В ООО "Кинематика" обратилось несколько потребителей нашего прибора «Балком 4» с вопросом: «Почему после выполненного ими ремонта (с заменой промежуточного подшипника) и качественной балансировки составного кардана на балансировочном станке при установке его на автомобиле может наблюдаться повышенная вибрация на отдельных частотах вращения кардана?».

По нашему мнению это может быть связано с неправильным выбором параметров промежуточного подшипника, используемого при ремонте, что приводит к резонансным колебаниям кардана на этом подшипнике.

Если при ремонте кардана меняется промежуточный подшипник, то его параметры должны выбираться не произвольно, а с учетом знания жесткости (С) подшипника и массы кардана (М).
По этим параметрам можно рассчитать (см. приложение 1) собственную частоту колебания промежуточной опоры (Fc).
Эта частота с учётом необходимости отстройки опоры от резонанса должна быть не менее чем в 2 раза выше максимальной частоты вращения кардана (Fc >= 2*Fк мах) в автомобиле.

Приложение 1

Расчет собственной частоты колебаний подшипника
1.Ориентировочный расчёт собственной частоты любой колебательной системы производится по формуле 1:

где Fc – собственная частота колебаний системы в Гц;
С – жёскость подшипника, Н/м;
М/3 – масса кардана отнесенная к одной опоре (с учетом того, что масса
кардана распределяется на 3 опоры), кг.

2. На практике, не имея специальной виброаппаратуры, проверить правильность подбора пружин можно простым способом, измеряя деформацию подшипника под нагрузкой, равной массе кардана

На рис.1 а) схематично представлен подшипник с жёсткостью С.
На рис.1 б) схематично представлен подшипник с жёсткостью С, нагруженный массой М/3.

Под нагрузкой подшипник деформируется и его ось смещается относительно оси ненагруженного не нагруженного подшипника на величину ∆.
Зная величину ∆, мы можем определить собственную частоту подшипника Fc, которая имеет место под действием известной массы М/3, по формуле 2:

Где g = 9.8 м/сек²;
∆ - деформация (смещение) подшипника в метрах;

3. Пример:
Для того, чтобы обеспечить эффективную отстройку от резонанса кардана с максимальной частотой вращения 50 Гц (3000 об/мин), необходимо, чтобы его промежуточный подшипник имел собственную частоту колебаний не менее 100 Гц.
Такой подшипник под статической нагрузкой от массы кардана должен деформироваться не более чем на 0.025 мм.
При максимальной частоте вращения кардана, равной 100 Гц (6000 об/мин) рекомендуемая деформация подшипника под нагрузкой (с учётом формулы 2) должна быть не более 0.0063 мм.

4. Пользователи прибора «Балком 4» могу также определить собственную частоту промежуточного подшипника кардана экспериментально, используя режим «Графики. Спектральный анализ».
Для этого им достаточно установить датчик вибрации на корпус подшипника, запустить в программе режим спектрально анализа и возбудить колебание корпуса подшипника коротким ударом.
При этом в спектре вибрации, фиксируемом с помощью прибора «Балком 4», должна появиться составляющая, соответствующая собственной частоте колебаний подшипника.

Гл. специалист ООО»Кинематика»
Фельдман В.Д.