बैलेंसिंग मशीन निर्माताओं के लिए ग्राहक आवश्यकताओं की वाजिबियत पर दो टिप्पणियाँ

परिचय

पिछले डेढ़ वर्षों में, हमारी कंपनी को विभिन्न प्रकार के खरीद संबंधी 30 से अधिक पूछताछ प्राप्त हुई है संतुलन मशीनें। इन पूछताछों से जुड़े तकनीकी विनिर्देशों का विश्लेषण दर्शाता है कि अधिकांश में कई विशेषताएं शामिल हैं जो मशीनों की उत्पादन समयसीमा और लागत को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं और संभावित आपूर्तिकर्ताओं की सूची को कम करती हैं। इनमें से, दो आवश्यकताएं अलग दिखती हैं:

• एक विशिष्ट सुनिश्चित करने की आवश्यकता अवशिष्ट असंतुलन, जो 0.1 g*mm/kg (µm) से अधिक नहीं होना चाहिए।
• मापन उपकरणों के रजिस्टर में संतुलन मशीन को शामिल करने की आवश्यकता।

आइए एक वास्तविक उपभोक्ता के दृष्टिकोण से इन आवश्यकताओं को लागू करने की उचितता और व्यवहार्यता का विश्लेषण करें।

1. मशीन के लिए सटीकता आवश्यकताओं का विश्लेषण

हम ग्राहक की सटीकता आवश्यकताओं की वैधता की पुष्टि एक तकनीकी विनिर्देश का उपयोग करके करेंगे, जो 10 से 1500 किलोग्राम वजन वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स, टर्बो इकाइयों और कम्प्रेसर्स के रोटरों को संतुलित करने के लिए डिज़ाइन की गई एक संतुलन मशीन के लिए है। यह विनिर्देश विशिष्ट अवशिष्ट असंतुलन के लिए एक सहनशीलता निर्धारित करता है, जो ग्राहक के अनुसार 0.1 g*mm/kg से अधिक नहीं होनी चाहिए।

इस आवश्यकता को सत्यापित करने के लिए, हम निम्नलिखित की तालिका 1 का संदर्भ देते हैं आईएसओ 1940-1-2007 "यांत्रिक कंपन – रोटर्स के लिए संतुलन गुणवत्ता आवश्यकताएं।" इस तालिका की सिफारिशों के आधार पर, हम मानते हैं कि रोटार विद्युत मोटर्स, टर्बो इकाइयों और कंप्रेसर्स का संतुलन सटीकता, जिसे आदेशित मशीन को सुनिश्चित करना चाहिए, G2.5 गुणवत्ता को पूरा करना चाहिए grade। मान लीजिए कि संतुलित रोटर की अपेक्षित परिचालन घूर्णन आवृत्ति, उदाहरण के लिए, 200 Hz है (जो बड़े मार्जिन के साथ अधिकांश ज्ञात मशीनों की घूर्णन आवृत्तियों को कवर करता है), हम आसानी से मानक के सूत्र 5 का उपयोग करके स्थिर (एकल-विमान) संतुलन के लिए अनुमत अवशिष्ट विशिष्ट असंतुलन की गणना कर सकते हैं: eper = 2500 / (6.28 * 200) = 1.99 g*mm/kg।

उसी ISO 1940-1-2007 मानक की सिफारिशों पर विचार करते हुए (आज आईएसओ 21940-11), खंड 7 में दिए गए अनुसार, गतिशील संतुलन के दौरान दो-सहारा असंवेदनशील रोटर के लिए अनुमेय मान सेट कम से कम 0.3 * eper होना चाहिए, जो हमारे मामले में 0.6 g*mm/kg होगा, प्रारंभिक तकनीकी विनिर्देश में आवश्यक 0.1 g*mm/kg नहीं। अनुमेय का यह विभाजन सहिष्णुता को संतुलित करना दोनों संशोधन विमानों के बीच हमारे साथ जांचा जा सकता है अवशिष्ट असंतुलन कैलकुलेटर (आईएसओ 21940-11).

