Penulis artikel : Feldman Valery Davidovich
Editor dan penerjemah : Nikolai Andreevich Shelkovenko dan chatGPT
Menyeimbangkan mesin dengan tangan Anda sendiri
Daftar Isi
Bagian | Halaman |
|---|---|
1. Pendahuluan | 3 |
2. Jenis-jenis Mesin Penyeimbang (Dudukan) dan Fitur Desainnya | 4 |
2.1. Mesin dan Dudukan Bantalan Lunak | 4 |
2.2. Mesin Bantalan Keras | 17 |
3. Persyaratan untuk Konstruksi Unit Dasar dan Mekanisme Mesin Penyeimbang | 26 |
3.1. Bantalan | 26 |
3.2. Unit Bantalan Mesin Penyeimbang | 41 |
3.3. Bingkai tempat tidur | 56 |
3.4. Penggerak Mesin Penyeimbang | 60 |
4. Sistem Pengukuran Mesin Penyeimbang | 62 |
4.1. Pemilihan Sensor Getaran | 62 |
4.2. Sensor Sudut Fase | 69 |
4.3. Fitur Pemrosesan Sinyal dari Sensor Getaran | 71 |
4.4. Skema Fungsional Sistem Pengukuran Mesin Penyeimbang, "Balanset 2" | 76 |
4.5. Perhitungan Parameter Bobot Koreksi yang Digunakan dalam Penyeimbangan Rotor | 79 |
4.5.1. Tugas Menyeimbangkan Rotor Penyangga Ganda dan Metode Penyelesaiannya | 80 |
4.5.2. Metodologi untuk Penyeimbangan Dinamis Rotor Multi-pendukung | 83 |
4.5.3. Kalkulator untuk Menyeimbangkan Rotor Multi-pendukung | 92 |
5. Rekomendasi untuk Memeriksa Pengoperasian dan Akurasi Mesin Balancing | 93 |
5.1. Memeriksa Akurasi Geometris Mesin | 93 |
5.2. Memeriksa Karakteristik Dinamis Mesin | 101 |
5.3. Memeriksa Kemampuan Operasional Sistem Pengukuran | 103 |
5.4. Memeriksa Karakteristik Akurasi Mesin menurut ISO 20076-2007 | 112 |
Literatur | 119 |
Lampiran 1: Algoritma untuk Menghitung Parameter Penyeimbangan untuk Tiga Poros Penyangga | 120 |
Lampiran 2: Algoritma untuk Menghitung Parameter Penyeimbangan untuk Empat Poros Penyangga | 130 |
Lampiran 3: Panduan Menggunakan Kalkulator Penyeimbang | 146 |
1. Pendahuluan (Mengapa ada kebutuhan untuk menulis karya ini?)
Analisis struktur konsumsi perangkat penyeimbang yang diproduksi oleh LLC "Kinematics" mengungkapkan bahwa sekitar 30% di antaranya dibeli untuk digunakan sebagai sistem pengukuran dan komputasi stasioner untuk mesin penyeimbang dan/atau penyangga. Dimungkinkan untuk mengidentifikasi dua kelompok konsumen (pelanggan) peralatan kami.
Kelompok pertama mencakup perusahaan yang mengkhususkan diri dalam produksi massal mesin balancing dan menjualnya ke pelanggan eksternal. Perusahaan-perusahaan ini mempekerjakan spesialis berkualifikasi tinggi dengan pengetahuan yang mendalam dan pengalaman yang luas dalam mendesain, membuat, dan mengoperasikan berbagai jenis mesin penyeimbang. Tantangan yang muncul dalam interaksi dengan kelompok konsumen ini paling sering terkait dengan mengadaptasi sistem pengukuran dan perangkat lunak kami ke mesin yang sudah ada atau yang baru dikembangkan, tanpa menangani masalah eksekusi strukturalnya.
Kelompok kedua terdiri dari konsumen yang mengembangkan dan memproduksi mesin (stand) untuk kebutuhan mereka sendiri. Pendekatan ini sebagian besar disebabkan oleh keinginan produsen independen untuk mengurangi biaya produksi mereka sendiri, yang dalam beberapa kasus dapat berkurang dua hingga tiga kali lipat atau lebih. Kelompok konsumen ini sering kali tidak memiliki pengalaman yang memadai dalam membuat mesin dan biasanya mengandalkan penggunaan akal sehat, informasi dari internet, dan analog yang tersedia dalam pekerjaan mereka.
