Raksta autors : Feldman Valery Davidovich
Redaktors un tulkojums : Nikolajs Andrejevičs Šelkovenko un chatGPT
Mašīnu balansēšana ar savām rokām
Saturs
Sadaļa | Lapa |
|---|---|
1. Ievads | 3 |
2. Balansēšanas iekārtu (statīvu) veidi un to konstrukcijas īpatnības | 4 |
2.1. Mīksto gultņu mašīnas un statīvi | 4 |
2.2. Cieto gultņu mašīnas | 17 |
3. Prasības balansēšanas mašīnu pamatiekārtu un mehānismu konstrukcijai | 26 |
3.1. Gultņi | 26 |
3.2. Balansēšanas mašīnu gultņu bloki | 41 |
3.3. Gultas rāmji | 56 |
3.4. Balansēšanas mašīnu piedziņas | 60 |
4. Balansēšanas mašīnu mērīšanas sistēmas | 62 |
4.1. Vibrācijas sensoru izvēle | 62 |
4.2. Fāzes leņķa sensori | 69 |
4.3. Vibrācijas sensoru signālu apstrādes pazīmes | 71 |
4.4. Balansēšanas iekārtas "Balanset 2" mērīšanas sistēmas funkcionālā shēma | 76 |
4.5. Rotora balansēšanā izmantoto korekcijas atsvaru parametru aprēķināšana | 79 |
4.5.1. Divpusējas balansēšanas rotoru uzdevums un tā risināšanas metodes | 80 |
4.5.2. Metodoloģija vairāku balstu rotoru dinamiskai balansēšanai | 83 |
4.5.3. Daudzatbalsta rotoru balansēšanas kalkulatori | 92 |
5. Ieteikumi balansēšanas mašīnu darbības un precizitātes pārbaudei | 93 |
5.1. Mašīnas ģeometriskās precizitātes pārbaude | 93 |
5.2. Mašīnas dinamisko īpašību pārbaude | 101 |
5.3. Mērīšanas sistēmas darbības spēju pārbaude | 103 |
5.4. Mašīnas precizitātes raksturlielumu pārbaude saskaņā ar ISO 20076-2007 | 112 |
Literatūra | 119 |
1. papildinājums: Algoritms balansēšanas parametru aprēķināšanai trim balsta vārpstām | 120 |
2. pielikums: Četru balansēšanas vārpstu balansēšanas parametru aprēķināšanas algoritms | 130 |
3. papildinājums: Balansēšanas kalkulatora lietošanas pamācība | 146 |
1. Ievads (Kāpēc bija nepieciešams uzrakstīt šo darbu?)
SIA "Kinematics" ražoto balansēšanas ierīču patēriņa struktūras analīze liecina, ka aptuveni 30% no tām ir iegādātas izmantošanai kā balansēšanas mašīnu un/vai stendu stacionārās mērīšanas un skaitļošanas sistēmas. Ir iespējams identificēt divas mūsu iekārtu patērētāju (klientu) grupas.
Pirmajā grupā ietilpst uzņēmumi, kas specializējas balansēšanas iekārtu masveida ražošanā un pārdošanā ārējiem klientiem. Šajos uzņēmumos strādā augsti kvalificēti speciālisti ar padziļinātām zināšanām un plašu pieredzi dažādu veidu balansēšanas iekārtu projektēšanā, ražošanā un ekspluatācijā. Problēmas, kas rodas saskarsmē ar šo patērētāju grupu, visbiežāk ir saistītas ar mūsu mērīšanas sistēmu un programmatūras pielāgošanu esošajām vai jaunizstrādātajām mašīnām, nerisinot to konstrukcijas izpildes jautājumus.
Otrajā grupā ir patērētāji, kas izstrādā un ražo iekārtas (stendus) savām vajadzībām. Šāda pieeja lielākoties skaidrojama ar neatkarīgo ražotāju vēlmi samazināt savas ražošanas izmaksas, kas dažos gadījumos var samazināties divas līdz trīs reizes vai vairāk. Šai patērētāju grupai bieži vien trūkst pienācīgas pieredzes mašīnu izveidē, un parasti viņi savā darbā paļaujas uz veselā saprāta, internetā iegūtās informācijas un jebkuru pieejamo analogu izmantošanu.
