Rotorių balansavimas tekinimo staklėse: Ekonomiškas sprendimas gaminių kokybei gerinti
Šiuolaikinėje gamybos pramonėje, kur produkto kokybė yra svarbiausia, rotoriaus balansavimas tampa neatsiejama technologinio proceso dalimi. Tačiau specializuotos balansavimo įrangos įsigijimas mažoms ir vidutinėms įmonėms gali būti brangus. Šiame straipsnyje nagrinėjame galimybę naudoti tekinimo stakles rotorius balansavimui, kuris gali žymiai sumažinti įrangos išlaidas ir padidinti gamybos efektyvumą.
Tekinimo staklės - balansavimo įrankis
Tekinimo staklė dėl savo konstrukcijos ir funkcionalumo gali būti sėkmingai naudojama įvairių tipų ir dydžių rotoriams balansuoti. Pagrindinis šio metodo privalumas – sąnaudų taupymas, nes nereikia pirkti brangios specializuotos įrangos. Be to, naudojant tekinimo staklę balansavimą galima atlikti tiesiogiai rotoriaus gamybos proceso metu, o tai sutrumpina gamybos laiką ir pagerina gaminio kokybę.
Pasirengimas balansavimui
Prieš pradedant balansavimo procesą, reikia atlikti keletą parengiamųjų veiksmų:
- Tinkamų tekinimo staklių pasirinkimas: Tekinimo staklės turi būti pakankamai standžios ir tikslios, kad būtų užtikrintas patikimas rotoriaus tvirtinimas ir tikslūs vibracijos matavimai.
- Matavimo sistemos diegimas: Rotoriaus matavimui vibracija ant tekinimo staklių, nešiojamas balansavimo įrenginys, pavyzdžiui, Balanset-1A gali būti naudojamas. Jame yra vibracijos jutikliai, tachometras, taip pat programinė įranga, skirta duomenų analizei ir korekcinių masių apskaičiavimui.
- Paties suklio disbalanso valdymas: Jums nereikia balansuoti pačios tekinimo staklės suklio. Paleiskite stakles vien su griebtuvu (rotorius nuimtas) ir užfiksuokite vibracijos vektorių: tai suklio ir griebtuvo sukuriamas foninis lygis. Jei tai sudaro didelę rotoriaus rodmens dalį, arba jį atimkite, arba — geriau — naudokite 180° indeksinį paleidimą (funkcija “Mandrel eccentricity elimination”, “F7 - Run Ecc”), kuri automatiškai atskiria viską, kas nesisuka kartu su rotoriumi.
- Rotoriaus derinimas su mašina, o ne su suklio ašimi: Svarbu tai, kad rotoriaus disbalanso jėga sukelia išmatuojamą guolių korpusų atsaką. Sunki, standi tekinimo staklė reaguoja labai silpnai kiekvienam disbalanso gramui, todėl labai lengvam rotoriui signalas pasimeta triukšme, o labai sunkus rotorius gali viršyti griebtuvo ar guolių nominalią apkrovą. Praktiškai patikrinkite, ar tinkamo dydžio bandomasis svoris duoda švarų, pakartojamą amplitudės ir fazės pokytį, prieš pasitikėdami bet kuriuo įtakos koeficientu.
- Guminės dangos nuokrypio patikrinimas prieš balansavimą: Ant guma dengto veleno masės disbalansas ir dangos geometrinis nuokrypis yra du skirtingi defektai. Balansavimas panaikina 1× jėgą; jis negali padaryti apvalios ekscentriškos ar ovalios dangos. Priglauskite ciferblatinį indikatorių prie dengto paviršiaus ir pasukite veleną ranka: jei bendras indikuotas nuokrypis viršija gaminio toleranciją, pirmiausia nušlifuokite ar nutekinkite dangą koncentrišką — tame pačiame tekinimo staklyje — ir tik tada balansuokite. Velenas, kuris subalansuotas, bet vis dar turi nuokrypį, ir toliau gamins matuoklio juostas, dryžius ir suspaudimo slėgio svyravimus, kad ir koks žemas būtų vibracijos rodmuo.