Berinteraksi dengan mereka menimbulkan banyak pertanyaan, yang, selain informasi tambahan tentang sistem pengukuran mesin balancing, mencakup berbagai masalah yang berkaitan dengan pelaksanaan struktural mesin, metode pemasangannya pada pondasi, pemilihan drive, dan mencapai akurasi balancing yang tepat, dll.
Mempertimbangkan minat signifikan yang ditunjukkan oleh sekelompok besar konsumen kami dalam masalah pembuatan mesin penyeimbang secara mandiri, spesialis dari LLC "Kinematika" telah menyiapkan kompilasi dengan komentar dan rekomendasi tentang pertanyaan yang paling sering diajukan.
2. Jenis-jenis Mesin Penyeimbang (Dudukan) dan Fitur Desainnya
Mesin penyeimbang adalah perangkat teknologi yang dirancang untuk menghilangkan ketidakseimbangan statis atau dinamis rotor untuk berbagai tujuan. Mesin ini menggabungkan mekanisme yang mempercepat rotor yang seimbang ke frekuensi rotasi yang ditentukan dan sistem pengukuran dan komputasi khusus yang menentukan massa dan penempatan bobot korektif yang diperlukan untuk mengimbangi ketidakseimbangan rotor.
Konstruksi bagian mekanis mesin biasanya terdiri dari rangka alas tempat tiang penyangga (bearing) dipasang. Ini digunakan untuk memasang produk yang diseimbangkan (rotor) dan termasuk penggerak yang dimaksudkan untuk memutar rotor. Selama proses penyeimbangan, yang dilakukan saat produk berputar, sensor sistem pengukuran (yang jenisnya bergantung pada desain mesin) mencatat getaran pada bantalan atau gaya pada bantalan.
Data yang diperoleh dengan cara ini memungkinkan untuk menentukan massa dan lokasi pemasangan pemberat korektif yang diperlukan untuk mengimbangi ketidakseimbangan.
Saat ini, ada dua jenis desain mesin penyeimbang (dudukan) yang paling lazim:
2.1. Mesin dan Dudukan Bantalan Lunak Fitur mendasar dari mesin penyeimbang bantalan lunak (dudukan) adalah bahwa mereka memiliki penyangga yang relatif fleksibel, dibuat berdasarkan suspensi pegas, gerbong yang dipasang di pegas, penyangga pegas datar atau silinder, dll. Frekuensi alami penyangga ini setidaknya 2-3 kali lebih rendah daripada frekuensi rotasi rotor seimbang yang dipasang di atasnya. Contoh klasik dari pelaksanaan struktural penyangga Bantalan Lunak fleksibel dapat dilihat pada penyangga model mesin DB-50, yang fotonya ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Dukungan mesin penyeimbang model DB-50.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1, rangka bergerak (slider) 2 dipasang pada tiang stasioner 1 penyangga menggunakan suspensi pada pegas strip 3. Di bawah pengaruh gaya sentrifugal yang disebabkan oleh ketidakseimbangan rotor yang dipasang pada penyangga, rangka bergerak (slider) 2 dapat melakukan osilasi horizontal relatif terhadap tiang stasioner 1, yang diukur dengan menggunakan sensor getaran.
Eksekusi struktural dari penyangga ini memastikan tercapainya frekuensi alami osilasi kereta yang rendah, yaitu sekitar 1-2 Hz. Hal ini memungkinkan penyeimbangan rotor pada rentang frekuensi rotasi yang luas, mulai dari 200 RPM. Fitur ini, bersama dengan kesederhanaan pembuatan penyangga tersebut, membuat desain ini menarik bagi banyak konsumen kami yang membuat mesin penyeimbang untuk kebutuhan mereka sendiri untuk berbagai keperluan.