Saskarsmē ar tām rodas daudzi jautājumi, kas papildus papildu informācijai par balansēšanas mašīnu mērīšanas sistēmām aptver plašu jautājumu loku, kas saistīti ar mašīnu konstrukcijas izpildījumu, to uzstādīšanas metodēm uz pamatiem, piedziņu izvēli, pareizas balansēšanas precizitātes sasniegšanu utt.
Ņemot vērā lielo mūsu patērētāju interesi par jautājumiem, kas saistīti ar balansēšanas iekārtu patstāvīgu ražošanu, SIA "Kinematics" speciālisti ir sagatavojuši apkopojumu ar komentāriem un ieteikumiem par visbiežāk uzdotajiem jautājumiem.
2. Balansēšanas iekārtu (statīvu) veidi un to konstrukcijas īpatnības
Balansēšanas iekārta ir tehnoloģiska ierīce, kas paredzēta rotoru statiskās vai dinamiskās nelīdzsvarotības novēršanai dažādiem mērķiem. Tā ietver mehānismu, kas paātrina sabalansētu rotoru līdz noteiktai rotācijas frekvencei, un specializētu mērīšanas un skaitļošanas sistēmu, kas nosaka koriģējošo atsvaru masu un izvietojumu, kas nepieciešams rotora nelīdzsvarotības kompensēšanai.
Mašīnas mehāniskās daļas konstrukcija parasti sastāv no gultņa rāmja, uz kura ir uzstādīti balsti (gultņi). Tie tiek izmantoti, lai uzstādītu sabalansēto izstrādājumu (rotoru), un ietver piedziņu, kas paredzēta rotora rotācijai. Balansēšanas procesa laikā, ko veic, izstrādājumam rotējot, mērīšanas sistēmas sensori (kuru tips ir atkarīgs no mašīnas konstrukcijas) reģistrē vai nu gultņu vibrācijas, vai spēkus gultņos.
Šādi iegūtie dati ļauj noteikt korekcijas atsvaru masu un uzstādīšanas vietas, kas nepieciešamas, lai kompensētu nelīdzsvarotību.
Pašlaik visvairāk izplatītas ir divu veidu balansēšanas iekārtu (statīvu) konstrukcijas:
2.1. Mīksto gultņu mašīnas un statīvi Mīksto gultņu balansēšanas mašīnu (statīvu) pamatīpašība ir tā, ka tām ir relatīvi elastīgi balsti, kas izgatavoti uz atsperu balstiem, atsperu ratiņiem, plakaniem vai cilindriskiem atsperu balstiem utt. Šo balstu pašfrekvence ir vismaz 2-3 reizes zemāka par uz tiem uzstādītā balansējošā rotora rotācijas frekvenci. Klasisks elastīgo mīksto balstu konstrukcijas izpildījuma piemērs ir mašīnas DB-50 modeļa balsts, kura fotogrāfija ir parādīta 2.1. attēlā.
2.1. attēls. Balansēšanas mašīnas DB-50 modeļa balsts.
Kā parādīts 2.1. attēlā, kustīgais rāmis (slīdnis) 2 ir piestiprināts pie balsta nekustīgajiem statņiem 1, izmantojot atsperes 3. Uz balsta uzstādītā rotora nelīdzsvarotības radītā centrbēdzes spēka ietekmē ratiņš (slīdnis) 2 var veikt horizontālas svārstības attiecībā pret stacionāro statni 1, ko mēra, izmantojot vibrāciju sensoru.
Šī balsta strukturālais izpildījums nodrošina zemas vagoniņa svārstību īpatnējās frekvences sasniegšanu, kas var būt aptuveni 1-2 Hz. Tas ļauj līdzsvarot rotoru plašā rotācijas frekvenču diapazonā, sākot no 200 apgriezieniem minūtē. Šī īpašība, kā arī šādu balstu izgatavošanas relatīvā vienkāršība padara šo konstrukciju pievilcīgu daudziem mūsu patērētājiem, kas ražo balansēšanas mašīnas savām vajadzībām dažādiem mērķiem.
2.2. attēls. Balansēšanas mašīnas mīkstais gultņu balsts, ražotājs "Polymer LTD", Mahačkala.
attēlā 2.2. attēlā redzams fotoattēls, kurā attēlota "Soft Bearing" balansēšanas iekārta ar balstiem, kas izgatavoti no atsperēm, kuras iekšējām vajadzībām izgatavotas uzņēmumā "Polymer LTD" Mahačkalā. Mašīna ir paredzēta veltņu balansēšanai, ko izmanto polimēru materiālu ražošanā.
