איזו דרגת איזון נדרשת עבור צירים במהירות גבוהה?

G2.5 הוא הדרגה הנפוצה ביותר עבור צירים של כלי מכונה עד כ-20,000 סל"ד. עבור צירים הפועלים מעל 20,000 סל"ד (עיבוד שבבי HSC), מומלץ G1.0 או G0.4. הדרגה ההדוקה יותר מפחיתה את הכוח הצנטריפוגלי ומשפרת את גימור פני השטח.

כיצד חוסר איזון בציר משפיע על גימור פני השטח?

חוסר איזון יוצר כוח צנטריפוגלי שמסיט את הכלי. סטייה זו מופיעה כגליות על פני חומר העבודה. במהירויות ציר גבוהות, אפילו כמה גרם·מ"מ של חוסר איזון יכולים לגרום לעיוות של הכלי ברמת מיקרון, ולגרום לפגוע בגימור פני השטח בכמה דרגות Ra.

האם עליי לאזן את מחזיק הכלים עם הכלי המותקן?

כן, לקבלת התוצאות הטובות ביותר, יש לאזן את כל המכלול (מחזיק הכלים + כלי + כפתור החזקה + קולט + חותך). כל רכיב מוסיף את תרומת חוסר האיזון שלו, והסכום הכולל קובע את הרטט בפועל במהלך החיתוך.

מה ההבדל בין מחזיקי כלים HSK ו-BT לאיזון?

למחזיקי כלים של HSK יש קנה התחדדות חלול עם מגע פנים, המספק קשיחות רדיאלית וחזרתיות טובות יותר מאשר BT (התחדדות 7/24). HSK עדיף ליישומים במהירות גבוהה מכיוון שהמגע הכפול שלו מפחית את היציבות והופך את האיזון לחזרתי יותר בין החלפות כלים.

איך אני מודד חוסר איזון בציר?

חוסר איזון בציר נמדד באמצעות חיישני רטט המותקנים ליד מיסבי הציר בזמן שהציר פועל. מכשיר איזון נייד (כמו Vibromera Balanset) מודד את משרעת הרטט והפאזה שלו בגודל 1×, ולאחר מכן מחשב את מסת התיקון והזווית הנדרשות.

כלי הנדסי חינמי

מחשבון חוסר איזון ציר של כלי מכונה

חשב את חוסר האיזון המותר של הציר + מחזיק הכלי, האקסצנטריות (ננומטר), הכוח הצנטריפוגלי וסטיית הכלי המקבילה לפי ISO 21940.

ISO 21940-11 HSK / BT / CAT G0.4 – G2.5

מסת ציר + מחזיק כלי (kg)

מהירות מרבית (סל"ד)

דרגת איזון G

קוטר הכלי (מ"מ, אופציונלי)

הגדרות מהירות מוגדרות מראש

תוצאות

חוסר איזון מותר

—

אקסצנטריות

—

כוח צנטריפוגלי

—

אומדן סטיית הכלי השקולה

—

מהירות זוויתית ω

—

חוסר איזון מותר בציר (ISO 21940)

G — דרגת איזון (mm/s)
m — מסת מכלול הציר + מחזיק הכלי (kg)
ω = 2π·n/60 — מהירות זוויתית (רדיאנים/שנייה)

אקסצנטריות (חוסר איזון ספציפי)

בצירים מהירי-סיבוב, האקסצנטריות מבוטאת לעתים קרובות ב-nm (1 μm = 1000 nm).

כוח צנטריפוגלי & סטיית כלי

הכוח הצנטריפוגלי הנובע מחוסר איזון פועל על מיסבי הציר וגורם לסטייה בקצה הכלי. אומדן הסטייה משתמש במודל פשוט של קשיחות הציר (≈ 20 N/μm אופייני ל-HSK-63).

דירוגי איזון למכונות כלים

דרגה	יישום	מהירות אופיינית
G0.4	השחזה אולטרה-מדויקת, אופטיקה	> 60,000 RPM
G1.0	מכונות השחזה, כרסום במהירות גבוהה	15,000–40,000 RPM
G2.5	מרכזי עיבוד שבבי כלליים, מחרטות	5,000–24,000 RPM

דוגמה מעשית

דוגמה — מחזיק כלי HSK-63 ב-24,000 RPM

נתון: מסה = 2 kg, מהירות = 24,000 RPM, דרגה = G2.5

ω = 2π × 24000 / 60 = 2,513.3 rad/s

U_לְכָל = 2.5 × 2 × 1000 / 2513.3 = 1.99 g·mm

e_לְכָל = 2.5 × 1000 / 2513.3 = 0.995 μm = 995 nm

F = 1.99 / 1e6 × 2513.3² = 12.6 N

⚠️ הערה: אומדן סטיית הכלי משתמש במודל קשיחות פשוט. הסטייה בפועל תלויה בקדם-העומס של המיסב, בתכנון הציר, בבליטת הכלי ובהידוק. יש להשתמש בכך כהכוונה כללית בלבד.