Artikkelin kirjoittaja : Feldman Valery Davidovich
Toimittaja ja käännös: Nikolai Andreevich Shelkovenko ja chatGPT.
Koneiden tasapainottaminen omin käsin
Sisällysluettelo
Jakso | Sivu |
|---|---|
1. Johdanto | 3 |
2. Tasapainotuskonetyypit (jalustat) ja niiden rakennepiirteet | 4 |
2.1. Pehmeästi laakeroidut koneet ja jalustat | 4 |
2.2. Kovat laakerikoneet | 17 |
3. Tasapainotuskoneiden perusyksiköiden ja mekanismien rakentamista koskevat vaatimukset. | 26 |
3.1. Laakerit | 26 |
3.2. Tasapainotuskoneiden laakeriyksiköt | 41 |
3.3. Sängynrungot | 56 |
3.4. Tasapainotuskoneiden käyttölaitteet | 60 |
4. Tasapainotuskoneiden mittausjärjestelmät | 62 |
4.1. Tärinäantureiden valinta | 62 |
4.2. Vaihekulma-anturit | 69 |
4.3. Tärinäantureiden signaalien käsittelyn ominaisuudet | 71 |
4.4. Tasapainotuskoneen "Balanset 2" mittausjärjestelmän toimintakaavio. | 76 |
4.5. Roottorin tasapainotuksessa käytettävien korjauspainojen parametrien laskeminen. | 79 |
4.5.1. Kaksoistukiroottoreiden tasapainotustehtävä ja sen ratkaisumenetelmät | 80 |
4.5.2. Menetelmä monitukipyöräisten roottoreiden dynaamiseksi tasapainottamiseksi. | 83 |
4.5.3. Laskimet monitukipyöräisten roottoreiden tasapainottamista varten | 92 |
5. Suositukset tasapainotuskoneiden toiminnan ja tarkkuuden tarkastamiseksi. | 93 |
5.1. Koneen geometrisen tarkkuuden tarkistaminen | 93 |
5.2. Koneen dynaamisten ominaisuuksien tarkistaminen | 101 |
5.3. Mittausjärjestelmän toimintakyvyn tarkistaminen | 103 |
5.4. Koneen tarkkuusominaisuuksien tarkistaminen ISO 20076-2007 -standardin mukaisesti. | 112 |
Kirjallisuus | 119 |
Lisäys 1: Algoritmi tasapainotusparametrien laskemiseksi kolmelle tukiakselille. | 120 |
Liite 2: Algoritmi tasapainotusparametrien laskemiseksi neljälle tukivarsille | 130 |
Lisäys 3: Tasapainotuslaskurin käyttöopas | 146 |
1. Johdanto (Miksi oli tarve kirjoittaa tämä teos?)
LLC "Kinematicsin" valmistamien tasapainotuslaitteiden kulutusrakenteen analyysi osoittaa, että noin 30% niistä ostetaan käytettäväksi tasapainotuskoneiden ja/tai -telineiden kiinteinä mittaus- ja laskentajärjestelminä. Laitteidemme kuluttajaryhmiä (asiakkaita) voidaan erottaa kaksi.
Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat yritykset, jotka ovat erikoistuneet tasapainotuskoneiden massatuotantoon ja myyvät niitä ulkopuolisille asiakkaille. Näissä yrityksissä työskentelee erittäin päteviä asiantuntijoita, joilla on syvällinen tietämys ja laaja kokemus erityyppisten tasapainotuskoneiden suunnittelusta, valmistuksesta ja käytöstä. Tämän kuluttajaryhmän kanssa käytävässä vuorovaikutuksessa esiin tulevat haasteet liittyvät useimmiten mittausjärjestelmiemme ja ohjelmistojemme mukauttamiseen olemassa oleviin tai vastikään kehitettyihin koneisiin ilman, että niiden rakenteelliseen toteutukseen liittyviä kysymyksiä käsitellään.
Toinen ryhmä koostuu kuluttajista, jotka kehittävät ja valmistavat koneita (jalustoja) omiin tarpeisiinsa. Tämä lähestymistapa selittyy useimmiten riippumattomien valmistajien halulla alentaa omia tuotantokustannuksiaan, jotka voivat joissakin tapauksissa laskea kaksi- tai kolminkertaisiksi tai jopa suuremmiksi. Tällä kuluttajaryhmällä ei useinkaan ole kunnollista kokemusta koneiden luomisesta, ja tyypillisesti se luottaa työssään terveen järjen, internetistä saatavien tietojen ja mahdollisten saatavilla olevien analogien käyttöön.
