Autore dell'articolo : Feldman Valery Davidovich
Redazione e traduzione : Nikolai Andreevich Shelkovenko e chatGPT 

 

 

                      

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         Bilanciare le macchine con le proprie mani

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                                                                Indice dei contenuti

Sezione

Pagina

1. Introduzione

3

2. Tipi di macchine di bilanciamento (cavalletti) e loro caratteristiche di progettazione

4

2.1. Macchine e stativi a cuscinetto morbido

4

2.2. Macchine a cuscinetti duri

17

3. Requisiti per la costruzione delle unità di base e dei meccanismi delle macchine di bilanciamento

26

3.1. Cuscinetti

26

3.2. Unità cuscinetto delle macchine di bilanciamento

41

3.3. Trame del letto

56

3.4. Azionamenti delle macchine di bilanciamento

60

4. Sistemi di misura delle macchine di bilanciamento

62

4.1. Selezione dei sensori di vibrazione

62

4.2. Sensori di angolo di fase

69

4.3. Caratteristiche dell'elaborazione dei segnali dei sensori di vibrazione

71

4.4. Schema funzionale del sistema di misura della macchina di bilanciamento "Balanset 2".

76

4.5. Calcolo dei parametri dei pesi di correzione utilizzati nel bilanciamento del rotore

79

4.5.1. Compito del bilanciamento dei rotori a doppio supporto e metodi per risolverlo

80

4.5.2. Metodologia per il bilanciamento dinamico dei rotori multi-supporto

83

4.5.3. Calcolatori per il bilanciamento di rotori a supporto multiplo

92

5. Raccomandazioni per il controllo del funzionamento e dell'accuratezza delle macchine equilibratrici

93

5.1. Verifica della precisione geometrica della macchina

93

5.2. Verifica delle caratteristiche dinamiche della macchina

101

5.3. Verifica della capacità operativa del sistema di misura

103

5.4. Controllo delle caratteristiche di precisione della macchina secondo la norma ISO 20076-2007

112

Letteratura

119

Appendice 1: Algoritmo per il calcolo dei parametri di bilanciamento per tre alberi di supporto

120

Appendice 2: Algoritmo per il calcolo dei parametri di bilanciamento per quattro alberi di supporto

130

Appendice 3: Guida all'uso del calcolatore di bilanciamento

146

 

 

1. Introduzione (Perché c'era bisogno di scrivere quest'opera?).

L'analisi della struttura dei consumi dei dispositivi di bilanciamento prodotti dalla LLC "Kinematics" rivela che circa 30% di essi vengono acquistati per essere utilizzati come sistemi di misura e calcolo stazionari per macchine di bilanciamento e/o cavalletti. È possibile identificare due gruppi di consumatori (clienti) delle nostre apparecchiature.

Il primo gruppo comprende le imprese specializzate nella produzione di massa di macchine di bilanciamento e nella loro vendita a clienti esterni. Queste aziende impiegano specialisti altamente qualificati con una profonda conoscenza e una vasta esperienza nella progettazione, nella produzione e nel funzionamento di vari tipi di macchine di bilanciamento. Le sfide che si presentano nelle interazioni con questo gruppo di consumatori sono spesso legate all'adattamento dei nostri sistemi di misura e del software a macchine esistenti o di nuova concezione, senza affrontare le questioni relative alla loro esecuzione strutturale.

Il secondo gruppo è costituito da consumatori che sviluppano e producono macchine (stativi) per le proprie esigenze. Questo approccio si spiega soprattutto con il desiderio dei produttori indipendenti di ridurre i propri costi di produzione, che in alcuni casi possono diminuire di due o tre volte o più. Questo gruppo di consumatori spesso non ha una vera e propria esperienza nella creazione di macchine e si affida tipicamente all'uso del buon senso, alle informazioni provenienti da Internet e a qualsiasi analogo disponibile nel proprio lavoro.

L'interazione con loro solleva molte domande che, oltre a informazioni aggiuntive sui sistemi di misurazione delle macchine di bilanciamento, coprono un'ampia gamma di questioni relative all'esecuzione strutturale delle macchine, ai metodi di installazione sulle fondamenta, alla scelta degli azionamenti, al raggiungimento di una corretta precisione di bilanciamento, ecc.