Šiame straipsnyje išsamiai aprašysiu mūsų patirtį ir metodiką dinamiškai balansuojant gumuoti velenai ant tekinimo staklių – sprendimas, kuriuo, prisipažįstu, iš pradžių abejojau dėl tokios įrangos būdingo standumo ir didelio svorio. Stebėtinai, operacija buvo atlikta sklandžiai, pasiekiant G 6.3 balanso kokybės klasę (ISO 21940-11, ankščiau ISO 1940-1).
Rotorių balansavimo procesas tekinimo staklėse teoriškai
Rotoriaus balansavimo procesas tekinimo staklėmis apima šiuos veiksmus:
Rotoriaus tvirtinimas
Rotorius tvirtai pritvirtinamas tekinimo staklių griebtuve arba ant centrų, kad būtų užtikrintas stabilumas balansavimo proceso metu.
Jutiklių montavimas
Sumontuokite po vieną vibracijos jutiklį kiekvienai korekcijos plokštumai — vieną ant priekinės galvutės guolio korpuso ir vieną ant galinės atramos ar liuneto korpuso — radialiai, kuo arčiau guolio, ant švaraus apdirbto metalinio paviršiaus per magnetinį pagrindą. Nemontuokite jutiklių ant staklių lovos, priekinio skydo ar apsaugos: ten 1× signalas yra susilpnėjęs ir jį dominuoja konstrukcija. Priklijuokite atspindinti juosta ant metalinio paviršiaus (veleno galo ar griebtuvo), o ne ant guminės dangos, ir nukreipkite lazerinį tachometrą statmenai jam.
Pradinės vibracijos matavimas
Pradinis vibracijos lygis matuojamas tuo greičiu, kurį naudosite visam darbui. Visi paleidimai — Run 0, bandomieji paleidimai ir tikslinimo paleidimas — turi būti atliekami tuo pačiu greičiu, nes įtakos koeficientai galioja tik tam greičiui, kuriuo jie buvo išmatuoti.
Ekscentriciteto įvertinimas (iškart po Run 0)
Įtvaras ir ašis ekscentriškumas prideda prie Run 0 rodmens vektorių, kuris nėra disbalansas, ir jį koreguoti būtų klaida. Su tuo susitvarkykite prieš bandomąjį svorį, o ne po jo: pažymėkite žymimąjį langelį “Mandrel eccentricity elimination” „Balanset-1A“ programinėje įrangoje, atlikite Run 0, tada pasukite rotorių įtvare 180° ir paspauskite “F7 - Run Ecc”. Programinė įranga vektorių pusę sumos ima kaip ekscentricitetą, o vektorių pusę skirtumo — kaip tikrąjį disbalansą, ir tik tada atblokuoja bandomąjį paleidimą. Jei tai atliekama jau privirinus korekcinius svorius, tenka viską perskaičiuoti ir pakartoti.
Kiek didelis turėtų būti bandomasis svoris?
Saugus pradinis taškas – svoris, kurio išcentrinė jėga išlieka 5–10 % rotoriaus svorio ribose. Kaip formulė:
mtrial = k · M · g / (R · ω²), k = 0.05–0.10
kur M yra rotoriaus masė (kg), g = 9.81 m/s², R yra svorio tvirtinimo spindulys (m), o ω = 2π·RPM/60 (rad/s). Pavyzdys: 50 kg rotoriui, sukantis 3000 aps/min greičiu, su svoriu ties R = 0,2 m gaunama m ≈ 0,07·50·9,81/(0,2·314²) ≈ 1.7 g — gramai, o ne šimtai gramų. Tai atrodo netikėtai mažai 50 kg rotoriui, bet patikrinkite jėgą: esant 3 000 aps/min tie 1,7 g jau traukia F = m·R·ω² ≈ 34 N — apie 7% rotoriaus svorio. Pradėti nuo mažo yra esmė: didinti yra pigu, o per didelis svoris yra reali apkrova guoliams ir suvirinimo siūlėms. Ta pati jėgos patikra veikia ir atvirkščiai bet kuriam svoriui, kurį ruošiatės prisukti.