Gambar 2.2. Penyangga Bantalan Lunak dari Mesin Penyeimbang, Diproduksi oleh "Polymer LTD", Makhachkala
Gambar 2.2 menunjukkan foto mesin penyeimbang Soft Bearing dengan penyangga yang terbuat dari pegas suspensi, yang diproduksi untuk kebutuhan internal di "Polymer LTD" di Makhachkala. Mesin ini dirancang untuk menyeimbangkan rol yang digunakan dalam produksi bahan polimer.
Gambar 2.3 menampilkan foto mesin penyeimbang dengan suspensi strip serupa untuk kereta, yang dimaksudkan untuk menyeimbangkan perkakas khusus.
Gambar 2.4.a dan 2.4.b menunjukkan foto-foto mesin Soft Bearing buatan sendiri untuk menyeimbangkan poros penggerak, yang penyangganya juga dibuat menggunakan pegas suspensi strip.
Gambar 2.5 menyajikan foto mesin Soft Bearing yang dirancang untuk menyeimbangkan turbocharger, dengan penyangga gerbongnya yang juga digantung pada pegas strip. Mesin ini, dibuat untuk penggunaan pribadi A. Shahgunyan (St. Petersburg), dilengkapi dengan sistem pengukuran "Balanset 1".
Menurut produsen (lihat Gbr. 2.6), mesin ini memberikan kemampuan untuk menyeimbangkan turbin dengan sisa ketidakseimbangan yang tidak melebihi 0,2 g*mm.
Gambar 2.3. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Alat dengan Suspensi Penopang pada Pegas Strip
Gambar 2.4.a. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Poros Penggerak (Mesin Rakitan)
Gambar 2.4.b. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Poros Penggerak dengan Penopang Pengangkutan yang Ditangguhkan pada Pegas Strip. (Penopang Spindel Terkemuka dengan Suspensi Strip Pegas)
Gambar 2.5. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Turbocharger dengan Penopang pada Pegas Strip, Diproduksi oleh A. Shahgunyan (St. Petersburg)
Gambar 2.6. Salinan Layar Sistem Pengukuran 'Balanset 1' yang Menunjukkan Hasil Penyeimbangan Rotor Turbin pada Mesin A. Shahgunyan
Selain versi klasik dari penyangga mesin penyeimbang Soft Bearing yang telah dibahas di atas, solusi struktural lainnya juga telah tersebar luas.
Gambar 2.7 dan 2.8 menampilkan foto-foto mesin penyeimbang untuk poros penggerak, yang penopangnya dibuat berdasarkan pegas datar (pelat). Mesin-mesin ini masing-masing diproduksi untuk kebutuhan hak milik perusahaan swasta "Dergacheva" dan LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M").
Mesin penyeimbang Soft Bearing dengan penyangga seperti itu sering direproduksi oleh produsen amatir karena kesederhanaan dan kemampuan manufakturnya yang relatif. Prototipe ini umumnya berupa mesin seri VBRF dari "K. Schenck" atau mesin produksi dalam negeri yang serupa.
Mesin yang ditunjukkan pada Gambar 2.7 dan 2.8 dirancang untuk menyeimbangkan poros penggerak dua dukungan, tiga dukungan, dan empat dukungan. Mesin-mesin tersebut memiliki konstruksi yang serupa, termasuk:
Gambar 2.7. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Poros Penggerak oleh Perusahaan Swasta "Dergacheva" dengan Penopang pada Pegas Datar (Pelat)
Gambar 2.8. Mesin Bantalan Lunak untuk Menyeimbangkan Poros Penggerak oleh LLC "Tatcardan" ("Kinetika-M") dengan Dukungan pada Pegas Datar
Sensor getaran 8 dipasang pada semua penyangga, yang digunakan untuk mengukur osilasi melintang penyangga. Spindel terdepan 5, yang dipasang pada penyangga 2, diputar oleh motor listrik melalui penggerak sabuk.
Gambar 2.9.a dan 2.9.b menunjukkan foto-foto penyangga mesin penyeimbang, yang didasarkan pada pegas datar.