Considerando l'interesse significativo dimostrato da un ampio gruppo di consumatori per le questioni relative alla produzione indipendente di macchine di bilanciamento, gli specialisti della LLC "Kinematics" hanno preparato una raccolta con commenti e raccomandazioni sulle domande più frequenti.

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   2. Tipi di macchine di bilanciamento (cavalletti) e loro caratteristiche di progettazione

Una macchina di bilanciamento è un dispositivo tecnologico progettato per eliminare lo squilibrio statico o dinamico dei rotori per vari scopi. Incorpora un meccanismo che accelera il rotore bilanciato a una frequenza di rotazione specifica e un sistema di misurazione e calcolo specializzato che determina le masse e il posizionamento dei pesi correttivi necessari per compensare lo squilibrio del rotore.

La costruzione della parte meccanica della macchina consiste tipicamente in un telaio su cui sono installati dei supporti (cuscinetti). Questi vengono utilizzati per montare il prodotto bilanciato (rotore) e comprendono un azionamento destinato alla rotazione del rotore. Durante il processo di equilibratura, che viene eseguito mentre il prodotto è in rotazione, i sensori del sistema di misura (il cui tipo dipende dalla struttura della macchina) registrano le vibrazioni nei cuscinetti o le forze sui cuscinetti.

I dati così ottenuti consentono di determinare le masse e le posizioni di installazione dei pesi correttivi necessari per compensare lo squilibrio.

Attualmente sono prevalenti due tipi di macchine di bilanciamento (stativi):

- Macchine a cuscinetto morbido (con supporti flessibili);
- Macchine a cuscinetti duri (con supporti rigidi).

2.1. Macchine e stativi a cuscinetto morbido La caratteristica fondamentale delle macchine di bilanciamento a cuscinetto morbido (cavalletti) è che hanno supporti relativamente flessibili, realizzati sulla base di sospensioni a molla, carrelli a molla, supporti a molla piatti o cilindrici, ecc. La frequenza naturale di questi supporti è almeno 2-3 volte inferiore alla frequenza di rotazione del rotore equilibrato montato su di essi. Un classico esempio di esecuzione strutturale dei supporti flessibili Soft Bearing è rappresentato dal supporto della macchina modello DB-50, la cui fotografia è mostrata nella Figura 2.1.

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                        Figura 2.1. Supporto della macchina equilibratrice modello DB-50.

Come illustrato nella Figura 2.1, il telaio mobile (cursore) 2 è fissato ai montanti fissi 1 del supporto mediante una sospensione su molle a nastro 3. Sotto l'influenza della forza centrifuga causata dallo sbilanciamento del rotore installato sul supporto, il carrello (slider) 2 può eseguire oscillazioni orizzontali rispetto al montante fisso 1, che vengono misurate mediante un sensore di vibrazioni.

L'esecuzione strutturale di questo supporto garantisce il raggiungimento di una bassa frequenza naturale delle oscillazioni del carrello, che può essere di circa 1-2 Hz. Ciò consente di bilanciare il rotore in un'ampia gamma di frequenze di rotazione, a partire da 200 giri/min. Questa caratteristica, insieme alla relativa semplicità di produzione di tali supporti, rende questo progetto interessante per molti dei nostri clienti che producono macchine di bilanciamento per le loro esigenze di vario tipo.

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               Figura 2.2. Supporto morbido della macchina di bilanciamento, prodotto da "Polymer LTD", Makhachkala

La Figura 2.2 mostra una fotografia di una macchina di bilanciamento Soft Bearing con supporti realizzati con molle di sospensione, prodotta per esigenze interne alla "Polymer LTD" di Makhachkala. La macchina è progettata per il bilanciamento dei rulli utilizzati nella produzione di materiali polimerici.

Figura 2.3 presenta una fotografia di una macchina equilibratrice con una sospensione a nastro simile per il carrello, destinata all'equilibratura di utensili specializzati.

Figure 2.4.a e 2.4.b mostra le fotografie di una macchina Soft Bearing fatta in casa per l'equilibratura degli alberi di trasmissione, i cui supporti sono realizzati anche con molle di sospensione a nastro.

