Avbalanseringsinstrument til samme pris som et vibrometer

Er det mulig? Med besluttsomhet - JA!

Avbalanseringsinstrumenter inntar med rette en spesiell plass blant det brede spekteret av utstyr som brukes til vibroakustiske målinger. Dette skyldes i stor grad at denne instrumentklassen, i tillegg til å utføre metrologiske funksjoner, også fyller en teknologisk rolle. I hovedsak er det teknologisk utstyr som brukes til å redusere ubalansen i rotasjonsmekanismer.

Resultatet er høy økonomisk effektivitet, noe som gjør det mulig å forbedre kvaliteten på produktene betydelig med relativt små kapitalinvesteringer ved implementering av balanseringsutstyr. Dette gjelder spesielt for bransjer der det brukes eller produseres en betydelig mengde roterende utstyr (f.eks. freser, fabrikker som produserer vifter osv.).

I slike bedrifter er tilbakebetalingstiden for moderat priset balanseringsutstyr, som varierer fra 2500 til 10000 euro, vanligvis ikke mer enn 6-7 måneder.

Det finnes imidlertid mange små og mellomstore bedrifter som er interessert i å balansere sine egne produkter, og for dem er selv disse relativt små utgiftene belastende. Det kan dreie seg om bilverksteder, reparasjons- og serviceverksteder for elektriske motorer, pumpe- og vifteverksteder osv. For dem er det ofte vanskelig, om ikke umulig, å kjøpe inn balanseringsutstyr til gjeldende markedspriser.

Tabell 1 gir informasjon om noen av de mest kjente avbalanseringsinstrumentene for roterende utstyr som finnes på markedet i dag. Som det fremgår av tabellen, kan prisene på disse instrumentene variere fra 2500 til 25000 euro, avhengig av produsent og funksjonalitet.

tabell 1. Prisene er hentet fra offentlige kilder: produsentenes nettsider, ebay, alibaba.com osv.

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

€1,751.00

Deler

Vibrasjonssensor.

€90.00

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

€124.00

Enheter

Balanset-4.

€6,803.00

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

€46.00

Deler

Reflekterende tape.

€10.00

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

Abonnement

Konto + oppdateringer + direkte støtte

€18.00

Ved første øyekast kan disse prisene virke overdrevent høye i en tid med rask utvikling av moderne elektronikk. Det er imidlertid flere objektive faktorer som begrenser muligheten for å minimere kostnadene for avbalanseringsinstrumenter og vibrometre.

For det første er det ikke etterspørsel etter balanseringsutstyr i volumer som kan sammenlignes med produksjonen av datamaskiner, mobiltelefoner eller TV-apparater. Det produseres vanligvis i små og mellomstore serier, noe som naturligvis påvirker kostnadene.

For det andre er prisen på dette utstyret betydelig påvirket av kostnadene for minst to vibrasjonssensorer som er inkludert i sammensetningen, som er ganske dyre. For eksempel er kostnadene for kjente sensorer i gjennomsnitt mellom 300 og 900 euro hver.

For det tredje er betydelige utgifter rettet mot utvikling av spesialisert programvare for balanseringsinstrumenter, noe som, med tanke på de relativt små produksjonsvolumene, også bidrar til kostnadsøkningen.

Det finnes imidlertid reserver for å redusere kostnadene for balanseringsutstyr, og vi har forsøkt å bruke dem i utviklingen av vårt nye instrument, kalt "Balanset-1A".

Vi fulgte disse retningslinjene:

• Forsøk på å implementere et strukturelt opplegg for instrumentet som i størst mulig grad bruker masseproduserte komponenter fra andre produsenter.
• Utforsk muligheten for å bruke billigere vibrasjonssensorer for å redusere kostnadene for utstyret vårt.
• Maksimal utnyttelse av algoritmer for balanseringsinstrumentstyring som er utviklet av våre spesialister i løpet av de siste 20 årene og implementert i tidligere konstruksjoner.

Som et resultat av implementeringen av prinsippene som er skissert ovenfor, ble balanseringssettet "Balanset-1A" utviklet, som består av følgende hovedenheter:

• En mikroprosessorbasert måleenhet med USB-utgang for tilkobling til en datamaskin.
• En bærbar datamaskin utstyrt med spesialisert programvare for å løse balanseringsoppgaver.
• To relativt rimelige vibrasjonssensorer.
• En laserfasevinkelsensor.

Instrumentets måleenhet er utviklet basert på den serieproduserte Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3-prosessoren. Måleenheten er koblet til en datamaskin (vanligvis en netbook eller bærbar PC) via en USB-kanal, der balanseringsprosessen styres og måle- og beregningsresultatene vises.

Ved å implementere denne strukturen i balanseringsinstrumentet, basert på bruk av serieproduserte komponenter, kunne vi redusere utviklings- og produksjonskostnadene for maskinvaredelen betydelig.

Et like viktig element for å redusere kostnadene for produktet vårt var bruken av kapasitive akselerometre som vibrasjonssensorer, som i dag masseproduseres av ulike produsenter og har en lav pris.

I tillegg, som nevnt tidligere, ble det i programvareutviklingen for det nye balanseringsinstrumentet i stor grad benyttet algoritmer som spesialistene våre har utviklet i løpet av de siste 20 årene. Dette reduserte arbeidsintensiteten i forbindelse med programvareutvikling og feilsøking betydelig, noe som hadde en positiv innvirkning på utstyrets kostnader.

Det omfattende resultatet av vårt arbeid er at kostnaden for vårt foreslåtte balanseringssett (uten datamaskin) med alt nødvendig tilbehør (inkludert magneter for montering av vibrasjonssensorer, et magnetisk stativ for fasevinkelsensoren, en minnepinne med programvare og en transportkoffert) ikke overstiger 2000 euro (1500 for Balanset-oem-settet) på nåværende tidspunkt.

Vi kan konkludere med at vårt foreslåtte "Balanset"-balanseringssett ofte er betydelig billigere enn tilgjengelig utstyr med tilsvarende formål (se tabell 1). I praksis er prisen ofte sammenlignbar med prisen på vanlige vibrometre som finnes på markedet i dag.