Vuorovaikutus niiden kanssa herättää monia kysymyksiä, jotka tasapainotuskoneiden mittausjärjestelmiä koskevien lisätietojen lisäksi kattavat monenlaisia kysymyksiä, jotka liittyvät koneiden rakenteelliseen toteutukseen, niiden asennustapoihin perustukseen, taajuusmuuttajien valintaan ja asianmukaisen tasapainotustarkkuuden saavuttamiseen jne.
Ottaen huomioon suuren kuluttajaryhmän osoittaman merkittävän kiinnostuksen tasapainotuskoneiden itsenäistä valmistusta koskeviin kysymyksiin, LLC "Kinematics" -yhtiön asiantuntijat ovat laatineet koosteen, jossa on kommentteja ja suosituksia useimmin kysyttyihin kysymyksiin.
2. Tasapainotuskonetyypit (jalustat) ja niiden rakennepiirteet
Tasapainotuskone on tekninen laite, joka on suunniteltu poistamaan roottorien staattinen tai dynaaminen epätasapaino eri tarkoituksiin. Se sisältää mekanismin, joka kiihdyttää tasapainotetun roottorin tiettyyn pyörimistaajuuteen, sekä erikoistuneen mittaus- ja laskentajärjestelmän, joka määrittää roottorin epätasapainon kompensoimiseksi tarvittavat massat ja korjaavien painojen sijoittelun.
Koneen mekaanisen osan rakenne koostuu tavallisesti sängynrungosta, johon on asennettu tukipylväät (laakerit). Näitä käytetään tasapainotetun tuotteen (roottorin) kiinnittämiseen, ja niihin kuuluu roottorin pyörittämiseen tarkoitettu voimansiirto. Tasapainotusprosessin aikana, joka suoritetaan tuotteen pyöriessä, mittausjärjestelmän anturit (joiden tyyppi riippuu koneen rakenteesta) rekisteröivät joko laakereissa olevat värähtelyt tai laakereihin kohdistuvat voimat.
Näin saatujen tietojen perusteella voidaan määrittää epätasapainon kompensoimiseksi tarvittavien korjaavien painojen massat ja asennuspaikat.
Tällä hetkellä on yleisimmin käytössä kahdenlaisia tasapainotuskoneiden (jalustojen) malleja:
2.1. Pehmeästi laakeroidut koneet ja jalustat Soft Bearing -tasapainotuskoneiden (telineiden) perusominaisuus on, että niissä on suhteellisen joustavat tuet, jotka on valmistettu jousijousitettujen, jousitettujen vaunujen, litteiden tai sylinterimäisten jousitukien jne. pohjalta. Näiden tukien ominaistaajuus on vähintään 2-3 kertaa pienempi kuin niihin asennetun tasapainotetun roottorin pyörimistaajuus. Klassinen esimerkki joustavien Soft Bearing -tukien rakenteellisesta toteutuksesta on DB-50-mallin koneen tuki, jonka kuva on esitetty kuvassa 2.1.
Kuva 2.1. Tasapainotuskoneen malli DB-50.
Kuten kuvassa 2.1 on esitetty, liikkuva kehys (liukukelkka) 2 on kiinnitetty tukirakenteen kiinteisiin pylväisiin 1 liuskajousiin 3 perustuvalla ripustuksella. Tukeen asennetun roottorin epätasapainon aiheuttaman keskipakovoiman vaikutuksesta vaunu (liukukelkka) 2 voi suorittaa vaakasuuntaisia värähtelyjä suhteessa paikallaan olevaan pylvääseen 1, jotka mitataan värähtelyanturin avulla.
Tämän tuen rakenteellinen toteutus takaa sen, että vaunun ominaistaajuus on alhainen, noin 1-2 Hz. Tämä mahdollistaa roottorin tasapainottamisen laajalla alueella sen pyörimisfrekvensseistä alkaen 200 kierrosta minuutissa. Tämä ominaisuus sekä tällaisten tukien valmistuksen suhteellinen yksinkertaisuus tekevät tästä rakenteesta houkuttelevan monille kuluttajillemme, jotka valmistavat tasapainotuskoneita omiin tarpeisiinsa eri tarkoituksiin.