Figura 2.5 presenta una fotografia di una macchina Soft Bearing progettata per l'equilibratura dei turbocompressori, con i supporti dei carrelli sospesi su molle a nastro. La macchina, realizzata per uso privato di A. Shahgunyan (San Pietroburgo), è dotata del sistema di misura "Balanset 1".

Secondo il produttore (vedi Fig. 2.6), questa macchina è in grado di bilanciare turbine con uno squilibrio residuo non superiore a 0,2 g*mm.

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          Figura 2.3. Macchina a cuscinetti morbidi per l'equilibratura di utensili con sospensione di supporto su molle a nastro

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     Figura 2.4.a. Macchina a cuscinetti morbidi per l'equilibratura degli alberi motore (macchina assemblata)

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    Figura 2.4.b. Macchina a cuscinetti morbidi per l'equilibratura di alberi motore con supporti del carrello sospesi su molle a nastro. (Supporto del mandrino con sospensione a molla)

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Figura 2.5. Macchina a cuscinetti morbidi per il bilanciamento di turbocompressori con supporti su molle a nastro, prodotta da A. Shahgunyan (San Pietroburgo)                                         

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Figura 2.6. Copia dello schermo del sistema di misura "Balanset 1" che mostra i risultati dell'equilibratura del rotore della turbina sulla macchina di A. Shahgunyan

Oltre alla versione classica dei supporti per macchine di bilanciamento Soft Bearing di cui si è parlato sopra, si sono diffuse anche altre soluzioni strutturali.

Figure 2.7 e 2.8 fotografie di macchine equilibratrici per alberi motore, i cui supporti sono realizzati sulla base di molle piatte (a piastra). Queste macchine sono state prodotte per le esigenze proprietarie dell'impresa privata "Dergacheva" e della LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M"), rispettivamente.

Le macchine di bilanciamento a cuscinetto morbido con tali supporti sono spesso riprodotte da produttori amatoriali per la loro relativa semplicità e producibilità. Questi prototipi sono generalmente macchine della serie VBRF di "K. Schenck" o macchine simili di produzione nazionale.

Le macchine illustrate nelle figure 2.7 e 2.8 sono progettate per l'equilibratura di alberi motore a due, tre e quattro supporti. Hanno una struttura simile, che comprende:

- una struttura letto saldata 1, basata su due travi a I collegate da nervature trasversali;
- un supporto fisso (anteriore) per il mandrino 2;
- un supporto mobile (posteriore) del mandrino 3;
- uno o due supporti mobili (intermedi) 4. I supporti 2 e 3 ospitano i gruppi mandrino 5 e 6, destinati al montaggio dell'albero motore bilanciato 7 sulla macchina.

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            Figura 2.7. Macchina a cuscinetti morbidi per l'equilibratura degli alberi di trasmissione dell'impresa privata "Dergacheva" con supporti su molle piatte (a piastra)                                     

               

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             Figura 2.8. Macchina a cuscinetti morbidi per il bilanciamento degli alberi di trasmissione della LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M") con supporti su molle piatte

Su tutti i supporti sono installati i sensori di vibrazione 8, che servono a misurare le oscillazioni trasversali dei supporti. Il mandrino di testa 5, montato sul supporto 2, viene fatto ruotare da un motore elettrico tramite una trasmissione a cinghia.

Figure 2.9.a e 2.9.b mostrano le fotografie del supporto della macchina equilibratrice, che si basa su molle piatte.

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                  Figura 2.9. Supporto per macchina equilibratrice a cuscinetto morbido con molle piatte

- a) Vista laterale;
- b) Vista frontale

Dato che i produttori amatoriali utilizzano spesso questi supporti nei loro progetti, è utile esaminare le caratteristiche della loro costruzione in modo più dettagliato. Come illustrato nella Figura 2.9.a, questo supporto è costituito da tre componenti principali:

- Piastra di supporto inferiore 1: Per il supporto anteriore del mandrino, la piastra è fissata rigidamente alle guide; per i supporti intermedi o i supporti posteriori del mandrino, la piastra inferiore è progettata come un carrello che può muoversi lungo le guide del telaio.
- Piastra di supporto superiore 2, su cui sono montate le unità di supporto (supporti a rulli 4, mandrini, cuscinetti intermedi, ecc.).
- Due molle piatte 3, che collega le piastre di supporto inferiori e superiori.