Gambar 2.9. Penyangga Mesin Penyeimbang Bantalan Lunak dengan Pegas Datar
Mengingat bahwa produsen amatir sering menggunakan penyangga semacam itu dalam desain mereka, maka, akan berguna untuk memeriksa fitur konstruksinya secara lebih rinci. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9.a, penyangga ini terdiri atas tiga komponen utama:
Untuk mencegah risiko peningkatan getaran penyangga selama operasi, yang dapat terjadi selama akselerasi atau deselerasi rotor seimbang, penyangga dapat menyertakan mekanisme penguncian (lihat Gbr. 2.9.b). Mekanisme ini terdiri dari braket kaku 5, yang dapat diaktifkan oleh kunci eksentrik 6 yang terhubung ke salah satu pegas datar penyangga. Ketika kunci 6 dan braket 5 diaktifkan, penyangga terkunci, sehingga menghilangkan risiko peningkatan getaran selama akselerasi dan deselerasi.
Ketika mendesain penyangga yang dibuat dengan pegas datar (pelat), produsen mesin harus menilai frekuensi osilasi alaminya, yang bergantung pada kekakuan pegas dan massa rotor yang diseimbangkan. Dengan mengetahui parameter ini, perancang dapat secara sadar memilih rentang frekuensi rotasi operasional rotor, menghindari bahaya osilasi resonansi penyangga selama penyeimbangan.
Rekomendasi untuk menghitung dan secara eksperimental menentukan frekuensi alami osilasi penyangga, serta komponen lain dari mesin penyeimbang, dibahas di Bagian 3.
Seperti disebutkan sebelumnya, kesederhanaan dan kemampuan manufaktur desain penyangga yang menggunakan pegas datar (pelat) menarik minat para pengembang amatir mesin penyeimbang untuk berbagai tujuan, termasuk mesin untuk menyeimbangkan poros engkol, rotor turbocharger otomotif, dll.
Sebagai contoh, Gambar 2.10.a dan 2.10.b menyajikan sketsa tampilan umum mesin yang dirancang untuk menyeimbangkan rotor turbocharger. Mesin ini diproduksi dan digunakan untuk kebutuhan internal di LLC "SuraTurbo" di Penza.
2.10.a. Mesin untuk Menyeimbangkan Rotor Turbocharger (Tampak Samping)
2.10.b. Mesin untuk Menyeimbangkan Rotor Turbocharger (Tampilan dari Sisi Penyangga Depan)
Selain mesin penyeimbang Bantalan Lunak yang telah dibahas sebelumnya, dudukan Bantalan Lunak yang relatif sederhana terkadang dibuat. Dudukan ini memungkinkan penyeimbangan mekanisme putar berkualitas tinggi untuk berbagai keperluan dengan biaya minimal.
Beberapa penyangga seperti itu ditinjau di bawah ini, dibuat berdasarkan pelat datar (atau bingkai) yang dipasang pada pegas kompresi silinder. Pegas ini biasanya dipilih sedemikian rupa sehingga frekuensi alami osilasi pelat dengan mekanisme penyeimbang yang dipasang di atasnya adalah 2 hingga 3 kali lebih rendah daripada frekuensi rotasi rotor mekanisme ini selama penyeimbangan.
Gambar 2.11 menunjukkan foto dudukan untuk menyeimbangkan roda abrasif, yang diproduksi untuk produksi internal oleh P. Asharin.
Gambar 2.11. Dudukan untuk Menyeimbangkan Roda Abrasif
Dudukan terdiri dari komponen utama berikut ini:
Fitur utama dudukan ini adalah penyertaan sensor pulsa 5 untuk sudut rotasi rotor motor listrik, yang digunakan sebagai bagian dari sistem pengukuran dudukan ("Balanset 2C") untuk menentukan posisi sudut guna menghilangkan massa korektif dari roda abrasif.
Gambar 2.12 menunjukkan foto penyangga yang digunakan untuk menyeimbangkan pompa vakum. Dudukan ini dikembangkan berdasarkan pesanan dari "Pabrik Pengukuran" JSC.