Kuva 2.2. Tasapainotuskoneen pehmeä laakerituki, valmistaja "Polymer LTD", Makhachkala.
Kuvassa 2.2 on valokuva Soft Bearing -tasapainotuskoneesta, jossa on ripustusjousista tehdyt tuet ja joka on valmistettu yrityksen omiin tarpeisiin "Polymer LTD:ssä" Makhachkalassa. Kone on suunniteltu polymeerimateriaalien tuotannossa käytettävien telojen tasapainottamiseen.
Kuva 2.3 on valokuva tasapainotuskoneesta, jossa on samanlainen nauhajousitus vaunua varten ja joka on tarkoitettu erikoistyökalujen tasapainottamiseen.
Kuvat 2.4.a ja 2.4.b. näyttää valokuvia kotitekoisesta Soft Bearing -koneesta, jolla tasapainotetaan vetoakseleita ja jonka tuet on myös valmistettu nauhajousien avulla.
Kuva 2.5 esittelee valokuvan turboahtimien tasapainottamiseen tarkoitetusta Soft Bearing -koneesta, jonka vaunujen tuet on myös ripustettu nauhajousiin. Kone on valmistettu A. Shahgunyanin (Pietari) yksityiskäyttöön, ja se on varustettu "Balanset 1" -mittausjärjestelmällä.
Valmistajan mukaan (ks. kuva 2.6) tällä koneella voidaan tasapainottaa turbiinit, joiden jäännösepätasapaino on enintään 0,2 g*mm.
Kuva 2.3. Pehmeä laakerikone työkalujen tasapainottamista varten, jossa on nauhajousilla varustettu tukijousitus.
Kuva 2.4.a. Pehmeä laakerikone vetoakselien tasapainottamiseen (kone koottuna).
Kuva 2.4.b. Pehmeä laakerikone vetoakselien tasapainottamiseen, kun vaunun tuet on ripustettu nauhajousiin. (Johtavan karan tuki jousiliuskajousituksella)
Kuva 2.5. A. Shahgunyanin (Pietari) valmistama pehmeä laakerointikone turboahtimien tasapainottamiseen nauhajousien varassa.
Kuva 2.6. Balanset 1 -mittausjärjestelmän näyttökopio, jossa näkyvät turbiinin roottorin tasapainotuksen tulokset A. Shahgunyanin koneella.
Edellä käsitellyn Soft Bearing -tasapainotuskonetukien klassisen version lisäksi myös muut rakenteelliset ratkaisut ovat yleistyneet.
Kuva 2.7 ja 2.8 valokuvia vetoakselien tasapainotuskoneista, joiden tuet on valmistettu litteisiin (levy-) jousiin perustuen. Nämä koneet valmistettiin yksityisen yrityksen "Dergacheva" ja LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M") omiin tarpeisiin.
Harrastajavalmistajat jäljentävät usein tällaisilla tuilla varustettuja pehmeälaakerisia tasapainotuskoneita niiden suhteellisen yksinkertaisuuden ja valmistettavuuden vuoksi. Nämä prototyypit ovat yleensä joko K. Schenckin VBRF-sarjan koneita tai vastaavia kotimaisia tuotantokoneita.
Kuvissa 2.7 ja 2.8 esitetyt koneet on suunniteltu kaksi-, kolmi- ja nelitukisten vetoakselien tasapainottamiseen. Ne ovat rakenteeltaan samankaltaisia:
Kuva 2.7. Yksityisen yrityksen "Dergacheva" vetoakselien tasapainottamiseen tarkoitettu pehmeä laakerointikone, jossa on tasajousien (levyjousien) tuet.
Kuva 2.8. LLC "Tatcardanin" ("Kinetics-M") pehmeä laakerointikone vetoakselien tasapainottamista varten, jossa on tasajousien tuet.
Kaikkiin tukiin asennetaan tärinäanturit 8, joilla mitataan tukien poikittaisvärähtelyjä. Tukeen 2 asennettua etukaraa 5 pyörittää sähkömoottori hihnakäytön avulla.
Kuvat 2.9.a ja 2.9.b. näyttää valokuvia tasapainotuskoneen tuesta, joka perustuu litteisiin jousiin.