Per evitare il rischio di un aumento delle vibrazioni dei supporti durante il funzionamento, che può verificarsi durante l'accelerazione o la decelerazione del rotore bilanciato, i supporti possono includere un meccanismo di bloccaggio (vedere Fig. 2.9.b). Questo meccanismo consiste in una staffa rigida 5, che può essere agganciata da un blocco eccentrico 6 collegato a una delle molle piatte del supporto. Quando il blocco 6 e la staffa 5 sono innestati, il supporto è bloccato, eliminando il rischio di maggiori vibrazioni durante l'accelerazione e la decelerazione.

Quando si progettano supporti realizzati con molle piatte (a piastra), il costruttore della macchina deve valutare la frequenza delle loro oscillazioni naturali, che dipende dalla rigidità delle molle e dalla massa del rotore bilanciato. La conoscenza di questo parametro consente al progettista di scegliere consapevolmente l'intervallo di frequenze di rotazione operative del rotore, evitando il pericolo di oscillazioni risonanti dei supporti durante l'equilibratura.

Le raccomandazioni per il calcolo e la determinazione sperimentale delle frequenze naturali delle oscillazioni dei supporti e di altri componenti delle macchine di bilanciamento sono discusse nella Sezione 3.

Come già detto in precedenza, la semplicità e la producibilità del design del supporto che utilizza molle piatte (a piastra) attraggono gli sviluppatori amatoriali di macchine di bilanciamento per vari scopi, tra cui macchine per il bilanciamento di alberi a gomito, rotori di turbocompressori per autoveicoli, ecc.

A titolo di esempio, le figure 2.10.a e 2.10.b presentano uno schizzo generale di una macchina progettata per l'equilibratura dei rotori dei turbocompressori. Questa macchina è stata prodotta e viene utilizzata per esigenze interne presso la LLC "SuraTurbo" di Penza.

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Балансировка турбокомпресора (1)

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        2.10.a. Macchina per l'equilibratura dei rotori dei turbocompressori (vista laterale)

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                        Балансировка турбокомпресора(2)

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          2.10.b. Macchina per l'equilibratura dei rotori dei turbocompressori (vista dal lato del supporto anteriore)

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      Oltre alle macchine per l'equilibratura dei cuscinetti morbidi già discusse in precedenza, a volte vengono creati dei supporti per cuscinetti morbidi relativamente semplici. Questi supporti consentono un'equilibratura di alta qualità di meccanismi rotanti per vari scopi con costi minimi.

Di seguito vengono esaminati diversi supporti di questo tipo, costruiti sulla base di una piastra piatta (o telaio) montata su molle di compressione cilindriche. Queste molle sono solitamente scelte in modo che la frequenza naturale delle oscillazioni del piatto con il meccanismo bilanciato installato su di esso sia da 2 a 3 volte inferiore alla frequenza di rotazione del rotore di questo meccanismo durante il bilanciamento.

Figura 2.11 mostra una fotografia di un supporto per il bilanciamento delle ruote abrasive, realizzato per la produzione interna da P. Asharin.

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                    Figura 2.11. Supporto per il bilanciamento delle ruote abrasive

Lo stand è composto dai seguenti componenti principali:

- Piastra 1montato su quattro molle cilindriche 2;
- Motore elettrico 3Il cui rotore funge anche da mandrino, sul quale è montato un mandrino 4, utilizzato per installare e fissare la ruota abrasiva sul mandrino.

Una caratteristica fondamentale di questo supporto è l'inclusione di un sensore a impulsi 5 per l'angolo di rotazione del rotore del motore elettrico, che viene utilizzato come parte del sistema di misurazione del supporto ("Balanset 2C") per determinare la posizione angolare per rimuovere la massa correttiva dalla ruota abrasiva.

Figura 2.12 mostra una fotografia di un supporto utilizzato per il bilanciamento delle pompe per vuoto. Questo supporto è stato sviluppato su ordinazione dalla JSC "Measurement Plant".