2.3. attēls attēlots balansēšanas mehānisms ar līdzīgu sloksnes piekari ratiņiem, kas paredzēti specializētu instrumentu balansēšanai.
attēli 2.4.a un 2.4.b. parādītas fotogrāfijas ar paštaisītu mīksto gultņu mašīnu piedziņas vārpstu balansēšanai, kuras balsti ir izgatavoti, izmantojot arī slokšņu atsperes.
2.5. attēls ir attēlota turbokompresoru balansēšanai paredzētās mīksto gultņu iekārtas fotogrāfija, kurā arī tās ratiņu balsti ir piekārti uz slokšņu atsperēm. A. Šahgunjana (Sanktpēterburga) privātām vajadzībām izgatavotā mašīna ir aprīkota ar mērīšanas sistēmu "Balanset 1".
Saskaņā ar ražotāja sniegto informāciju (sk. 2.6. att.) šī iekārta nodrošina iespēju balansēt turbīnas ar atlikušo disbalansu, kas nepārsniedz 0,2 g*mm.
2.3. attēls. Mīksto gultņu balansēšanas darbarīku balansēšanas iekārta ar atbalsta balstiekārtu uz slokšņu atsperēm
attēls. 2.4.a. Mīksto gultņu mašīna piedziņas vārpstu balansēšanai (mašīna samontēta)
attēls. 2.4.b. Mīksto gultņu mašīna piedziņas vārpstu balansēšanai ar ratiņu balstiem, kas piekārti uz slokšņu atsperēm. (vadošais vārpstas balsts ar atsperu lentes piekari)
2.5. attēls. A. Šahgunjana (Sanktpēterburga) ražotā mīksto gultņu mašīna turbokompresoru balansēšanai ar balstiem uz slokšņu atsperēm.
2.6. attēls. Mērījumu sistēmas "Balanset 1" ekrāna kopija, kurā redzami A. Šahgunjana iekārtas turbīnas rotora balansēšanas rezultāti.
Papildus iepriekš aplūkotajai klasiskajai mīksto gultņu balansēšanas iekārtu balstu versijai plaši izplatīti arī citi konstrukcijas risinājumi.
un 2.8. attēls attēli, kuros redzamas dzenošo vārpstu balansēšanas mašīnas, kuru balsti balstās uz plakanām (plākšņu) atsperēm. Šīs mašīnas tika izgatavotas attiecīgi privātā uzņēmuma "Dergacheva" un SIA "Tatcardan" ("Kinetics-M") vajadzībām.
Mīkstās gultņu balansēšanas mašīnas ar šādiem balstiem bieži vien tiek izgatavotas amatieru ražotāju, jo tās ir relatīvi vienkāršas un viegli izgatavojamas. Šie prototipi parasti ir vai nu "K. Schenck" VBRF sērijas mašīnas, vai līdzīgas vietējās ražošanas mašīnas.
un 2.7. un 2.8. attēlā parādītās mašīnas ir paredzētas divu balstu, trīs balstu un četru balstu piedziņas vārpstu balansēšanai. Tām ir līdzīga konstrukcija, tostarp:
2.7. attēls. Privātā uzņēmuma "Dergacheva" mīksto gultņu balansēšanas iekārta piedziņas vārpstu balansēšanai ar balstiem uz plakanām (plākšņu) atsperēm
2.8. attēls. SIA "Tatcardan" ("Kinetics-M") mīksto gultņu balansēšanas iekārta piedziņas vārpstu balansēšanai ar balstiem uz plakanām atsperēm.
Uz visiem balstiem ir uzstādīti vibrāciju sensori 8, kurus izmanto balstu šķērsenisko svārstību mērīšanai. Uz balsta 2 uzstādīto priekšējo vārpstu 5 rotē elektromotors, izmantojot siksnas piedziņu.
attēli 2.9.a un 2.9.b rāda balansēšanas iekārtas balsta, kura pamatā ir plakanas atsperes, fotoattēlus.
