Балансирање на ротори на стругови: исплатливо решение за подобрување на квалитетот на производите
Во современото производство, каде што квалитетот на производите е од најголема важност, балансирање на ротор станува суштински дел од технолошкиот процес. Меѓутоа, купувањето специјализирана опрема за балансирање може да биде скапо за малите и средните претпријатија. Во оваа статија ја истражуваме можноста за користење стругови за ротор балансирање, што може значително да ги намали трошоците за опрема и да ја подобри ефикасноста на производството.
Стругот како алат за балансирање
Стругот, поради својата конструкција и функционалност, може успешно да се користи за балансирање на ротори од различни типови и големини. Главната предност на овој пристап е заштеда на трошоци, бидејќи нема потреба од купување скапа специјализирана опрема. Дополнително, употребата на струг овозможува балансирањето да се изведе директно за време на процесот на изработка на роторот, што го скратува времето на производство и го подобрува квалитетот на производот.
Подготовка за балансирање
Пред да се започне со процесот на балансирање, треба да се преземат неколку подготвителни чекори:
- Избор на соодветен струг: Стругот треба да има доволна крутост и прецизност за да се обезбеди сигурно монтирање на роторот и точни мерења на вибрациите.
- Инсталирање на мерниот систем: За да се измери роторската вибрации на стругот, преносен балансер како што е Balanset-1A може да се користи. Тој вклучува сензори за вибрации, тахометар, и софтвер за анализа на податоци и пресметка на корективната маса.
- Справување со сопствениот небаланс на вретеното: Не мора да го балансирате самото вретено на стругот. Стартувајте го стругот само со стезната глава (роторот отстранет) и запишете го векторот на вибрации: тоа е базната вредност што ја придонесуваат вретеното и стезната глава. Ако тоа е значителен дел од отчитувањето на роторот, или одземете го, или — подобро — користете го вртењето со индексирање од 180° (функцијата “Mandrel eccentricity elimination”, “F7 - Run Ecc”), која автоматски издвојува сè што не се врти заедно со роторот.
- Усогласување на роторот со машината, а не со вретеното: Она што е важно е дека силата на неурамнотеженост на роторот произведува мерлив одзив на куќиштата на лежиштата. Тежок, крут струг реагира многу малку по грам неурамнотеженост, така што на многу лесен ротор сигналот исчезнува во шумот, додека многу тежок ротор може да го надмине номиналниот капацитет на стезната глава или лежиштата. Во пракса, проверете дали правилно определениот пробен тег дава чиста, повторлива промена на амплитудата и фазата пред да му верувате на кој било коефициент на влијание.
- Проверка на радијалното отстапување на гумената обвивка пред балансирање: На гумирано вратило, масената неурамнотеженост и геометриското отскокнување (runout) на облогата се два различни дефекти. Балансирањето ја поништува 1× силата; не може да направи ексцентрична или овална облога тркалезна. Поставете мерен часовник на обложената површина и вртете го вратилото со рака: ако вкупното измерено отскокнување ја надминува толеранцијата на производот, прво избрусете или обработете ја облогата до концентричност — на истиот стругар — и дури потоа балансирајте. Вратило кое е балансирано, но сепак отскокнува, ќе продолжи да произведува траки на мерачот, пруги и варијации на притисок на притегнување без разлика колку ниско отчитување на вибрации постигнете.
Во оваа статија, детално ќе го опишам нашето искуство и методологија во динамичкото балансирање гумирани вратила на стругарска машина – решение за кое, признавам, првично бев скептичен поради инхерентната крутост и значителната тежина на таквата машинерија. Изненадувачки, операцијата беше извршена непречено, постигнувајќи ја класата на квалитет на балансирање G 6.3 (ISO 21940-11, поранешен ISO 1940-1).
Процес на балансирање на ротор на струг во теорија
Процесот на балансирање на ротор на струг ги вклучува следните чекори:
Прицврстување на роторот
Роторот е сигурно монтиран во стезната глава на стругот или на центрите за да се обезбеди стабилност за време на процесот на балансирање.
Инсталирање на сензори
Поставете по еден сензор за вибрации за секоја корекциска рамнина — еден на куќиштето на лежиштето на главното вретено и еден на куќиштето на задниот шпиц или потпора — радијално, што поблиску до лежиштето, на чиста обработена метална површина преку магнетна основа. Не монтирајте сензори на постелето на стругот, престилката или заштитата: 1× сигналот таму е ослабен и доминиран од конструкцијата. Залепете ја рефлектирачка лента на метална површина (крајот на вратилото или стезната глава), а не на гумената облога, и насочете го ласерскиот тахометар нормално на неа.
Мерење на почетната вибрација
Почетното ниво на вибрација се мери при брзината што ќе ја користите за целата работа. Сите работи — Run 0, пробните работи и корекциската работа — мора да се извршат при иста брзина, бидејќи коефициентите на влијание важат само за брзината при која се измерени.