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                   Figura 2.12. Stand per il bilanciamento delle pompe a vuoto della JSC "Measurement Plant".

La base di questo stand utilizza anche Piastra 1montato su molle cilindriche 2. Sulla piastra 1 è installata una pompa per vuoto 3, dotata di un proprio azionamento elettrico in grado di variare la velocità da 0 a 60.000 giri/min. Sull'involucro della pompa sono montati i sensori di vibrazione 4, che servono a misurare le vibrazioni in due sezioni diverse a diverse altezze.

Per sincronizzare il processo di misurazione delle vibrazioni con l'angolo di rotazione del rotore della pompa, sullo stativo viene utilizzato un sensore laser dell'angolo di fase 5. Nonostante la costruzione esterna apparentemente semplicistica di questi supporti, essa consente di ottenere un bilanciamento di alta qualità della girante della pompa.

Ad esempio, a frequenze di rotazione subcritiche, lo squilibrio residuo del rotore della pompa soddisfa i requisiti stabiliti per la classe di qualità di equilibrio G0.16 secondo la norma ISO 1940-1-2007 "Vibration. Requisiti per la qualità dell'equilibrio dei rotori rigidi. Parte 1. Determinazione dello squilibrio ammissibile".

La vibrazione residua dell'alloggiamento della pompa ottenuta durante l'equilibratura a velocità di rotazione fino a 8.000 giri/min non supera 0,01 mm/sec.

I cavalletti di bilanciamento realizzati secondo lo schema sopra descritto sono efficaci anche per bilanciare altri meccanismi, come i ventilatori. Esempi di cavalletti progettati per il bilanciamento di ventilatori sono illustrati nelle Figure 2.13 e 2.14.

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           Figura 2.13. Supporto per il bilanciamento delle giranti dei ventilatori

La qualità del bilanciamento dei ventilatori ottenuto su questi supporti è piuttosto elevata. Secondo gli specialisti di "Atlant-project" LLC, sullo stand da loro progettato sulla base delle raccomandazioni di "Kinematics" LLC (vedi Fig. 2.14), il livello di vibrazioni residue raggiunto durante l'equilibratura dei ventilatori è stato di 0,8 mm/sec. Si tratta di un valore più che triplo rispetto alla tolleranza stabilita per i ventilatori della categoria BV5 secondo la norma ISO 31350-2007 "Vibration. Ventilatori industriali. Requisiti per la vibrazione prodotta e la qualità dell'equilibratura".

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         Figura 2.14. Supporto per il bilanciamento delle giranti dei ventilatori delle apparecchiature antideflagranti di "Atlant-project" LLC, Podolsk

Dati analoghi ottenuti presso la JSC "Lissant Fan Factory" mostrano che tali supporti, utilizzati nella produzione in serie di ventilatori da condotto, garantiscono costantemente una vibrazione residua non superiore a 0,1 mm/s.

2.2. Macchine a cuscinetti duri.

Le macchine di equilibratura a cuscinetti duri si distinguono da quelle a cuscinetti morbidi per il design dei loro supporti. I loro supporti sono realizzati sotto forma di piastre rigide con intricate scanalature (tagli). Le frequenze naturali di questi supporti superano notevolmente (almeno 2-3 volte) la frequenza di rotazione massima del rotore bilanciato sulla macchina.

Le macchine a cuscinetti duri sono più versatili di quelle a cuscinetti morbidi, in quanto consentono un'equilibratura di alta qualità dei rotori in una gamma più ampia di caratteristiche dimensionali e di massa. Un importante vantaggio di queste macchine è che consentono un'equilibratura di alta precisione dei rotori a velocità di rotazione relativamente basse, che possono essere comprese nell'intervallo di 200-500 giri/min.

Figura 2.15 mostra una fotografia di una tipica macchina di bilanciamento Hard Bearing prodotta da "K. Schenk". Da questa figura è evidente che le singole parti del supporto, formate dalle intricate scanalature, hanno una rigidità variabile. Sotto l'influenza delle forze di squilibrio del rotore, ciò può portare a deformazioni (spostamenti) di alcune parti del supporto rispetto ad altre. (Nella Figura 2.15, la parte più rigida del supporto è evidenziata con una linea tratteggiata rossa, mentre la parte relativamente cedevole è in blu).