2.9. attēls. Mīksto gultņu balansiera balsts ar plakanu atsperi
Ņemot vērā, ka amatieru ražotāji bieži izmanto šādus balstus savos projektos, ir lietderīgi sīkāk izpētīt to konstrukcijas īpatnības. Kā parādīts 2.9.a attēlā, šis balsts sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām:
Lai novērstu balstu paaugstinātas vibrācijas risku ekspluatācijas laikā, kas var rasties līdzsvarota rotora paātrinājuma vai palēninājuma laikā, balstos var būt bloķēšanas mehānisms (sk. 2.9.b attēlu). Šis mehānisms sastāv no stingra kronšteina 5, ko var fiksēt ar ekscentrisku fiksatoru 6, kas savienots ar vienu no balsta plakanajām atsperēm. Kad slēdzene 6 un kronšteins 5 ir saslēgti, balsts ir bloķēts, novēršot paaugstinātas vibrācijas risku paātrinājuma un palēninājuma laikā.
Projektējot balstus, kas izgatavoti ar plakanām (plākšņu) atsperēm, mašīnas ražotājam jānovērtē to dabisko svārstību frekvence, kas ir atkarīga no atsperu stingrības un līdzsvarotā rotora masas. Zinot šo parametru, konstruktors var apzināti izvēlēties rotora darba rotācijas frekvenču diapazonu, izvairoties no balansēšanas laikā radušos balstu rezonanses svārstību bīstamības.
Ieteikumi balstu, kā arī citu balansēšanas mašīnu sastāvdaļu svārstību īpatnējo frekvenču aprēķināšanai un eksperimentālai noteikšanai ir aplūkoti 3. sadaļā.
Kā minēts iepriekš, balsta konstrukcijas vienkāršība un izgatavojamība, izmantojot plakanās (plākšņu) atsperes, piesaista balansēšanas mašīnu amatierus, kas izstrādā balansēšanas mašīnas dažādiem mērķiem, tostarp mašīnas kloķvārpstu balansēšanai, automobiļu turbokompresoru rotoriem utt.
Piemēram, 2.10.a un 2.10.b attēlā ir attēlota vispārējā skicē redzamā iekārta, kas paredzēta turbokompresora rotoru balansēšanai. Šī iekārta ir izgatavota un tiek izmantota uzņēmuma vajadzībām LLC "SuraTurbo" Penzā.
2.10.a. Turbokompresora rotoru balansēšanas iekārta (skats no sāniem)
2.10.b. Turbokompresora rotoru balansēšanas iekārta (skats no priekšējā balsta puses)
Papildus iepriekš aplūkotajām mīksto gultņu balansēšanas mašīnām dažkārt tiek izveidoti arī salīdzinoši vienkārši mīksto gultņu statīvi. Šie statīvi ļauj kvalitatīvi balansēt rotācijas mehānismus dažādiem mērķiem ar minimālām izmaksām.
Turpmāk apskatīti vairāki šādi statīvi, kas veidoti, pamatojoties uz plakanu plāksni (vai rāmi), kas balstās uz cilindriskām saspiešanas atsperēm. Šīs atsperes parasti izvēlas tā, lai plāksnes, uz kuras uzstādīts balansēšanas mehānisms, svārstību pašdarbības frekvence būtu 2 līdz 3 reizes zemāka par šā mehānisma rotora rotācijas frekvenci balansēšanas laikā.
attēls 2.11. attēlā redzams P. Ašarina iekšējai ražošanai izgatavots abrazīvo riteņu balansēšanas statīvs.
2.11. attēls. Abrazīvo riteņu balansēšanas statīvs
Stends sastāv no šādām galvenajām sastāvdaļām:
Šī stenda galvenā iezīme ir elektromotora rotora rotācijas leņķa impulsa sensora 5 iekļaušana, kas tiek izmantots kā daļa no stenda mērīšanas sistēmas ("Balanset 2C"), lai noteiktu leņķa pozīciju korektīvās masas noņemšanai no abrazīvā riteņa.
attēls 2.12. attēlots vakuumsūkņu balansēšanas statīva fotoattēls. Šo statīvu pēc pasūtījuma izstrādāja AS "Mērījumu rūpnīca".