Gambar 2.12. Dudukan untuk menyeimbangkan pompa vakum oleh JSC "Pabrik Pengukuran"
Dasar dudukan ini juga menggunakan Piring 1dipasang pada pegas silinder 2. Pada Pelat 1, pompa vakum 3 dipasang, yang memiliki penggerak listrik sendiri yang mampu memvariasikan kecepatan secara luas dari 0 hingga 60.000 RPM. Sensor getaran 4 dipasang pada selubung pompa, yang digunakan untuk mengukur getaran pada dua bagian yang berbeda pada ketinggian yang berbeda.
Untuk sinkronisasi proses pengukuran getaran dengan sudut rotasi rotor pompa, sensor sudut fase laser 5 digunakan pada dudukan. Meskipun konstruksi eksternal dudukan tersebut tampak sederhana, namun memungkinkan tercapainya keseimbangan impeler pompa yang sangat berkualitas tinggi.
Misalnya, pada frekuensi rotasi sub-kritis, ketidakseimbangan sisa rotor pompa memenuhi persyaratan yang ditetapkan untuk kelas kualitas keseimbangan G0.16 menurut ISO 1940-1-2007 "Getaran. Persyaratan untuk kualitas keseimbangan rotor kaku. Bagian 1. Penentuan ketidakseimbangan yang diizinkan."
Getaran sisa casing pompa yang dicapai selama penyeimbangan pada kecepatan rotasi hingga 8.000 RPM tidak melebihi 0,01 mm/detik.
Dudukan penyeimbang yang dibuat menurut skema yang dijelaskan di atas juga efektif untuk menyeimbangkan mekanisme lain, seperti kipas angin. Contoh penyangga yang didesain untuk menyeimbangkan kipas ditunjukkan pada Gambar 2.13 dan 2.14.
Gambar 2.13. Dudukan untuk Menyeimbangkan Impeler Kipas
Kualitas penyeimbangan kipas yang dicapai pada dudukan tersebut cukup tinggi. Menurut spesialis dari "Atlant-project" LLC, pada dudukan yang dirancang oleh mereka berdasarkan rekomendasi dari "Kinematics" LLC (lihat Gbr. 2.14), tingkat getaran sisa yang dicapai saat menyeimbangkan kipas adalah 0,8 mm/detik. Ini lebih dari tiga kali lebih baik daripada toleransi yang ditetapkan untuk kipas dalam kategori BV5 menurut ISO 31350-2007 "Getaran. Kipas industri. Persyaratan untuk getaran yang dihasilkan dan kualitas keseimbangan."
Gambar 2.14. Dudukan untuk Menyeimbangkan Impeler Kipas Peralatan Tahan Ledakan oleh "Atlant-project" LLC, Podolsk
Data serupa yang diperoleh di JSC "Lissant Fan Factory" menunjukkan bahwa dudukan seperti itu, yang digunakan dalam produksi serial kipas angin, secara konsisten memastikan getaran sisa tidak melebihi 0,1 mm/detik.
2.2. Mesin Bantalan Keras.
Mesin penyeimbang Hard Bearing berbeda dengan mesin Soft Bearing yang telah dibahas sebelumnya dalam hal desain penyangganya. Penyangga mereka dibuat dalam bentuk pelat kaku dengan slot yang rumit (cut-out). Frekuensi alami dari penyangga ini secara signifikan (setidaknya 2-3 kali) melebihi frekuensi rotasi maksimum rotor yang diseimbangkan pada mesin.
Mesin Hard Bearing lebih serbaguna daripada mesin Soft Bearing, karena biasanya memungkinkan penyeimbangan rotor berkualitas tinggi pada rentang yang lebih luas dari karakteristik massa dan dimensinya. Keuntungan penting dari mesin ini adalah bahwa mereka memungkinkan penyeimbangan rotor dengan presisi tinggi pada kecepatan rotasi yang relatif rendah, yang dapat berada dalam kisaran 200-500 RPM dan lebih rendah.
Gambar 2.15 menunjukkan foto mesin penyeimbang Hard Bearing yang diproduksi oleh "K. Schenk". Dari gambar ini, terlihat jelas bahwa setiap bagian penyangga, yang dibentuk oleh slot yang rumit, memiliki kekakuan yang berbeda-beda. Di bawah pengaruh gaya ketidakseimbangan rotor, hal ini dapat menyebabkan deformasi (perpindahan) beberapa bagian penyangga relatif terhadap yang lain. (Pada Gambar 2.15, bagian penyangga yang lebih kaku disorot dengan garis putus-putus merah, dan bagian yang relatif sesuai berwarna biru).