Kuva 2.9. Pehmeä laakeripainotuskoneen tuki, jossa on litteät jouset.
Koska harrastajavalmistajat käyttävät usein tällaisia tukia suunnitelmissaan, on hyödyllistä tarkastella niiden rakennepiirteitä yksityiskohtaisemmin. Kuten kuvassa 2.9.a esitetään, tämä tuki koostuu kolmesta pääkomponentista:
Jotta estettäisiin tukien lisääntynyt tärinä käytön aikana, jota voi esiintyä tasapainotetun roottorin kiihdytyksen tai hidastuksen aikana, tuet voivat sisältää lukitusmekanismin (ks. kuva 2.9.b). Tämä mekanismi koostuu jäykästä kannattimesta 5, joka voidaan kytkeä yhteen tuen litteistä jousista, johon on liitetty eksentrinen lukko 6. Tämä lukitusmekanismi voidaan kytkeä yhteen tuen litteistä jousista. Kun lukko 6 ja kiinnike 5 ovat kytkettyinä, tuki lukittuu, jolloin kiihdytyksen ja hidastuksen aikana tapahtuvan tärinän lisääntymisen riski poistuu.
Kun koneenvalmistaja suunnittelee litteillä (levy-) jousilla varustettuja tukia, hänen on arvioitava niiden ominaistärinän taajuus, joka riippuu jousien jäykkyydestä ja tasapainotetun roottorin massasta. Tämän parametrin tunteminen antaa suunnittelijalle mahdollisuuden valita tietoisesti roottorin käyttötaajuusalue ja välttää tukien resonanssivärähtelyjen vaara tasapainotuksen aikana.
Jaksossa 3 käsitellään suosituksia tukien ja muiden tasapainotuskoneiden osien värähtelyjen ominaistaajuuksien laskemista ja kokeellista määrittämistä varten.
Kuten aiemmin todettiin, litteitä (levy)jousia käyttävän tukirakenteen yksinkertaisuus ja valmistettavuus houkuttelevat harrastajia kehittämään tasapainotuskoneita eri tarkoituksiin, kuten kampiakselien, autojen turboahtimien roottoreiden jne. tasapainottamiseen tarkoitettuja koneita.
Kuvissa 2.10.a ja 2.10.b esitetään esimerkiksi yleiskuva turboahtimen roottorien tasapainottamiseen suunnitellusta koneesta. Tämä kone on valmistettu ja sitä käytetään yrityksen sisäisiin tarpeisiin LLC "SuraTurbo" -yrityksessä Penzassa.
2.10.a. Turboahtimen roottorien tasapainotuskone (sivukuva)
2.10.b. Turboahtimen roottorien tasapainotuskone (näkymä etutuen puolelta)
Aiemmin käsiteltyjen Soft Bearing -tasapainotuskoneiden lisäksi luodaan toisinaan suhteellisen yksinkertaisia Soft Bearing -telineitä. Näillä jalustoilla voidaan tasapainottaa pyöriviä mekanismeja laadukkaasti eri tarkoituksia varten mahdollisimman pienin kustannuksin.
Jäljempänä tarkastellaan useita tällaisia jalustoja, jotka on rakennettu sylinterimäisten puristusjousien varaan asetetun litteän levyn (tai rungon) varaan. Nämä jouset valitaan yleensä siten, että levyn, johon tasapainotettu mekanismi on asennettu, ominaistaajuus on 2-3 kertaa alhaisempi kuin mekanismin roottorin pyörimistaajuus tasapainotuksen aikana.
Kuva 2.11 kuvassa on valokuva P. Asharinin omaa tuotantoa varten valmistamasta hiomapyörien tasapainotustelineestä.
Kuva 2.11. Jalusta hiomapyörien tasapainottamista varten
Teline koostuu seuraavista pääkomponenteista:
Tämän jalustan keskeisenä ominaisuutena on sähkömoottorin roottorin pyörimiskulmaa mittaava pulssianturi 5, jota käytetään osana jalustan mittausjärjestelmää ("Balanset 2C") kulma-asennon määrittämiseksi korjaavan massan poistamiseksi hiomalaikasta.
Kuva 2.12 on valokuva tyhjiöpumppujen tasapainottamiseen käytettävästä jalustasta. Tämä jalusta on kehitetty JSC "Measurement Plant" -yrityksen tilauksesta.