Jums nereikia to skaičiuoti rankiniu būdu: Balanset programinėje įrangoje yra First Trial Weight Estimator kuri pagal jūsų rotoriaus duomenis rekomenduoja tiek masę, tiek pradinį kampą, ir Bump testas kad patikrintumėte, jog nedirbate netoli savojo dažnio.
Tinkamas bandomasis svoris pakeičia rodmenį bent 20–30 % amplitudės arba 20–30° fazės. Jei atsakas mažesnis, didinkite svorį pamažu — niekada iškart nešokite prie sunkaus svorio “kad kažkas įvyktų.”
Bandomojo svorio montavimas
A bandomasis svoris žinomos masės sumontuojamas ant rotoriaus, ir vibracija matuojama dar kartą. Dviejų plokštumų balansavimui tai atliekama paeiliui kiekvienoje plokštumoje — bandomasis paleidimas su svoriu 1 plokštumoje (Run 1), tada bandomasis paleidimas su svoriu 2 plokštumoje (Run 2) — kad programinė įranga galėtų atskirai išmatuoti kiekvienos korekcijos plokštumos įtaką.
Korekcinių masių skaičiavimas
Programinė įranga "Balanset-1A" analizuoja matavimo rezultatus ir apskaičiuoja reikalingas korekcines mases bei jų išdėstymo kampus.
Rotoriaus masės koregavimas
Priklausomai nuo rotoriaus konstrukcijos ir tekinimo staklių galimybių, masė gali būti koreguojama gręžiant, frezuojant, suvirinant ar kitais būdais.
Balansavimo tikrinimas
Atlikus pataisymus, atliekamas kontrolinis vibracijos matavimas. Jei reikia, procesas kartojamas, kol pasiekiamas reikiamas pusiausvyros lygis.
Dinaminis balansavimas praktikoje
- Sukimosi dažnis: Paprastai šių velenų darbinis sukimosi greitis svyruoja nuo 300 iki 500 apsisukimų per minutę (aps/min). Šiuo konkrečiu atveju balansavimą atlikome 550 aps/min greičiu.
- Nustatymas: Ant tekinimo staklių buvo sumontuotas gumuotas velenas, po to strategiškai išdėstyti jutikliai, kaip parodyta pridedamose nuotraukose.
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
Dinaminis gumuotų velenų balansavimas
- Pradiniai vibracijos rodmenys: Prieš atliekant balansavimą, pradinis vibracijos rodmenys buvo 9 mm/s ir 17 mm/s.
- Bandomieji paleidimai: Dviejų plokštumų darbui reikalingas bandomasis paleidimas kiekvienoje plokštumoje paeiliui — Run 1 su svoriu 1 plokštumoje, tada Run 2 su svoriu 2 plokštumoje. Buvo privirintas 340 gramų bandomasis svoris; jis pakeitė vibraciją ir fazė rodmenis maždaug 10 %. Tokį atsaką laikykite absoliučiu minimumu: aiškiam, patikimam matavimui paprastai siekiame bandomojo svorio, kuris pakeičia vibracijos vektorių 25–50 %, tačiau sunkios, standžios tekinimo staklės reaguoja labai silpnai kiekvienam bandomosios masės gramui.
- Balansavimo koregavimai: Po bandomųjų paleidimų su bandomuoju svoriu mūsų Balanset-1A prietaisas parodė, kad reikia pridėti 3100 gramų vienoje veleno pusėje ir 4300 gramų kitoje, o tai atitinka korekcijas dvi plokštumos. Po šių koregavimų vibracijos lygiai sumažėjo iki 2 mm/s ir 4 mm/s.