Per misurare le suddette deformazioni relative, le macchine Hard Bearing possono utilizzare sensori di forza o sensori di vibrazione altamente sensibili di vario tipo, compresi i sensori di spostamento a vibrazione senza contatto.

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          Figura 2.15. Macchina per l'equilibratura dei cuscinetti rigidi di "K. Schenk".

Come indicato dall'analisi delle richieste ricevute dai clienti per gli strumenti della serie "Balanset", l'interesse per la produzione di macchine Hard Bearing per uso interno è in continuo aumento. Ciò è favorito dall'ampia diffusione di informazioni pubblicitarie sulle caratteristiche progettuali delle macchine di equilibratura domestiche, che vengono utilizzate dai costruttori amatoriali come analoghi (o prototipi) per i propri sviluppi.

Prendiamo in considerazione alcune varianti di macchine Hard Bearing prodotte per le esigenze interne di alcuni consumatori di strumenti della serie "Balanset".

Figure 2.16.a - 2.16.d mostrano le fotografie di una macchina Hard Bearing progettata per l'equilibratura degli alberi motore, prodotta da N. Obyedkov (città di Magnitogorsk). Come si vede nella Fig. 2.16.a, la macchina è costituita da un telaio rigido 1, sul quale sono installati i supporti 2 (due mandrini e due intermedi). Il mandrino principale 3 della macchina viene fatto ruotare da un motore elettrico asincrono 4 tramite una trasmissione a cinghia. Un regolatore di frequenza 6 è utilizzato per controllare la velocità di rotazione del motore elettrico 4. La macchina è equipaggiata con il sistema "Baltimetria". La macchina è dotata del sistema di misura e calcolo "Balanset 4" 5, che comprende un'unità di misura, un computer, quattro sensori di forza e un sensore di angolo di fase (sensori non mostrati nella Fig. 2.16.a).

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   Figura 2.16.a. Macchina a cuscinetti duri per l'equilibratura degli alberi motore, prodotta da N. Obyedkov (Magnitogorsk)

Figura 2.16.b mostra una fotografia del supporto anteriore della macchina con il mandrino di testa 3, che è azionato, come già detto, da una trasmissione a cinghia da un motore elettrico asincrono 4. Questo supporto è montato rigidamente sul telaio. Questo supporto è montato rigidamente sul telaio.

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               Figura 2.16.b. Supporto del mandrino anteriore (di testa).

Figura 2.16.c mostra la fotografia di uno dei due supporti intermedi mobili della macchina. Questo supporto poggia su slitte 7, che ne consentono il movimento longitudinale lungo le guide del telaio. Questo supporto comprende un dispositivo speciale 8, progettato per installare e regolare l'altezza del cuscinetto intermedio dell'albero motore bilanciato.

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              Figura 2.16.c. Supporto mobile intermedio della macchina

Figura 2.16.d mostra una fotografia del supporto posteriore del mandrino (guidato) che, come i supporti intermedi, consente il movimento lungo le guide del telaio della macchina.

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                   Figura 2.16.d. Supporto del mandrino posteriore (azionato).

Tutti i supporti discussi in precedenza sono piastre verticali montate su basi piane. Le piastre presentano scanalature a forma di T (vedi Fig. 2.16.d), che dividono il supporto in una parte interna 9 (più rigida) e una parte esterna 10 (meno rigida). La diversa rigidità delle parti interne ed esterne del supporto può provocare una deformazione relativa di queste parti sotto le forze di squilibrio del rotore bilanciato.

I sensori di forza sono tipicamente utilizzati per misurare la deformazione relativa dei supporti nelle macchine per uso domestico. Un esempio di installazione di un sensore di forza sul supporto di una macchina di bilanciamento Hard Bearing è mostrato nella Figura 2.16.e. Come si vede in questa figura, il sensore di forza 11 è premuto contro la superficie laterale della parte interna del supporto da un bullone 12, che passa attraverso un foro filettato nella parte esterna del supporto.