दूसरे शब्दों में, जैसा कि हमारे विश्लेषण से स्पष्ट होता है, इस तकनीकी विनिर्देश (और कई अन्य समान दस्तावेजों) में संतुलन मशीन की सटीकता के लिए निर्धारित आवश्यकताएँ स्पष्ट रूप से अत्यधिक हैं। इन अत्यधिक आवश्यकताओं के व्यावहारिक कार्यान्वयन में निर्माता को गंभीर डिजाइन और तकनीकी चुनौतियों का समाधान करना पड़ता है, जो आमतौर पर असाधारण उच्च सटीकता वाली मशीनों के उत्पादन में उत्पन्न होती हैं, और जो निस्संदेह मशीनों की लागत और उत्पादन समय को प्रभावित करती हैं। इसके अलावा, ये आवश्यकताएँ हमेशा तकनीकी रूप से व्यवहार्य नहीं होतीं।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि ऐसी उच्च-सटीकता वाली मशीनों के प्रभावी संचालन के लिए संभावित ग्राहक को कई अतिरिक्त शर्तों को पूरा करना पड़ सकता है, जैसे थर्मो-स्थिर और स्वच्छ कक्ष, कंपन-रोधी नींव, आदि, जिनकी निर्माण लागत मशीन की खरीद से जुड़ी लागतों से भी अधिक हो सकती है। ग्राहक के प्रतिनिधि (उपरोक्त तकनीकी विनिर्देश के लेखक) से संभावित आपत्ति के जवाब में कि इस आवश्यकता को पूरा करने से मशीन पर काफी कम अवशिष्ट असंतुलन प्राप्त किया जा सकता है, जो वास्तव में G0.4 ग्रेड के अनुरूप है, उन्हें ISO 22061-76 "मशीनें और प्रौद्योगिकी उपकरण। संतुलन गुणवत्ता ग्रेड की प्रणाली। मूल प्रावधान," जो ISO 1940-1-2007 के परिचय से पहले प्रभावी था।

इस मानक की धारा 3, जिसे सोवियत संघ के संतुलन क्षेत्र के सर्वश्रेष्ठ विशेषज्ञों ने तैयार किया है, निम्नलिखित को उचित रूप से बताती है:

1. पहले संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (ISO 1940-1-2007 के अनुसार ग्रेड G0.4) के अंतर्गत वर्गीकृत उत्पादों के रोटरों को सभी परिचालन स्थितियों में उनके स्वयं के ड्राइव का उपयोग करके उनकी स्वयं की हाउसिंग के भीतर उनके स्वयं के बेयरिंग्स में संतुलित किया जाना चाहिए।
2. दूसरे संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (ग्रेड G1.0) के अंतर्गत वर्गीकृत उत्पादों के रोटर को उनके स्वयं के बेयरिंग्स या उनके स्वयं के हाउसिंग के भीतर संतुलित किया जाना चाहिए, और यदि अपना ड्राइव उपलब्ध नहीं है तो एक विशेष ड्राइव का उपयोग किया जाना चाहिए।
3. तीसरे से ग्यारहवें संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (ग्रेड G2.5 से G4000) के अंतर्गत वर्गीकृत उत्पादों के रोटरों को पुर्जों या असेंबली इकाइयों के रूप में संतुलित करने की अनुमति है।

इन सिफारिशों का सार यह है कि बैलेंसिंग मशीन पर G0.4 और G1.0 जैसे गुणवत्ता ग्रेड प्राप्त करने का प्रयास अक्सर तकनीकी और आर्थिक रूप से निरर्थक होता है। मशीन में रोटर स्थापित करने के बाद प्राप्त सटीकता खो जाती है, और इसे पुनर्स्थापित करने के लिए रोटर असेंबली (अपने स्वयं के बेयरिंग्स में और अपनी ही ड्राइव के साथ) का अतिरिक्त पुनर्संतुलन आवश्यक होता है, जिसे पोर्टेबल कंपन संतुलन उपकरणों का उपयोग करके किया जाता है।