Kuva 2.12. JSC "Measurement Plant" -yhtiön tyhjiöpumppujen tasapainottamiseen tarkoitettu jalusta.
Tämän jalustan perustana käytetään myös Lautanen 1, sylinterimäisten jousien varaan asennettuna 2. Levylle 1 on asennettu tyhjiöpumppu 3, jossa on oma sähkökäyttö, jonka nopeus voi vaihdella laajasti 0-60 000 kierrosta minuutissa. Pumpun koteloon on asennettu tärinäanturit 4, joita käytetään tärinän mittaamiseen kahdessa eri korkeudella sijaitsevassa eri osassa.
Värähtelymittausprosessin synkronoimiseksi pumpun roottorin pyörimiskulman kanssa käytetään jalustassa laservaihekulma-anturia 5. Huolimatta tällaisten jalustojen näennäisen yksinkertaisesta ulkoisesta rakenteesta, sillä voidaan saavuttaa erittäin laadukas pumpun juoksupyörän tasapainotus.
Esimerkiksi alikriittisillä pyörimistaajuuksilla pumpun roottorin jäännösepätasapaino täyttää standardin ISO 1940-1-2007 "Vibration. Jäykkien roottorien tasapainolaatua koskevat vaatimukset. Osa 1. Sallitun epätasapainon määrittäminen".
Pumpun kotelon jäännösvärähtely, joka saavutetaan tasapainotuksen aikana pyörimisnopeudella 8 000 kierrosta minuutissa, ei ylitä 0,01 mm/s.
Edellä kuvatun järjestelmän mukaisesti valmistetut tasapainotustelineet ovat tehokkaita myös muiden mekanismien, kuten puhaltimien, tasapainottamisessa. Esimerkkejä puhaltimien tasapainottamiseen suunnitelluista telineistä on esitetty kuvissa 2.13 ja 2.14.
Kuva 2.13. Tuulettimen juoksupyörien tasapainottamiseen tarkoitettu jalusta
Tuulettimien tasapainottaminen tällaisilla jalustoilla on laadultaan melko korkeatasoista. Atlant-project LLC:n asiantuntijoiden mukaan heidän Kinematics LLC:n suositusten perusteella suunnittelemassaan jalustassa (ks. kuva 2.14) puhaltimien tasapainotuksessa saavutettu jäännöstärinän taso oli 0,8 mm/sek. Tämä on yli kolme kertaa parempi kuin standardin ISO 31350-2007 "Vibration. Teollisuuspuhaltimet. Vaatimukset tuotetulle tärinälle ja tasapainotuksen laadulle".
Kuva 2.14. Räjähdyssuojattujen laitteiden puhaltimien juoksupyörien tasapainottamiseen tarkoitettu jalusta, valmistaja "Atlant-project" LLC, Podolsk.
JSC "Lissant Fan Factory" -yhtiössä saadut samankaltaiset tiedot osoittavat, että kanavapuhaltimien sarjatuotannossa käytetyt jalustat takaavat jatkuvasti jäännöstärinän, joka ei ylitä 0,1 mm/s.
2.2. Kovat laakerikoneet.
Kovalaakeriset tasapainotuskoneet eroavat aiemmin käsitellyistä pehmeälaakerisista koneista niiden tukien rakenteen osalta. Niiden tuet on valmistettu jäykistä levyistä, joissa on monimutkaisia uria (leikkauksia). Näiden tukien ominaistaajuudet ylittävät huomattavasti (vähintään 2-3 kertaa) koneessa tasapainotetun roottorin maksimipyörimistaajuuden.
Kovalaakeriset koneet ovat monipuolisempia kuin pehmeälaakeriset koneet, koska niillä voidaan yleensä tasapainottaa roottorit laadukkaasti laajemmalla alueella niiden massa- ja mittaominaisuuksien osalta. Näiden koneiden tärkeä etu on myös se, että ne mahdollistavat roottoreiden erittäin tarkan tasapainotuksen suhteellisen alhaisilla pyörimisnopeuksilla, jotka voivat olla 200-500 kierrosta minuutissa ja sitä alhaisemmilla kierrosluvuilla.
