Механизм уравновешивающий

Уравновешивающий механизм имеет отношение к коленвалу дизельного двигателя машины, является узлом сборочной единицы дизеля. Его наличие в конструкции зависит от величины частоты вращения коленвала. Для моделей, у которых обороты ниже 1250  об/мин, он не используется, но для более высоких оборотов требуется балансировка.

Если вспомнить модель балансируемого вала из теории машин и механизмов, это вал с маховиком на конце, который «накапливает» механическую энергию при раскручивании вала, и рядом противовесов, отстоящих от продольной оси симметрии вала на разном расстоянии на своих консолях, так как каждый противовес должен иметь своё «плечо». Уравновешивающий механизм дизеля устроен значительно сложнее, хотя коленвал, как и положено в теории, также имеет на конце такую обязательную деталь, как маховик. Балансирующий механизм привода трактора Т10М (бульдозера Б10М) включает зубчатые зацепления, которые при сборке коленвала с противовесами вводят в точное зацепление по меткам на поддоне, на шестернях, на самих противовесах.

Задача применения такого уравновешивающего механизма – защитить опоры и подшипники коленвала дизеля от лишних динамических нагрузок, от сильных вибраций. Правильно сбалансированный с помощью противовесов вал называется «динамически уравновешенным», а исполнение уравновешивающего механизма и количество противовесов может меняться в зависимости от частоты вращения коленвала той или иной модели дизеля.

В механиз уравновешивающий входит:

1. Поддон 51-66-2

Поддон 51-66-2 уравновешивающего механизма дизеля трактора Т10М (бульдозера Б10М) – не просто корпусная деталь. Поддон как элемент механизма используется, в том числе, и для регулировки при сборке: при введении зубчатых колёс балансирующего механизма в зацепление с шестернями метки ставятся на шестернях, на самих противовесах и на поддоне.

Уравновешивающий механизм смазывается масляным туманом и также за счёт разбрызгивания масла из картера дизеля при работе коленвала и распредвала и системы смазки. Конструктивно поддон механизма находится в нижней части блока дизельного двигателя над масляной ванной картера.

Поддон 51-66-2 – это литая толстостенная корпусная деталь массой 6,75 кг с крепёжными отверстиями в стенках и полукруглыми пазами, на которые опираются выступающие цилиндрические части противовесов 51-66-26 и 51-66-27. Так как противовесы имеют зубчатые венцы и вращаются в зубчатых зацеплениях, их цилиндрические консольные концы ставятся в пазы поддона во втулки 51-66-3 (втулок в сборочной единице противовесов 4 шт). Обычно элементы узла противовесов не заказываются отдельно, а приобретается блок противовесов в сборе (например, узел 51-66-103СП), включающий также и поддон.

2. Противовес 51-66-26 и Противовес 51-66-27

Противовес в теории конструирования машин и механизмов есть некая дополнительная масса, которая, будучи установлена на определённом расстоянии (плече) от продольной оси балансируемого вала, создаёт при его вращении некий дополнительный момент. Векторная сумма всех моментов противовесов должна быть равна нулю, то есть вращающийся вал должен быть динамически сбалансирован – не вибрировать при работе, не создавать дополнительную динамическую нагрузку на свои опоры и подшипники.  Стабилизации хода вала с противовесами способствует также тяжёлый маховик на его конце как «накопитель» механической энергии. В равной степени всё это относится к коленчатому валу дизельного двигателя трактора Т10М (бульдозера Б10М), но его противовесы устроены несколько сложнее. Они не располагаются, как в теории машин и механизмов на модели уравновешиваемого вала, на неких консольных балках, а входят в зубчатые зацепления с шестернями вала своими зубчатыми венцами.

Отдельные противовесы 51-66-26 и 51-66-27 в составе блока противовесов дизеля – это тела вращения с косозубыми зубчатыми венцами и цилиндрическими выступами с обеих сторон. Цилиндрические выступы предназначены для установки во втулки 51-66-3, которые входят в полукруглые пазы поддона противовесов. Детали 51-66-26 и 51-66-27 зацепляются друг с другом как «первая ступень» зубчатого механизма противовесов. Масса каждого из них составляет по 7,1 кг.