2.12. attēls. Vakuumsūkņu balansēšanas stends, ko izgatavojusi AS "Mērījumu rūpnīca"
Šī stenda pamatā tiek izmantots arī Plāksne 1uz cilindriskām atsperēm 2. Uz plāksnes 1 ir uzstādīts vakuumsūknis 3, kuram ir sava elektriskā piedziņa, kas var mainīt apgriezienus no 0 līdz 60 000 apgriezienu minūtē. Uz sūkņa korpusa ir uzstādīti vibrāciju sensori 4, kurus izmanto, lai mērītu vibrācijas divās dažādās sekcijās dažādos augstumos.
Lai sinhronizētu vibrāciju mērīšanas procesu ar sūkņa rotora rotācijas leņķi, uz statīva tiek izmantots lāzera fāzes leņķa sensors 5. Neraugoties uz šādu statīvu šķietami vienkāršo ārējo konstrukciju, tas ļauj panākt ļoti kvalitatīvu sūkņa rotora balansēšanu.
Piemēram, pie subkritiskām rotācijas frekvencēm sūkņa rotora atlikusī nelīdzsvarotība atbilst prasībām, kas noteiktas līdzsvara kvalitātes klasei G0.16 saskaņā ar ISO 1940-1-2007 "Vibrācijas. Prasības cieto rotoru līdzsvara kvalitātei. 1. daļa. Pieļaujamās nelīdzsvarotības noteikšana".
Sūkņa korpusa atlikušās vibrācijas, kas rodas balansēšanas laikā ar rotācijas ātrumu līdz 8000 apgr./min, nepārsniedz 0,01 mm/s.
Balansēšanas statīvi, kas izgatavoti saskaņā ar iepriekš aprakstīto shēmu, ir efektīvi arī citu mehānismu, piemēram, ventilatoru, balansēšanai. Ventilatoru balansēšanai paredzēto statīvu piemēri ir parādīti 2.13. un 2.14. attēlā.
2.13. attēls. Ventilatora lāpstiņrati balansēšanas statīvs
Šādos stendos panāktā ventilatoru balansēšanas kvalitāte ir diezgan augsta. Saskaņā ar SIA "Atlant-project" speciālistu teikto uz stenda, ko viņi izstrādāja, pamatojoties uz SIA "Kinematics" ieteikumiem (sk. 2.14. att.), atlikušo vibrāciju līmenis, kas tika sasniegts, balansējot ventilatorus, bija 0,8 mm/sek. Tas ir vairāk nekā trīs reizes labāk par pielaidi, kas noteikta BV5 kategorijas ventilatoriem saskaņā ar ISO 31350-2007 "Vibrācijas. Rūpnieciskie ventilatori. Prasības radītajai vibrācijai un balansēšanas kvalitātei".
2.14. attēls. Sprādziendrošu iekārtu ventilatoru lāpstiņrati balansēšanas statīvs, ko izgatavojusi SIA "Atlant-project", Podoļska.
Līdzīgi dati, kas iegūti AS "Lissant Fan Factory", liecina, ka šādi stendi, ko izmanto kanāla ventilatoru sērijveida ražošanā, pastāvīgi nodrošina atlikušo vibrāciju, kas nepārsniedz 0,1 mm/s.
2.2. Cietās gultņu mašīnas.
Balansēšanas mašīnas ar cietiem gultņiem atšķiras no iepriekš aplūkotajām mašīnām ar mīkstiem gultņiem pēc balstu konstrukcijas. To balsti ir veidoti kā cietas plāksnes ar sarežģītām spraugām (izgriezumiem). Šo balstu īpatnējās frekvences ievērojami (vismaz 2-3 reizes) pārsniedz uz mašīnas balansētā rotora maksimālo rotācijas frekvenci.
Cieto gultņu mašīnas ir daudzpusīgākas nekā mīksto gultņu mašīnas, jo tās parasti ļauj kvalitatīvi balansēt rotorus plašākā to masas un izmēru īpašību diapazonā. Svarīga šo mašīnu priekšrocība ir arī tā, ka tās ļauj ļoti precīzi balansēt rotorus ar relatīvi zemiem rotācijas ātrumiem, kas var būt 200-500 RPM un mazāki.
attēls 2.15 ir attēlota "K. Schenk" ražotas tipiskas cietā gultņa balansēšanas iekārtas fotogrāfija. No šī attēla ir redzams, ka atsevišķām balsta daļām, ko veido sarežģītas spraugas, ir dažāda stingrība. Rotora nelīdzsvarotības spēku ietekmē tas var izraisīt dažu balsta daļu deformācijas (nobīdes) attiecībā pret citām. (2.15. attēlā balsta stingrākā daļa ir iezīmēta ar sarkanu pārtraukto līniju, bet tā relatīvi elastīgā daļa ir zilā krāsā).