Untuk mengukur deformasi relatif tersebut, mesin Hard Bearing dapat menggunakan sensor gaya atau sensor getaran yang sangat sensitif dari berbagai jenis, termasuk sensor perpindahan getaran non-kontak.
Gambar 2.15. Mesin Penyeimbang Bantalan Keras oleh "K. Schenk"
Seperti yang ditunjukkan oleh analisis permintaan yang diterima dari pelanggan untuk instrumen seri "Balanset", minat untuk memproduksi mesin Hard Bearing untuk penggunaan internal terus meningkat. Hal ini difasilitasi oleh penyebaran informasi periklanan yang luas tentang fitur desain mesin balanset dalam negeri, yang digunakan oleh produsen amatir sebagai analog (atau prototipe) untuk pengembangan mereka sendiri.
Mari kita pertimbangkan beberapa variasi mesin Hard Bearing yang diproduksi untuk kebutuhan internal sejumlah konsumen instrumen seri "Balanset".
Gambar 2.16.a - 2.16.d Gambar 2.16.a. menunjukkan foto-foto mesin Hard Bearing yang dirancang untuk menyeimbangkan poros penggerak, yang diproduksi oleh N. Obyedkov (kota Magnitogorsk). Seperti yang terlihat pada Gbr. 2.16.a, mesin terdiri dari rangka kaku 1, di mana penyangga 2 (dua spindel dan dua perantara) dipasang. Spindel utama 3 dari mesin diputar oleh motor listrik asinkron 4 melalui penggerak sabuk. Pengontrol frekuensi 6 digunakan untuk mengontrol kecepatan putaran motor listrik 4. Mesin ini dilengkapi dengan sistem pengukuran dan komputasi "Balanset 4" 5, yang mencakup unit pengukuran, komputer, empat sensor gaya, dan sensor sudut fasa (sensor tidak diperlihatkan pada Gbr. 2.16.a).
Gambar 2.16.a. Mesin Bantalan Keras untuk Menyeimbangkan Poros Penggerak, Diproduksi oleh N. Obyedkov (Magnitogorsk)
Gambar 2.16.b menunjukkan foto penyangga depan mesin dengan spindel utama 3, yang digerakkan, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, oleh penggerak sabuk dari motor listrik asinkron 4. Penyangga ini dipasang secara kaku pada rangka.
Gambar 2.16.b. Penyangga Spindel Depan (Terdepan).
Gambar 2.16.c menampilkan foto salah satu dari dua penyangga perantara yang dapat digerakkan pada mesin. Penyangga ini bertumpu pada slide 7, yang memungkinkan gerakan longitudinal di sepanjang pemandu bingkai. Penyangga ini mencakup perangkat khusus 8, yang dirancang untuk memasang dan menyesuaikan ketinggian bantalan perantara poros penggerak yang seimbang.
Gambar 2.16.c. Penyangga Bergerak Menengah dari Mesin
Gambar 2.16.d menunjukkan foto penyangga spindel belakang (yang digerakkan), yang, seperti penyangga perantara, memungkinkan pergerakan di sepanjang pemandu rangka mesin.
Gambar 2.16.d. Penopang Spindel Belakang (Digerakkan).
Semua penyangga yang dibahas di atas adalah pelat vertikal yang dipasang pada alas datar. Pelat-pelat tersebut memiliki slot berbentuk T (lihat Gbr. 2.16.d), yang membagi penyangga menjadi bagian dalam 9 (lebih kaku) dan bagian luar 10 (kurang kaku). Perbedaan kekakuan bagian dalam dan luar penyangga dapat mengakibatkan deformasi relatif pada bagian ini di bawah gaya ketidakseimbangan dari rotor yang seimbang.
Sensor gaya biasanya digunakan untuk mengukur deformasi relatif penyangga pada mesin buatan sendiri. Contoh bagaimana sensor gaya dipasang pada penyangga mesin penyeimbang Hard Bearing ditunjukkan pada Gambar 2.16.e. Seperti yang terlihat pada gambar ini, sensor gaya 11 ditekan ke permukaan sisi bagian dalam penyangga oleh baut 12, yang melewati lubang berulir di bagian luar penyangga.