Противовес 51-66-27 массой 7,1 кг в составе узла уравновешивающего механизма дизеля трактора Т10М (бульдозера Б10М) – тело вращения с зубчатым косозубым венцом и двумя короткими цилиндрическими хвостовиками. Цилиндрические консольные выступы противовеса входят во втулки и устанавливаются на полукруглые выборки поддона противовесов 51-66-2.

Динамически уравновесить вращающийся коленвал дизеля с мощным маховиком на одном конце можно с помощью различной компоновки и расположения противовесов. Например, при частоте вращения коленвала около 1250 об/мин это можно сделать с помощью четырёх противовесов массой по 3,1 кг. В данном случае мы имеем дело с комплектом из двух противовесов 51-66-26 и 51-66-27 по 7,1 кг. Уравновешивающий механизм – это зубчатый механизм с двумя ступенями передач, из которых первая – это зацепление зубчатых венцов двух упомянутых противовесов, вторая – зубчатое колесо 51-66-23 с зубчатым колесом 51-66-11. Один из противовесов стыкуется с промежуточным валиком, на котором насажено на другом конце зубчатое колесо 51-66-23.

Сборка узла коленвала с блоком противовесов должна быть очень точной, для чего при совмещении элементов зубчатых зацеплений пользуются метками на шестернях вала, противовесах и поддоне противовесов. Противовесы и другие элементы их узла редко заменяются по отдельности. Обычно приобретается и устанавливается уже готовый выверенный узел.

3. Корпус 51-66-16

Корпус 51-66-16 – литая весьма сложной формы верхняя часть блока противовесов (уравновешивающего механизма) для коленвала дизеля трактора Т10М. Блок противовесов находится в нижней части сборочной единицы дизельного двигателя, ближе к картеру, и его зубчатые зацепления смазываются масляным туманом и методом разбрызгивания при окунании шестерён вала в масляную ванну картера.

При стыковке корпуса 51-66-16 и поддона противовесов 51-66-2 совмещаются полукруглые выборки на обеих этих корпусных деталях. Указанные полукруглые пазы (совместно – отверстия) предназначены для выхода хвостовиков противовесов во втулках, то есть тел вращения с косозубым зубчатым венцом, и промежуточного валика 51-66-22, несущего на себе зубчатое колесо 51-66-23. Узел противовесов дизеля трактора Т10М (бульдозера Б10М) – не просто «набор дополнительных масс» для динамического уравновешивания вращающегося вала с маховиком, а целый зубчатый механизм из более чем одной ступени, который должен быть очень точно состыкован с деталями самого коленвала.

Корпус 51-66-16 весит, согласно спецификации к конструкторской документации,  примерно 11,5 кг, крепится к нижней части (поддону) и остальному блоку дизеля болтами, шпильками, штифтами.

4. Валик промежуточный 51-66-22 и колесо зубчатое 51-66-23

Балансировочный механизм для динамического уравновешивания вращающегося коленвала дизеля трактора Т10М (бульдозера Б10М) – это двухступенчатый зубчатый механизм с косозубыми венцами колёс, который в конечном итоге входит в зацепления с шестернями коленвала. Зубчатые венцы имеют и сами противовесы (в данном случае 51-66-26 и 51-66-27, массой по 7,1 кг каждый), и связанные с ними в единый механизм зубчатые колёса 51-66-23 и 51-66-11. Функция блока противовесов от этого не меняется – они создают дополнительные крутящие моменты, векторная сумма которых будет равна нулю, и тогда коленвал с мощным маховиком на одном конце будет считаться динамически уравновешенным, не создающим дополнительных динамических нагрузок на свои опоры и подшипники, и при его работе не будет вибраций.

Промежуточный валик 51-66-22 «соединяет» две ступени уравновешивающего зубчатого механизма. На одном его конце нарезаны шлицы, и он жёстко соединяется с узлом противовеса 51-66-26 через втулку 51-66-19. На другом его конце также неподвижным соединением, с помощью сегментной шпонки 700-34-2051, насажено зубчатое колесо 51-66-23. Промежуточный валик вращается вместе с противовесом, входящим в зацепление с соседним противовесом, и увлекает за собой колесо 51-66-23. Согласно спецификации, гладкий валик 51-66-22 со шлицами на одном конце и сегментным шпоночным пазом на другом весит 1,16 кг, зубчатое колесо на нём – 2,37 кг.

Технические характеристики механизма уравновешивающего