इस थीसिस के एक उदाहरण के रूप में, हम उच्च-सटीकता वाले बेलनाकार ग्राइंडिंग मशीन (सटीकता वर्ग "C") पर उपयोग के लिए अभिप्रेत एक ग्राइंडिंग व्हील का संतुलन करने पर विचार कर सकते हैं। ISO 1940-1-2007 की पूर्वोक्त तालिका 1 की आवश्यकताओं के अनुसार, ग्राइंडिंग व्हील की संतुलन गुणवत्ता कम से कम G0.4 ग्रेड को पूरा करनी चाहिए। चूंकि संचालन के दौरान ग्राइंडिंग व्हील की अपेक्षित घूर्णी आवृत्ति 6000 आरपीएम (100 हर्ट्ज़) होगी, ISO 1940-1-2007 के प्रसिद्ध सूत्र 7 का उपयोग करके, हम अनुमेय अवशिष्ट विशिष्ट असंतुलन eper निर्धारित करते हैं, जो 0.64 g*mm/kg होगा।

दूसरे शब्दों में, संतुलन मशीन पर संतुलन करने के बाद, इस सहनशीलता को सुनिश्चित करते हुए, ग्राइंडिंग व्हील के द्रव्यमान के केंद्र का तकनीकी अक्ष (संतुलन मशीन मैंड्रेल अक्ष) के सापेक्ष विस्थापन 0.64 µm से अधिक नहीं होना चाहिए। चूंकि ISO 11654-90 के अनुसार एक क्लास "C" ग्राइंडिंग मशीन के स्पिंडल का अनुमेय रेडियल रनआउट 2 µm है, हमारे ग्राइंडिंग व्हील को उस पर माउंट करने के बाद (व्हील को तकनीकी अक्ष से कार्यशील अक्ष पर पुनः बेसलाइन करना), अवशिष्ट विशिष्ट असंतुलन काफी बढ़ सकता है और ISO 1940-1-2007 द्वारा अनुशंसित सहनशीलता से कम से कम तीन गुना अधिक हो सकता है। इस तरह के और अन्य समान मामलों में, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, असेंबली चरण के दौरान उत्पन्न होने वाली त्रुटियों की भरपाई के लिए अतिरिक्त संतुलन की आवश्यकता होती है।

उपरोक्त से हम यह कह सकते हैं कि अधिकांश मामलों में, मध्यम और भारी बैलेंसिंग मशीनों के लिए सटीकता की आवश्यकता को 0.5 g*mm/kg या यहां तक कि 1.0 g*mm/kg के अवशिष्ट विशिष्ट असंतुलन स्तर तक सीमित किया जा सकता है। इस सिफारिश को व्यवहार में लागू करने से निर्माता को मशीन के निर्माण की जटिलता और लागत को काफी कम करने की अनुमति मिलती है, जबकि ग्राहक (बशर्ते एक तर्कसंगत तकनीकी प्रक्रिया लागू की जाए) आवश्यक संतुलन सटीकता प्राप्त कर सकता है। इस नियम का मुख्य अपवाद छोटी विशेष संतुलन मशीनें हो सकती हैं, जिनका उपयोग उदाहरण के लिए, जाइरोस्कोप रोटर, ऑटोमोटिव टर्बोचार्जर आदि के संतुलन के लिए किया जाता है। इन मशीनों की डिज़ाइन विशेषताएं 0.1 g*mm/kg या उससे कम के अवशिष्ट विशिष्ट असंतुलन स्तर को प्राप्त करने की अनुमति देती हैं, जो तकनीकी रूप से उचित और आर्थिक रूप से व्यवहार्य है।

2. माप उपकरणों के रजिस्टर में संतुलन मशीनों को शामिल करने की आवश्यकता

हाल के वर्षों में हमारे देश में एक आश्चर्यजनक खोज हुई है, जो धातु-काटने वाली मशीनों का वर्गीकरण विकसित करने वाले ENIMS** के "शांतिपूर्वक निधन" विशेषज्ञों को चकित कर सकती है। किसी के "हल्के हाथ" से मशीन बाजार में एक पूरी तरह से नया उपकरण प्रकट हुआ है – "वाइब्रेशन मेज़रमेंट बैलेंसिंग मशीनें," जिनके पास रूसी राज्य मानक का प्रमाणपत्र और संबंधित अंकन होना चाहिए।*)