Kuva 2.15 on valokuva tyypillisestä K. Schenkin valmistamasta Hard Bearing -tasapainotuskoneesta.". Kuvasta käy selvästi ilmi, että monimutkaisista urista muodostuvan tuen yksittäisten osien jäykkyys vaihtelee. Roottorin epätasapainon aiheuttamien voimien vaikutuksesta tämä voi johtaa tuen joidenkin osien muodonmuutoksiin (siirtymiin) suhteessa toisiin. (Kuvassa 2.15 tuen jäykempi osa on korostettu punaisella katkoviivalla ja sen suhteellisen joustava osa on sinisellä).
Näiden suhteellisten muodonmuutosten mittaamiseen Hard Bearing -koneissa voidaan käyttää joko voima-antureita tai erityyppisiä erittäin herkkiä värähtelyantureita, kuten kosketuksettomia värähtelysiirtymäantureita.
Kuva 2.15. "K. Schenkin" kovan laakerin tasapainotuskone.
Kuten Balanset-sarjan välineitä koskevien asiakaspyyntöjen analyysi osoittaa, kiinnostus Hard Bearing -laakerikoneiden valmistamiseen omaan käyttöön on jatkuvasti lisääntynyt. Tätä on edistänyt kotimaisten tasapainotuskoneiden ominaisuuksia koskevan mainostiedon laaja levittäminen, ja harrastajavalmistajat käyttävät niitä analogeina (tai prototyyppeinä) omien kehitystyönsä yhteydessä.
Tarkastellaan joitakin muunnelmia Hard Bearing -koneista, jotka on valmistettu useiden "Balanset"-sarjan välineiden kuluttajien omiin tarpeisiin.
Kuviot 2.16.a-2.16.d. näyttää valokuvia vetoakselien tasapainottamiseen suunnitellusta Hard Bearing -koneesta, jonka valmisti N. Objedkov (Magnitogorskin kaupunki). Kuten kuvasta 2.16.a nähdään, kone koostuu jäykästä kehikosta 1, johon on asennettu tuet 2 (kaksi kara- ja kaksi välitukea). Koneen pääkara 3 pyörii hihnavetoisen asynkronisen sähkömoottorin 4 avulla. Sähkömoottorin 4 pyörimisnopeutta ohjataan taajuusohjaimella 6. Kone on varustettu "Balanset 4" -mittaus- ja laskentajärjestelmällä 5, joka sisältää mittausyksikön, tietokoneen, neljä voima-anturia ja vaihekulma-anturin (anturit eivät näy kuvassa 2.16.a).
Kuva 2.16.a. N. Objedkovin (Magnitogorsk) valmistama kovalaakerikone vetoakselien tasapainottamiseen.
Kuva 2.16.b kuvassa on valokuva koneen etutelineestä, jossa on etukara 3, jota käytetään, kuten edellä todettiin, asynkronisesta sähkömoottorista 4 saatavalla hihnakäyttöisellä voimansiirrolla. Tämä tuki on asennettu jäykästi runkoon.
Kuva 2.16.b. Etummainen (etummainen) karan tuki.
Kuva 2.16.c on valokuva toisesta koneen kahdesta siirrettävästä välituesta. Tämä tuki lepää liukukiskojen 7 varassa, mikä mahdollistaa sen pituussuuntaisen liikkeen runko-ohjaimia pitkin. Tähän tukeen kuuluu erityinen laite 8, joka on suunniteltu tasapainotetun vetoakselin välilaakerin asennukseen ja korkeuden säätämiseen.
Kuva 2.16.c. Koneen liikkuva välituki
Kuva 2.16.d on valokuva karan takimmaisesta (vetävästä) tuesta, joka välitukien tapaan mahdollistaa liikkumisen koneen rungon ohjaimia pitkin.
Kuva 2.16.d. Taka-akselin tuki.
Kaikki edellä käsitellyt tuet ovat pystysuoria levyjä, jotka on asennettu tasaiselle alustalle. Levyissä on T:n muotoiset urat (ks. kuva 2.16.d), jotka jakavat tuen sisäosaan 9 (jäykempi) ja ulko-osaan 10 (vähemmän jäykkä). Tuen sisä- ja ulko-osien erilainen jäykkyys voi johtaa näiden osien suhteelliseen muodonmuutokseen tasapainotetun roottorin aiheuttamien epätasapainovoimien vaikutuksesta.