Per garantire una pressione uniforme del bullone 12 sull'intero piano del sensore di forza 11, tra il bullone e il sensore viene interposta una rondella piana 13.

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                        Figura 2.16.d. Esempio di installazione del sensore di forza su un supporto.

Durante il funzionamento della macchina, le forze di squilibrio provenienti dal rotore bilanciato agiscono attraverso le unità di supporto (mandrini o cuscinetti intermedi) sulla parte esterna del supporto, che inizia a muoversi (deformarsi) ciclicamente rispetto alla sua parte interna alla frequenza di rotazione del rotore. Ciò determina una forza variabile che agisce sul sensore 11, proporzionale alla forza di squilibrio. Sotto la sua influenza, all'uscita del sensore di forza viene generato un segnale elettrico proporzionale all'entità dello squilibrio del rotore.

I segnali provenienti dai sensori di forza, installati su tutti i supporti, confluiscono nel sistema di misurazione e calcolo della macchina, dove vengono utilizzati per determinare i parametri dei pesi correttivi.

Figura 2.17.a. mostra una fotografia di una macchina per cuscinetti rigidi altamente specializzata, utilizzata per il bilanciamento degli alberi "a vite". Questa macchina è stata prodotta per uso interno presso la LLC "Ufatverdosplav".

Come si vede nella figura, il meccanismo di rotazione della macchina ha una struttura semplificata, che consiste nei seguenti componenti principali:

- Telaio saldato 1che funge da letto;
- Due supporti fissi 2fissata rigidamente al telaio;
- Motore elettrico 3che aziona l'albero bilanciato (vite) 5 tramite una trasmissione a cinghia 4.

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Figura 2.17.a. Macchina a cuscinetti duri per l'equilibratura degli alberi delle viti, prodotta da LLC "Ufatverdosplav".

I supporti 2 della macchina sono piastre d'acciaio installate verticalmente con scanalature a T. Nella parte superiore di ciascun supporto sono presenti rulli di supporto realizzati con cuscinetti volventi, sui quali ruota l'albero bilanciato 5.

Per misurare la deformazione dei supporti, che si verifica sotto l'azione dello sbilanciamento del rotore, si utilizzano i sensori di forza 6 (vedere Fig. 2.17.b), installati nelle fessure dei supporti. Questi sensori sono collegati al dispositivo "Balanset 1", utilizzato su questa macchina come sistema di misura e di calcolo.

Nonostante la relativa semplicità del meccanismo di rotazione della macchina, esso consente un bilanciamento di qualità sufficiente delle viti che, come si vede nella Fig. 2.17.a., hanno una superficie elicoidale complessa.

Secondo la LLC "Ufatverdosplav", lo sbilanciamento iniziale della vite è stato ridotto di quasi 50 volte su questa macchina durante il processo di bilanciamento.

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              Figura 2.17.b. Supporto macchina a cuscinetti rigidi per l'equilibratura di alberi a vite con sensore di forza

Lo squilibrio residuo ottenuto è stato di 3552 gmm (19,2 g a un raggio di 185 mm) nel primo piano della vite, e 2220 gmm (12,0 g con un raggio di 185 mm) nel secondo piano. Per un rotore del peso di 500 kg e funzionante a una frequenza di rotazione di 3500 giri/min, questo squilibrio corrisponde alla classe G6.3 secondo la norma ISO 1940-1-2007, che soddisfa i requisiti indicati nella documentazione tecnica.

Un progetto originale (vedi Fig. 2.18), che prevede l'utilizzo di un'unica base per l'installazione simultanea dei supporti di due macchine equilibratrici Hard Bearing di dimensioni diverse, è stato proposto da S.V. Morozov. I vantaggi evidenti di questa soluzione tecnica, che consente di ridurre al minimo i costi di produzione del costruttore, sono:

- Risparmio di spazio di produzione;
- Utilizzo di un motore elettrico con un inverter per il funzionamento di due macchine diverse;
- Utilizzo di un sistema di misura per il funzionamento di due macchine diverse.

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           Figura 2.18. Macchina di bilanciamento a cuscinetti duri ("Tandem"), prodotta da S.V. Morozov

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