Lai izmērītu minētās relatīvās deformācijas, Hard Bearing mašīnās var izmantot vai nu spēka sensorus, vai dažāda veida ļoti jutīgus vibrācijas sensorus, tostarp bezkontakta vibrācijas pārvietojuma sensorus.
attēls. 2.15. "K. Schenk" cietā gultņa balansēšanas iekārta
Kā liecina no klientiem saņemto pieprasījumu analīze par "Balanset" sērijas instrumentiem, interese par cieto gultņu iekārtu ražošanu iekšējai lietošanai ir pastāvīgi pieaugusi. To veicina plaša reklāmas informācijas izplatīšana par pašmāju balansēšanas mašīnu konstrukcijas īpatnībām, ko amatieru ražotāji izmanto kā analogus (vai prototipus) savām izstrādnēm.
Apskatīsim dažas "Balanset" sērijas instrumentu vairāku patērētāju iekšējām vajadzībām izgatavoto cieto gultņu iekārtu variācijas.
attēli 2.16.a - 2.16.d parādīt fotogrāfijas ar N. Obiedkova (Magņitogorskas pilsēta) ražoto iekārtu Hard Bearing, kas paredzēta piedziņas vārpstu balansēšanai. Kā redzams 2.16.a attēlā, mašīna sastāv no stingra rāmja 1, uz kura ir uzstādīti balsti 2 (divi vārpstas un divi starpbalsti). Mašīnas galveno vārpstu 3 griež asinhronais elektromotors 4, izmantojot siksnas piedziņu. Elektrodzinēja 4 rotācijas ātruma regulēšanai izmanto frekvenču regulatoru 6. Mašīna ir aprīkota ar "Balanset 4" mērīšanas un skaitļošanas sistēmu 5, kurā ietilpst mērīšanas bloks, dators, četri spēka sensori un fāzes leņķa sensors (sensori nav parādīti 2.16.a attēlā).
attēls. 2.16.a. Cieto gultņu balansēšanas iekārta piedziņas vārpstu balansēšanai, ražotājs N. Obyedkov (Magņitogorska)
attēls 2.16.b attēlots mašīnas priekšējā balsta fotoattēls ar priekšējo vārpstu 3, kuru, kā jau iepriekš minēts, darbina asinhronā elektromotora 4 siksnas piedziņa. Šis balsts ir nekustīgi piestiprināts pie rāmja.
attēls 2.16.b. Priekšējais (vadošais) vārpstas balsts.
attēls 2.16.c attēlots viens no diviem mašīnas kustīgajiem starpposma balstiem. Šis balsts balstās uz slīdņiem 7, kas nodrošina tā garenvirziena kustību pa rāmja vadotnēm. Šim balstam ir īpaša ierīce 8, kas paredzēta līdzsvarotās piedziņas vārpstas starplikas gultņa augstuma uzstādīšanai un regulēšanai.
attēls. 2.16.c. Mašīnas starpposma kustīgais balsts
attēls 2.16.d parādīts aizmugurējā (piedziņas) vārpstas balsta fotoattēls, kas, tāpat kā starpbalsti, ļauj pārvietoties pa mašīnas rāmja vadotnēm.
attēls 2.16.d. Aizmugurējā (piedziņas) vārpstas balsts.
Visi iepriekš minētie balsti ir vertikālas plāksnes, kas uzstādītas uz plakana pamata. Plāksnēm ir T veida spraugas (sk. 2.16.d att.), kas sadala balstu iekšējā daļā 9 (stingrāka) un ārējā daļā 10 (mazāk stingra). Atbalsta iekšējās un ārējās daļas atšķirīgā stingrība var izraisīt šo daļu relatīvu deformāciju, ko izraisa nelīdzsvara spēki, ko rada līdzsvara rotors.
Spēka sensori parasti tiek izmantoti, lai mērītu balstu relatīvo deformāciju paštaisītās mašīnās. Piemērs, kā spēka sensors tiek uzstādīts uz balansēšanas mašīnas balsta ar cieto gultni, ir parādīts 2.16.e attēlā. Kā redzams šajā attēlā, spēka sensors 11 tiek piespiests pie balsta iekšējās daļas sānu virsmas ar skrūvi 12, kas iziet caur vītņotu caurumu balsta ārējā daļā.