Voima-antureita käytetään yleensä kotitekoisten koneiden tukien suhteellisen muodonmuutoksen mittaamiseen. Esimerkki siitä, miten voima-anturi asennetaan Hard Bearing -tasapainotuskoneen tukeen, on esitetty kuvassa 2.16.e. Kuten kuvasta nähdään, voima-anturi 11 painetaan tuen sisäosan sivupintaa vasten pultilla 12, joka kulkee tuen ulko-osassa olevan kierrereiän läpi.
Pultin 12 tasaisen paineen varmistamiseksi koko voima-anturin 11 tasolla sen ja anturin väliin asetetaan litteä aluslevy 13.
Kuva 2.16.d. Esimerkki voima-anturin asennuksesta tukeen.
Koneen toiminnan aikana tasapainotetun roottorin aiheuttamat epätasapainovoimat vaikuttavat tukiyksiköiden (karojen tai välilaakereiden) kautta tuen ulko-osaan, joka alkaa syklisesti liikkua (deformoitua) suhteessa sisäosaansa roottorin pyörimisnopeuden mukaisesti. Tämän seurauksena anturiin 11 vaikuttaa muuttuva voima, joka on verrannollinen epätasapainovoimaan. Sen vaikutuksesta voima-anturin ulostuloon syntyy roottorin epätasapainon suuruuteen verrannollinen sähköinen signaali.
Kaikkiin tukiin asennettujen voima-antureiden signaalit syötetään koneen mittaus- ja laskentajärjestelmään, jossa niitä käytetään korjaavien painojen parametrien määrittämiseen.
Kuva 2.17.a. on valokuva erittäin erikoistuneesta Hard Bearing -koneesta, jota käytetään ruuviakselien tasapainottamiseen. Kone valmistettiin LLC "Ufatverdosplavin" omaan käyttöön.
Kuten kuvasta näkyy, koneen pyöritysmekanismi on yksinkertaistettu rakenne, joka koostuu seuraavista pääkomponenteista:
Kuva 2.17.a. Kova laakerikone ruuviakselien tasapainottamiseen, valmistaja LLC "Ufatverdosplav".
Koneen tuet 2 ovat pystysuoraan asennettuja teräslevyjä, joissa on T-muotoiset urat. Kunkin tuen yläreunassa on vierintälaakereilla valmistetut tukirullat, joiden päällä tasapainotettu akseli 5 pyörii.
Roottorin epätasapainon vaikutuksesta tapahtuvan tukien muodonmuutoksen mittaamiseksi käytetään voima-antureita 6 (ks. kuva 2.17.b), jotka asennetaan tukien uriin. Nämä anturit on liitetty "Balanset 1" -laitteeseen, jota käytetään tässä koneessa mittaus- ja laskentajärjestelmänä.
Koneen pyöritysmekanismin suhteellisesta yksinkertaisuudesta huolimatta se mahdollistaa riittävän korkealaatuisen tasapainotuksen ruuveille, joiden pinta on monimutkainen, kuten kuvasta 2.17.a nähdään.
LLC "Ufatverdosplavin" mukaan ruuvin alkuperäinen epätasapaino väheni lähes 50 kertaa tällä koneella tasapainotusprosessin aikana.
Kuva 2.17.b. Kovalaakeroitu konetuki tasapainottavia ruuviakseleita varten, joissa on voima-anturi.
Saavutettu jäännöstasapaino oli 3552 g.mm (19,2 g 185 mm:n säteellä) ruuvin ensimmäisessä tasossa ja 2220 gmm (12,0 g 185 mm:n säteellä) toisella tasolla. Tämä epätasapaino vastaa 500 kg:n painoiselle roottorille, joka toimii 3500 RPM:n pyörimisnopeudella, ISO 1940-1-2007 -standardin mukaista luokkaa G6.3, joka täyttää sen teknisissä asiakirjoissa esitetyt vaatimukset.
S.V. Morozov ehdotti alkuperäistä mallia (ks. kuva 2.18), jossa käytetään yhtä alustaa kahden erikokoisen Hard Bearing -tasapainotuskoneen tukien samanaikaiseen asentamiseen. Tämän teknisen ratkaisun ilmeisiä etuja, joiden ansiosta valmistajan tuotantokustannukset voidaan minimoida, ovat muun muassa seuraavat:
Kuva 2.18. S.V. Morozovin valmistama kovan laakerin tasapainotuskone ("Tandem").