Untuk memastikan tekanan baut 12 yang merata di seluruh bidang sensor gaya 11, mesin cuci datar 13 ditempatkan di antara baut dan sensor.
Gambar 2.16.d. Contoh Pemasangan Sensor Gaya pada Penyangga.
Selama pengoperasian mesin, gaya ketidakseimbangan dari rotor yang seimbang bekerja melalui unit penyangga (spindel atau bantalan perantara) pada bagian luar penyangga, yang mulai bergerak secara siklikal (berubah bentuk) relatif terhadap bagian dalamnya pada frekuensi rotasi rotor. Hal ini menghasilkan gaya variabel yang bekerja pada sensor 11, sebanding dengan gaya ketidakseimbangan. Di bawah pengaruhnya, sinyal listrik yang sebanding dengan besarnya ketidakseimbangan rotor dihasilkan pada output sensor gaya.
Sinyal dari sensor gaya, yang dipasang pada semua penyangga, dimasukkan ke dalam sistem pengukuran dan komputasi alat berat, di mana sinyal tersebut digunakan untuk menentukan parameter timbangan korektif.
Gambar 2.17.a. menampilkan foto mesin Hard Bearing yang sangat khusus yang digunakan untuk menyeimbangkan poros "sekrup". Mesin ini diproduksi untuk penggunaan internal di LLC "Ufatverdosplav".
Seperti yang terlihat pada gambar, mekanisme spin-up mesin memiliki konstruksi yang disederhanakan, yang terdiri dari komponen utama berikut ini:
Gambar 2.17.a. Mesin Bantalan Keras untuk Menyeimbangkan Poros Sekrup, Diproduksi oleh LLC "Ufatverdosplav"
Penyangga 2 mesin adalah pelat baja yang dipasang secara vertikal dengan slot berbentuk T. Di bagian atas setiap penyangga, terdapat rol penyangga yang dibuat dengan menggunakan bantalan gelinding, tempat poros seimbang 5 berputar.
Untuk mengukur deformasi penyangga, yang terjadi akibat aksi ketidakseimbangan rotor, digunakan sensor gaya 6 (lihat Gbr. 2.17.b), yang dipasang di slot penyangga. Sensor-sensor ini terhubung ke perangkat "Balanset 1", yang digunakan pada mesin ini sebagai sistem pengukuran dan komputasi.
Meskipun mekanisme spin-up mesin relatif sederhana, mesin ini memungkinkan penyeimbangan sekrup yang cukup berkualitas tinggi, yang, seperti terlihat pada Gbr. 2.17.a., memiliki permukaan heliks yang kompleks.
Menurut LLC "Ufatverdosplav," ketidakseimbangan awal sekrup berkurang hampir 50 kali lipat pada mesin ini selama proses penyeimbangan.
Gambar 2.17.b. Dukungan Mesin Bantalan Keras untuk Menyeimbangkan Poros Sekrup dengan Sensor Gaya
Ketidakseimbangan residual yang dicapai adalah 3552 gmm (19,2 g pada radius 185 mm) pada bidang pertama sekrup, dan 2220 gmm (12,0 g pada radius 185 mm) di bidang kedua. Untuk rotor dengan berat 500 kg dan beroperasi pada frekuensi rotasi 3500 RPM, ketidakseimbangan ini sesuai dengan kelas G6.3 menurut ISO 1940-1-2007, yang memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam dokumentasi teknisnya.
Desain asli (lihat Gbr. 2.18), yang melibatkan penggunaan basis tunggal untuk pemasangan penyangga secara simultan untuk dua mesin penyeimbang Hard Bearing dengan ukuran berbeda, diusulkan oleh S.V. Morozov. Keuntungan nyata dari solusi teknis ini, yang memungkinkan meminimalkan biaya produksi pabrikan, meliputi:
Gambar 2.18. Mesin Penyeimbang Bantalan Keras ("Tandem"), Diproduksi oleh S.V. Morozov