Земање предвид на ексцентричноста (веднаш по Run 0)
Стезна направа и трн ексцентричност додава вектор на отчитувањето Run 0 што не е неурамнотеженост, и коригирањето на тоа би било погрешно. Решете го тоа пред пробниот тег, не потоа: означете го полето “Mandrel eccentricity elimination” во софтверот на Balanset-1A, завршете го Run 0, потоа свртете го роторот за 180° во стегата и притиснете “F7 - Run Ecc”. Софтверот ја зема половина-сумата на векторот како ексцентричност, а половина-разликата на векторот како вистинска неурамнотеженост, и дури тогаш го отклучува пробното вртење. Ако ова го направите откако корективните тегови веќе се заварени, тоа значи повторно пресметување и повторна изработка на истите.
Колку голем треба да биде пробниот тег?
Безбедна почетна точка е тег чија центрифугална сила останува во опсег од 5–10% од тежината на роторот. Како формула:
mtrial = k · M · g / (R · ω²), k = 0,05–0,10
каде што M е масата на роторот (kg), g = 9,81 m/s², R е радиусот на монтирање на тегот (m), а ω = 2π·RPM/60 (rad/s). Пример: ротор од 50 kg при 3,000 вртежи/мин со тегот на R = 0.2 m дава m ≈ 0.07·50·9.81/(0.2·314²) ≈ 1,7 g — грамови, не стотици грамови. Тоа изгледа изненадувачки малку за ротор од 50 kg, но проверете ја силата: на 3,000 rpm тие 1.7 g веќе влечат F = m·R·ω² ≈ 34 N — околу 7% од тежината на роторот. Почнувањето мало е поентата: зголемувањето е евтино, додека прегломазен тег претставува реален товар на лежиштата и заварите. Истата проверка на сила важи обратно за секој тег што сте на пат да го завртите.
Не мора ова да го пресметувате рачно: софтверот Balanset вклучува Проценувач на првиот пробен тег кој ги препорачува и масата и почетниот агол врз основа на податоците за вашиот ротор, и Тест со удар за да провери дека не работите блиску до сопствена фреквенција.
Добар пробен тег го менува очитувањето за најмалку 20–30% во амплитуда или 20–30° во фаза. Ако одѕивот е помал, зголемувајте го тегот постепено — никогаш не преминувајте директно на тежок тег „за да видите дека нешто се случува“.
Поставување на пробен тег
A пробен тег со позната маса се поставува на роторот, а вибрацијата повторно се мери. За балансирање во две рамнини ова се прави редум во секоја рамнина — пробно вртење со тегот во рамнина 1 (Run 1), потоа пробно вртење со тегот во рамнина 2 (Run 2) — така што софтверот може одделно да го измери влијанието на секоја корекциска рамнина.
Пресметување на корективните маси
Софтверот Balanset-1A ги анализира резултатите од мерењето и ги пресметува потребните корективни маси и нивните агли на поставување.
Корекција на масата на роторот
Во зависност од конструкцијата на роторот и можностите на стругот, корекцијата на масата може да се изведе со дупчење, глодање, заварување или други методи.
Проверка на балансирањето
По извршените корекции, се спроведува контролно мерење на вибрациите. Процесот се повторува доколку е потребно додека не се постигне бараното ниво на балансираност.
Динамичко балансирање во пракса
- Фреквенција на ротација: Обично, работната брзина на ротација на овие вратила се движи помеѓу 300 и 500 вртежи во минута (rpm). Во овој конкретен случај, балансирањето го извршивме на 550 rpm.
- Поставување: Гумираното вратило беше монтирано на стругот, по што следеше стратешко поставување на сензорите, како што е прикажано на приложените фотографии.
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
Динамичко балансирање на гумирани вратила
- Почетни отчитувања на вибрациите: Пред балансирањето, почетен очитувањата на вибрации изнесуваа 9 mm/s и 17 mm/s.
- Пробни вртежи: Работа во две рамнини бара пробна работа наизменично во секоја рамнина — Run 1 со тегот во рамнина 1, потоа Run 2 со тегот во рамнина 2. Пробна маса од 340 грама беше заварена; таа ја промени вибрацијата и фаза очитувањата за приближно 10%. Третирајте таков одзив како апсолутен минимум: за јасно, сигурно мерење обично се стремиме кон пробен тег кој го поместува векторот на вибрација за 25–50%, но тежок, крут струг реагира многу малку по грам пробна маса.
- Прилагодувања на балансирањето: По пробните работи со пробната маса, нашиот инструмент Balanset-1A покажа потреба од додавање на 3100 грама на едната страна на вратилото и 4300 грама на другата, што одговара на корекции во две рамнини. По овие прилагодувања, нивоата на вибрации се намалија на 2 mm/s и 4 mm/s.
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
- Фино дотерување: За понатамошна оптимизација на резултатите, продолживме со додавање тегови од 400 и 700 грама. Потоа беше извршена уште една рунда на фино подесување со додавање 200 и 400 грама. Поради просторни ограничувања, теговите беа заварени еден врз друг. На крај, овие привремени тегови беа заменети со прецизно исечени, естетски прифатливи противтегови изработени специјално за ова вратило. Конечните отчитувања на вибрации изнесуваа импресивни 0.1 mm/s во двете рамнини (заокружена вредност — под 1 mm/s самиот инструмент прикажува отчитувања на три децимали).
