się opony na skutek występowania sił bocznych.
Koła jezdne pojazdów samochodowych powinny spełniać określone wymagania. Najważniejsze z nich to: dostateczna wytrzymałość i sztywność części składowych koła przy możliwie niskim ich ciężarze własnym, możliwość zupełnego wyważenia, łatwość rozpraszania ciepła od ogumienia i bębnów hamulcowych, łatwość rozbiórki i składowania koła oraz zamienność części, ponadto estetyczny wygląd, zwłaszcza, gdy chodzi o samochody osobowe.

Jeśli w czasie jazdy występują drgania kół, zwłaszcza przy większych prędkościach jazdy oraz w czasie eksploatacji pojazdu zaobserwować można plackowate zużywanie się bieżnika ogumienia, wówczas stwierdzić można, że przyczyną takich objawów jest niewyrównoważenie kół. Drgania kół spowodowane ich niewyrównoważeniem nasilają się wydatnie po przekroczeniu prędkości 60 km/h.
Wynikiem niewyrównoważenia kół przednich są drgania mechanizmu zwrotnicy i kierownicy wyraźnie wyczuwalne na kole kierownicy. Efektem niewyrównoważenia koi tylnych są natomiast specyficzne odgłosy z tyłu samochodu powiązane z drganiem całego nadwozia. Tego typu drgania są bardzo szkodliwe dla wszystkich elementów układu kierowniczego i wpływają na przyspieszenie ich zużycia.
Powodem powstawania niewyrównoważenia koła może być niedokładność wykonania poszczególnych jego elementów, wzajemne ich ułożenie, oraz dokładność osadzenia na piaście i umocowania. Niewyrównoważenie może powstać również w czasie eksploatacji. Wówczas powodem jest nierównomierne zużycie opony lub naruszenie połączeń pomiędzy elementami koła.
Według przyjętych norm dopuszczalne niewyrównoważenie kół jezdnych nie może przekroczyć:

0,l do 0,11 Nm dla samochodów osobowych,
0,5 do 1,1 Nm dla samochodów ciężarowych.

Przebieg ćwiczenia:

Do praktycznej identyfikacji stanu i korekcji niewyważenia elementu wirującego w postaci umownej felgi samochodowej zostanie wykorzystanie stanowisko dydaktyczne wyposażone w analizator drgań ATR-2, czujnik drgań AS-200 i silnik napędowy bębna wraz z panelem sterowania prędkością obrotową.

Metoda trzech uruchomień – wyważanie jednopłaszczyznowe:

Obwód płaszczyzny wyważanego bębna został podzielony na trzy równe części co 120°. Została pomierzona wartość drgań na łożysku dla czterech prób: beż masy próbnej i z masą próbno umieszczoną kolejno w trzech punktach dla 0°, 120° i 240°.

Metoda wykreślna

	Wartość amplitudy drgań
Bez masy próbnej	12,6
Z masą próbno dla kąta 0°	12,8
Z masą próbno dla kąta 120°	40
Z masą próbno dla kąta 240°	25,6

Rozłożenie mas korekcyjnych na obiekcie badań zostały przedstawione na wykresie na papierze milimetrowym na stronie następnej.

Z wykresu i obliczeń wynika iż masa korekcyjna powinna wynosić 8,97g i zostać przyłożona pod kątem 322°.

Masa korekcyjna 8,9g została przyłożona pod kątem 330°

Niewyważenie wyniosło 7,8

Metoda obliczeniowa – bez pomiaru fazy

	Wartość amplitudy drgań
Bez masy próbnej	12,6
Z masą próbno dla kąta 0°	12,8
Z masą próbno dla kąta 120°	40
Z masą próbno dla kąta 240°	25,6

Wyniki pomiaru:

Masa korekcyjna: 1,14*10,2=11,6g ≈ 11,4g

Faza=318,09°

Masa korekcyjna 11,4g została przyłożona pod kątem 330°

Niewyważenie wyniosło 4,5

Metoda obliczeniowa – z pomiarem fazy

	Wartość amplitudy drgań	Pomiar fazy
Bez masy próbnej	21,5	299°/Hz
Z masą próbno dla kąta 0°	15,3	320°/Hz

Wyniki pomiaru:

Masa korekcyjna: 2,37*6,2g=14,7g ≈ 14,5g

Faza=37,22°

Masa korekcyjna 14,5g została przyłożona pod kątem 330°

Niewyważenie wyniosło 2,4

POMIAR PRZY ZASYMULOWANIU USZKODZENIA

Metoda wykreślna

	Wartość amplitudy drgań
Bez masy próbnej	21,6
Z masą próbno dla kąta 0°	14,6
Z masą próbno dla kąta 120°	38,5
Z masą próbno dla kąta 240°	32,5

Rozłożenie mas korekcyjnych na obiekcie badań zostały przedstawione na wykresie na papierze milimetrowym na stronie następnej.

Z wykresu i obliczeń wynika iż masa korekcyjna powinna wynosić 8,85g i zostać przyłożona pod kątem 328°.

Metoda obliczeniowa – bez pomiaru fazy

	Wartość amplitudy drgań
Bez masy próbnej	21,6
Z masą próbno dla kąta 0°	14,6
Z masą próbno dla kąta 120°	38,5
Z masą próbno dla kąta 240°	32,5

Wyniki pomiaru:

Masa korekcyjna: 1,08*8,9=9,6g ≈ 9,1 g

Faza=343,3°

Masa korekcyjna 9,1g została przyłożona pod kątem 330°

Niewyważenie wyniosło 17,6

Metoda obliczeniowa – z pomiarem fazy

	Wartość amplitudy drgań	Pomiar fazy
Bez masy próbnej	43,3	261°/Hz
Z masą próbno dla kąta 0°	19,1	266°/Hz

Wyniki pomiaru:

Masa korekcyjna: 1,17*8,3g=9,7g ≈ 9,5g

Faza=4,69°

Masa korekcyjna 9,5g została przyłożona pod kątem 0°

Niewyważenie wyniosło 17,9

Wnioski:

Przy pierwszym pomiarze najlepszy wynik niewyważenia dała metoda obliczeniowa z pomiarem fazy – niewyważenie wyniosło 2,4. Metoda obliczeniowa bez pomiaru fazy dała również dosyć dobry wynik, w tym wypadku niewyważenie wyniosło 4,5. Najmniej dokładna była metoda wykreślna – niewyważenie wyniosło 7,8.

Przy pomiarze z zasymulowanym uszkodzeniem wszystkie trzy metody dały małą dokładność, jednak były one do siebie bardzo zbliżone. Metoda wykreślna – niewyważenie 19, metoda obliczeniowa bez pomiaru fazy – niewyważenie 17,6, metoda obliczeniowa z pomiarem fazy – niewyważenie 17,9.