Lai nodrošinātu vienmērīgu skrūves 12 spiedienu visā spēka sensora 11 plaknē, starp to un sensoru ir ievietota plakana paplāksne 13.
attēls. 2.16.d. Spēka sensora uzstādīšanas piemērs uz balsta.
Mašīnas darbības laikā nelīdzsvara spēki no līdzsvarota rotora iedarbojas caur balsta mezgliem (vārpstām vai starpposma gultņiem) uz balsta ārējo daļu, kas sāk cikliski kustēties (deformēties) attiecībā pret iekšējo daļu ar rotora rotācijas frekvenci. Tā rezultātā uz sensoru 11 iedarbojas mainīgs spēks, kas ir proporcionāls nelīdzsvarotības spēkam. Tā ietekmē spēka sensora izejā tiek ģenerēts elektriskais signāls, kas ir proporcionāls rotora nelīdzsvarotības lielumam.
Signāli no spēka sensoriem, kas uzstādīti uz visiem balstiem, tiek ievadīti mašīnas mērīšanas un skaitļošanas sistēmā, kur tie tiek izmantoti, lai noteiktu koriģējošo atsvaru parametrus.
attēls. 2.17.a. attēlots ļoti specializētas "Hard Bearing" iekārtas, ko izmanto "skrūvju" vārpstu balansēšanai, fotoattēls. Šī iekārta tika izgatavota SIA "Ufatverdosplav" iekšējai lietošanai.
Kā redzams attēlā, mašīnas griešanās mehānismam ir vienkāršota konstrukcija, kas sastāv no šādām galvenajām sastāvdaļām:
attēls 2.17.a. Cieto gultņu balansēšanas iekārta skrūvju vārpstu balansēšanai, ko ražojusi SIA "Ufatverdosplav".
Mašīnas balsti 2 ir vertikāli uzstādītas tērauda plāksnes ar T veida spraugām. Katra balsta augšpusē ir balsta rullīši, kas izgatavoti, izmantojot rites gultņus, uz kuriem rotē balansējošā vārpsta 5.
Lai izmērītu balstu deformāciju, kas rodas rotora nelīdzsvarotības ietekmē, tiek izmantoti spēka sensori 6 (sk. 2.17.b att.), kas ir uzstādīti balstu spraugās. Šie sensori ir savienoti ar ierīci "Balanset 1", kas šajā iekārtā tiek izmantota kā mērīšanas un skaitļošanas sistēma.
Neraugoties uz mašīnas griešanās mehānisma relatīvo vienkāršību, tas ļauj pietiekami kvalitatīvi balansēt skrūves, kurām, kā redzams 2.17.a attēlā, ir sarežģīta spirālveida virsma.
Saskaņā ar SIA "Ufatverdosplav" sniegto informāciju, balansēšanas procesā uz šīs iekārtas sākotnējā skrūves nelīdzsvarotība tika samazināta gandrīz 50 reizes.
attēls 2.17.b. Cietā gultņa mehānisma balansēšanas balsts skrūvju vārpstām ar spēka sensoru
Iegūtā atlikusī nelīdzsvarotība bija 3552 gmm (19,2 g pie 185 mm rādiusa) skrūves pirmajā plaknē un 2220 gmm (12,0 g pie 185 mm rādiusa) otrajā plaknē. Rotoram, kas sver 500 kg un darbojas ar rotācijas frekvenci 3500 apgr./min, šī nelīdzsvarotība atbilst G6.3 klasei saskaņā ar ISO 1940-1-2007, kas atbilst tehniskajā dokumentācijā noteiktajām prasībām.
Oriģinālu konstrukciju (sk. 2.18. att.), kas paredz izmantot vienu pamatni, lai vienlaicīgi uzstādītu balstus divām dažāda izmēra balansēšanas iekārtām ar cietajiem gultņiem, ierosināja S. V. Morozovs. Šī tehniskā risinājuma acīmredzamās priekšrocības, kas ļauj samazināt ražotāja ražošanas izmaksas, ir šādas:
2.18. attēls. S.V. Morozova ražotā balansēšanas iekārta ar cietajiem gultņiem ("Tandēms")