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
Динамичко балансирање на гумирани вратила на самото место со помош на струг
Преносен балансер & анализатор на вибрации Balanset-1A
Balanset-1A е преносен, USB-напојуван анализатор на вибрации и балансер за балансирање ротори во една и две рамнини во сопствените лежишта. Full Kit комплетот вклучува интерфејс единица, два сензори за вибрации, оптички ласерски тахометар, рефлектирачка лента, Windows софтвер за балансирање на USB-диск, магнетен столб, дигитална вага и транспортен куфер. Потребен е компатибилен Windows компјутер со слободен USB-порт; компјутерот …
Сензор за вибрации
Сензор за вибрации за уреди за балансирање Balanset, базиран на акселерометар ADXL335. Стандарно се испорачува со кабел од 5 m за мерење на вибрации при балансирање и анализа на ротори. Достапна е опција со кабел од 10 m.
Оптички сензор (ласерски тахометар)
Оптички ласерски сензор за уреди за балансирање Balanset, базиран на модифициран тахометар HS2234. Го мери ротационото забрзување без контакт со помош на рефлектирачка ознака на роторот. Стандарно се испорачува со кабел од 5 м; достапна е опција за кабел од 10 м.
Balanset-4
Balanset-4 е четириканалски анализатор на вибрации и систем за балансирање за корекција во една до четири рамнини. Дизајниран за кардански вратила и ротори поддржани на четири лежишта, тој може да служи и како мерна опрема за машина за балансирање. Комплетот вклучува четири сензори за вибрации, оптички ласерски тахометар, интерфејс USB, софтвер, магнетна основа, вага и транспортна кутија.
Магнетен статив Insize-60-kgf
Прилагодлив магнитен држач за позиционирање на ласерскиот сензор за вртежи во минута (RPM) во комплети за балансирање Balanset. Прекинувачката магнитна основа обезбедува до 60 kgf сила на задржување на соодветни феромагнетни површини. Прилагодливите раце и зглобови помагаат да се порамни сензорот со рефлективната ознака на роторот.
Рефлектирачка лента
Сребрена самолеплива рефлектирачка лента за оптички ласерски тахометар во комплетите за балансирање Balanset. Нанесете мал дел на роторот за да добиете рефлектирачка референтна ознака за мерење на ротациона брзина. Се испорачува во должина од 1 м за повеќекратни поставувања.
Динамички балансер “Balanset-1A” OEM
Balanset-1A OEM е основниот мерен комплет за балансирање ротори во една и две рамнини и анализа на вибрации. Вклучува USB интерфејс единица, два сензори за вибрации, оптички ласерски тахометар, рефлектирачка лента и Windows софтвер за балансирање на USB-диск. Во споредба со Full Kit комплетот, магнетниот столб, дигиталната вага и транспортниот куфер не се вклучени. Потребен е компатибилен Windows компјутер со …
Предности на балансирањето на ротори на стругови
Исплатливост
Користењето на струг за балансирање ги избегнува трошоците за купување специјализирана опрема за балансирање.
Погодност
Балансирањето може да се изведе директно за време на процесот на производство на роторот, што го скратува времето на производство.
Висок квалитет
Современите преносни балансери, како што е Balanset-1A, обезбедуваат висока точност на балансирање, овозможувајќи ниски нивоа на вибрации и подобрен квалитет на производите.
Заклучок
Балансирањето на ротори на стругови е ефикасно и економично решение за бизнисите кои сакаат да го подобрат квалитетот на производите и да ги намалат трошоците на производство. Употребата на преносни балансери како Balanset-1A го прави овој процес едноставен и достапен, дури и за мали работилници.
Важни потсетувања
- За да се постигнат најдобри резултати, се препорачува да се користат висококвалитетни мерни инструменти и строго да се следи процедурата за балансирање. Можете да ја процените дозволената заостанат дебаланс за вашиот ротор со нашиот калкулатор за резидуална неурамнотеженост (ISO 1940).
Балансирањето на ротори на стругови е чекор кон иднината на вашето производство, кој се исплатува преку подобрен квалитет на производите, намалени трошоци и зголемена конкурентност на вашиот бизнис.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер за анализа на вибрации, основач и извршен директор на Vibromera. Повеќе од 15 години тој балансира ротирачка опрема на терен, а не на испитен стол: мулчери, индустриски вентилатори, дробилки, центрифуги, вратила и вретена. Токму од таа работа настанаа инструментите Balanset — тие се замислени како алат што специјалистот може да го однесе до машината и да го користи сам, на самото место, а не како лабораториска опрема. Vibromera е основана во 2017 година, а од 2023 година е со седиште во Порто, Португалија. Овде се одвиваат развојот, склопувањето и поддршката на линијата Balanset. Водечки инструмент е Balanset-1A — преносен анализатор за балансирање во една и во две рамнини и за вибродијагностика. Nikolai лично учествува во поддршката на клиентите, во решавањето на сложени случаи на балансирање и во развојот на софтверот. Работи со клиенти ширум светот, на кој било јазик.
0 коментар