और सब कुछ ठीक होता, लेकिन अचानक पता चला कि "उन्नत" ग्राहकों ने अपनी तकनीकी विनिर्देशों में मापन उपकरणों के रजिस्टर में संतुलन मशीनों को शामिल करने की अनिवार्य आवश्यकता जोड़ दी है। आइए समझने का प्रयास करें कि यह आवश्यकता कानूनी और तकनीकी रूप से कितनी उचित है, साथ ही इसकी आर्थिक व्यवहार्यता क्या है।

सबसे पहले, यह समझना उपयोगी है कि यह आवश्यकता मौजूदा नियामक दस्तावेजों की सिफारिशों से कैसे संबंधित है। आइए ISO 8-82 "धातु-कटिंग मशीनें। सटीकता परीक्षण के लिए सामान्य आवश्यकताएँ।" से शुरू करें। यह मानक सटीकता के आधार पर मशीन वर्गीकरण की मूल अवधारणाओं और सिद्धांतों, सटीकता परीक्षण के लिए सामान्य आवश्यकताओं, और सटीकता सत्यापन विधियों के लिए सामान्य आवश्यकताओं को स्थापित करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इस मानक में मशीनों की गुणात्मक विशेषताओं का मूल्यांकन करने वाली प्रक्रियाओं के संदर्भ में केवल "सत्यापन" शब्द का उपयोग किया गया है और माप उपकरणों के रजिस्टर में मशीनों को शामिल करने और तदनुसार उनके "कैलिब्रेशन" की आवश्यकता का कोई उल्लेख नहीं है।

अगला दस्तावेज़ जिस पर ध्यान देना चाहिए वह है ISO 20076-2007 (ISO 2953:1999) "कंपन। संतुलन मशीनें। उनकी सत्यापन के लिए विनिर्देश और विधियाँ।" यह मानक, जो संतुलन मशीनों की तकनीकी विशेषताओं और उनके "प्रमाणन" तरीकों के लिए विशिष्ट आवश्यकताएँ निर्धारित करता है, में भी मशीनों को कैलिब्रेट करने और उन्हें मापन उपकरणों के रजिस्टर में शामिल करने की आवश्यकताएँ अनुपस्थित हैं। इस संबंध में यह ध्यान देने योग्य है कि अन्य प्रकार की मशीन टूल्स के मानकों, जैसे कि ग्राइंडिंग मशीनों और सीएनसी मशीनों के लिए ISO मानकों में भी कैलिब्रेशन से संबंधित आवश्यकताएँ अनुपस्थित हैं, जिनमें विभिन्न मापन प्रणालियाँ शामिल हो सकती हैं।

इसके अलावा, विदेशी संतुलन मशीनों के सभी ज्ञात मॉडलों के तकनीकी दस्तावेज़ों में समान आवश्यकताएँ नहीं पाई जातीं, जो हमारी राय में एक महत्वपूर्ण पूर्ववर्ती उदाहरण भी है। उपरोक्त प्रस्तुत तर्कों के आधार पर, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:

1. मशीन टूल्स और विशेष रूप से संतुलन मशीनों के लिए विकसित मौजूदा नियामक और तकनीकी दस्तावेज़ों में उन्हें माप उपकरणों के रजिस्टर में शामिल करने और तदनुसार उनकी कैलिब्रेशन की आवश्यकताएँ शामिल नहीं हैं। परिणामस्वरूप, प्रतिस्पर्धी खरीद प्रक्रियाओं के दौरान तकनीकी विनिर्देशों में ऐसी आवश्यकताओं को शामिल करने से "डे फैक्टो" मशीनों के उत्पादन लागत और उनके बाद के संचालन के खर्च में काफी वृद्धि होती है और, जैसा कि हमें लगता है, "डे ज्यूरे" उन सद्भावनापूर्ण मशीन निर्माताओं के अधिकारों का उल्लंघन होता है जो मौजूदा नियामक दस्तावेजों के अक्षर और भावना का पालन करते हैं।
2. मापन प्रणाली के नियमित परीक्षण बैलेंसिंग मशीन के हिस्से के रूप में ISO 20076-2007 (ISO 2953:1999) की आवश्यकताओं और सिफारिशों के अनुसार किए जा सकते हैं और किए जाने चाहिए, जिनमें संदर्भ रोटर, परीक्षण भारों का एक सेट, और कैलिब्रेटेड तराजू का उपयोग शामिल है। इन परीक्षणों में अनिवार्य रूप से निम्नलिखित प्रकार के जांच शामिल होनी चाहिए:
   • न्यूनतम रूप से प्राप्त होने वाले अवशिष्ट असंतुलन की जाँच (उमर);
   • असंतुलन न्यूनीकरण गुणांक (URR) की जाँच;
   • सशर्त संतुलन परिपथ के संचालन की जाँच (रोटर को 180° घुमाने की प्रक्रिया के साथ)।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ये जाँचें मशीन से मापन प्रणाली को अलग किए बिना की जाती हैं और इन्हें कैलिब्रेशन वाइब्रेशन स्टैंड के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती, जिससे बाहरी संगठनों के विशेषज्ञों को शामिल करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और काम की श्रम-तीव्रता और लागत में काफी कमी आती है। उपरोक्त मुख्य जाँचों के अतिरिक्त, यदि आवश्यक हो, तो मापन प्रणाली के अन्य महत्वपूर्ण मापदंडों की जाँच सीधे मशीन पर की जा सकती है (उपरोक्त संदर्भ रोटर, परीक्षण भारों का एक सेट, और मानकीकृत तराजू का उपयोग करके), जिनमें शामिल हैं:

• मापन से मापन तक एम्प्लिट्यूड और फेज़ कंपन संकेत रीडिंग्स की पुनरावृत्ति;
• वाइब्रेशन सिग्नल एम्प्लीट्यूड के अनुसार मापन प्रणाली रीडिंग्स की रेखीयता;
• मापन प्रणाली की संकल्प क्षमता (मापन प्रणाली द्वारा लगातार दर्ज किए गए असंतुलन का न्यूनतम स्तर), आदि।

निष्कर्ष

लेखक आशा करता है कि संतुलन मशीनों के ग्राहक और निर्माता दोनों इस कार्य में प्रस्तुत तर्कों और सिफारिशों को समझेंगे, जिसका मुख्य उद्देश्य दोनों पक्षों के लिए उत्पादन लागत को न्यूनतम करना है, साथ ही संतुलन संचालन की उचित गुणवत्ता सुनिश्चित करना है।

*नोट: यदि यह प्रवृत्ति विकसित होती रही, तो यह असंभव नहीं है कि हम जल्द ही कंपन मापन ग्राइंडिंग मशीनों, कंपन मापन प्रेसों और यहां तक कि कंपन मापन रोलिंग मिल्स के निर्माण के बारे में जानें। आखिरकार, ये संतुलन मशीनों के साथ विशेष कंपन मापन उपकरणों के संभावित उपयोग को साझा करती हैं।

ENIMS का पूरा नाम "Experimental Research Institute of Metal-Cutting Machine Tools" (Экспериментально-исследовательский институт металлорежущих станков) है। यह सोवियत संघ में स्थित एक अनुसंधान संस्थान था, जो विभिन्न प्रकार की धातु-काटने वाली मशीनों और उपकरणों के विकास और सुधार के लिए समर्पित था। संस्थान ने मशीन-निर्माण उद्योग के विकास और धातु-प्रसंस्करण उपकरणों के मानकीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, जैसे कि मशीन टूल्स के वर्गीकरण और उनकी सटीकता परीक्षण के तरीकों के लिए नियामक दस्तावेज़ और मानक विकसित करके।

वी.डी. फेल्डमैन, मुख्य विशेषज्ञ, एलएलसी "काइनेटिक्स", 2024