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
- Tikslus derinimas: Siekiant toliau optimizuoti rezultatus, buvo pridėta 400 gramų ir 700 gramų svorių. Vėliau buvo atliktas dar vienas tikslinimo etapas, pridedant 200 gramų ir 400 gramų. Dėl vietos apribojimų svoriai buvo privirinti vienas ant kito. Galiausiai šie laikini svoriai buvo pakeisti tiksliai išpjautomis, estetiškai patraukliomis atsvaromis, pagamintomis specialiai šiam velenui. Galutiniai vibracijos rodmenys abiejose plokštumose buvo įspūdingi 0,1 mm/s (apvalinta reikšmė — žemiau 1 mm/s pats prietaisas rodo reikšmes iki trijų skaičių po kablelio).
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
Gumuotų velenų dinaminis balansavimas vietoje naudojant tekinimo stakles
Rotorių balansavimo tekinimo staklėse privalumai
Ekonominis efektyvumas
Naudojant tekinimo stakles balansavimui išvengiama išlaidų, susijusių su specializuotos balansavimo įrangos įsigijimu.
Patogumas
Balansavimas gali būti atliekamas tiesiogiai rotoriaus gamybos proceso metu, todėl sutrumpėja gamybos laikas.
Aukšta kokybė
Šiuolaikiniai nešiojamieji balansavimo įrenginiai, tokie kaip "Balanset-1A", užtikrina aukštą balansavimo tikslumą, mažą vibracijos lygį ir geresnę gaminių kokybę.
Išvada
Rotorių balansavimas tekinimo staklėse yra veiksmingas ir ekonomiškas sprendimas įmonėms, siekiančioms pagerinti gaminių kokybę ir sumažinti gamybos sąnaudas. Naudojant tokius nešiojamus balansavimo įrenginius, kaip "Balanset-1A", šis procesas tampa paprastas ir prieinamas net mažoms dirbtuvėms.
Svarbūs priminimai
- Norint pasiekti geriausius rezultatus, rekomenduojama naudoti aukštos kokybės matavimo prietaisus ir griežtai laikytis balansavimo procedūros. Galite apskaičiuoti leistiną likutinis disbalansas jūsų rotoriui naudodami mūsų likutinio disbalanso skaičiuoklę (ISO 1940).
Rotorių balansavimas tekinimo staklėse - tai žingsnis į jūsų gamybos ateitį, kuris atsiperka geresne gaminių kokybe, mažesnėmis sąnaudomis ir didesniu jūsų verslo konkurencingumu.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko yra vibracijos analizės inžinierius bei „Vibromera“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Daugiau nei 15 metų jis balansavo besisukančią įrangą lauko sąlygomis, o ne bandymų stende: mulčiuotuvus, pramoninius ventiliatorius, smulkintuvus, centrifugas, velenus ir špindelius. Būtent iš šio darbo išaugo „Balanset“ prietaisai — jie buvo sukurti kaip įrankis, kurį specialistas gali atsinešti prie mašinos ir naudoti savarankiškai, vietoje, o ne kaip laboratorinę įrangą. „Vibromera“ įkurta 2017 metais, nuo 2023 metų įsikūrusi Porto mieste, Portugalijoje. Čia vyksta visas „Balanset“ linijos kūrimas, surinkimas ir palaikymas. Pagrindinis prietaisas — „Balanset-1A“, nešiojamas analizatorius vienos ir dviejų plokštumų balansavimui bei vibracijos diagnostikai. Nikolai asmeniškai dalyvauja klientų aptarnavime, sudėtingų balansavimo atvejų sprendime ir programinės įrangos kūrime. Jis dirba su klientais visame pasaulyje, bet kuria kalba.
0 Pastabos