Instrument za uravnoteženje po ceni vibrometra

Ali je to mogoče? Z odločnostjo - DA!

Med široko paleto opreme, ki se uporablja za vibroakustične meritve, imajo instrumenti za uravnoteženje upravičeno posebno mesto. To je v veliki meri posledica dejstva, da ta razred instrumentov poleg meroslovnih funkcij opravlja tudi tehnološko vlogo. V bistvu gre za tehnološko opremo, ki se uporablja za zmanjševanje neuravnoteženosti rotacijskih mehanizmov.

Zaradi tega zagotavlja visoko ekonomsko učinkovitost in omogoča znatno izboljšanje kakovosti izdelkov z razmeroma majhnimi kapitalskimi naložbami pri uvajanju opreme za uravnoteženje. To še posebej velja za panoge, v katerih se uporablja ali proizvaja veliko rotacijske opreme (npr. mlinarska podjetja, tovarne, ki proizvajajo ventilatorje itd.).

V takšnih podjetjih doba povrnitve naložbe za zmerno drago opremo za uravnoteženje, ki znaša od 2500 do 10 000 EUR, običajno ne presega 6-7 mesecev.

Vendar pa je veliko malih in srednje velikih podjetij, ki se zanimajo za uravnoteženje lastnih izdelkov, za katere so tudi ti relativno majhni stroški obremenjujoči. Ta podjetja lahko vključujejo avtomehanične delavnice, servise in servise elektromotorjev, servise črpalk in ventilatorjev itd. Zanje je nakup opreme za uravnoteženje po trenutnih tržnih cenah pogosto težaven ali celo nemogoč.

V preglednici 1 so za referenco navedeni podatki o nekaterih najbolj znanih instrumentih za uravnoteženje rotacijske opreme, ki so trenutno na trgu. Kot je razvidno iz preglednice, se cene teh instrumentov lahko gibljejo od 2500 do 25 000 EUR, odvisno od proizvajalca in njihove funkcionalnosti.

preglednica 1. Cene so vzete iz javnih virov: spletnih strani proizvajalcev, ebay, alibaba.com itd.

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

€1,751.00

Deli

Senzor vibracij

€90.00

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

€124.00

Naprave

Balanset-4

€6,803.00

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

€46.00

Deli

Reflektivni trak

€10.00

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

Na prvi pogled se v času hitrega razvoja sodobne elektronike te cene morda zdijo pretirano visoke. Vendar več objektivnih dejavnikov omejuje možnost zmanjšanja stroškov instrumentov za uravnoteženje in vibrometrov.

Prvič, po opremi za uravnoteženje ni povpraševanja, primerljivega s proizvodnjo računalnikov, mobilnih telefonov ali televizorjev. Običajno se proizvaja v majhnih in srednjih serijah, kar seveda vpliva na njeno ceno.

Drugič, na ceno te opreme bistveno vpliva strošek vsaj dveh senzorjev vibracij, ki sta vključena v njeno sestavo in sta precej draga. Na primer, cena dobro znanih senzorjev v povprečju znaša od 300 do 900 evrov za vsakega.

Tretjič, znatni stroški so namenjeni razvoju specializirane programske opreme za tehtnice, kar zaradi razmeroma majhnega obsega proizvodnje prav tako prispeva k povečanju stroškov.

Vendar pa obstajajo rezerve za zmanjšanje stroškov opreme za uravnoteženje, ki smo jih poskušali uporabiti pri razvoju našega novega instrumenta, imenovanega "Balanset-1A".

Upoštevali smo te smernice:

• Poskus izvedbe konstrukcijske sheme instrumenta, ki v največji možni meri uporablja serijske komponente drugih proizvajalcev.
• Raziščite možnost uporabe cenejših senzorjev vibracij, da bi zmanjšali stroške naše opreme.
• V največji možni meri izkoristite algoritme za upravljanje instrumentov za uravnoteženje, ki so jih naši strokovnjaki razvili v zadnjih 20 letih in so bili uspešno uporabljeni v prejšnjih projektih.

Na podlagi izvajanja zgoraj opisanih načel je bil razvit balansirni komplet "Balanset-1A", ki ga sestavljajo naslednje glavne enote:

• Mikroprocesorska merilna enota z izhodom USB za povezavo z računalnikom.
• Prenosni računalnik, opremljen s specializirano programsko opremo za reševanje nalog uravnoteženja.
• Dva razmeroma poceni senzorja vibracij.
• Laserski senzor faznega kota.

Merilna enota instrumenta je bila razvita na podlagi serijsko izdelanega procesorja Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Merilna enota je prek kanala USB povezana z računalnikom (običajno netbookom ali prenosnim računalnikom), prek katerega se upravlja postopek uravnoteženja ter prikazujejo rezultati meritev in izračunov.

Izvedba te strukture instrumenta za uravnoteženje, ki temelji na uporabi serijsko izdelanih komponent, nam je omogočila znatno zmanjšanje stroškov razvoja in proizvodnje strojnega dela.

Enako pomemben element pri zmanjševanju stroškov našega izdelka je bila uporaba kapacitivnih merilnikov pospeška kot senzorjev vibracij, ki jih trenutno množično proizvajajo različni proizvajalci in imajo nizko ceno.

Kot smo že omenili, so bili pri razvoju programske opreme za novi instrument za uravnoteženje v veliki meri uporabljeni algoritmi, ki so jih naši strokovnjaki razvili v zadnjih 20 letih. To je znatno zmanjšalo delovno intenzivnost razvoja programske opreme in odpravljanja napak, kar je pozitivno vplivalo na stroške opreme.

Celovit rezultat našega dela je, da cena našega predlaganega kompleta za balansiranje (brez računalnika) z vsemi potrebnimi dodatki (vključno z magneti za namestitev senzorjev vibracij, magnetnim stojalom za senzor faznega kota, pomnilnikom flash s programsko opremo in transportnim kovčkom) trenutno ne presega 2000 evrov (1500 evrov za komplet Balanset-oem).

Na koncu lahko ugotovimo, da je naš predlagani balansirni set "Balanset" pogosto bistveno cenejši od razpoložljive opreme podobnega namena (glej preglednico 1). V praksi je njegova cena pogosto primerljiva s ceno običajnih vibrometrov, ki so trenutno na voljo na trgu.