Dy Vërejtje mbi Arsyeshmërinë e Kërkesave të Klientëve për Prodhuesit e Makinerive Balancuese

Hyrje

Gjatë vitit e gjysmë të fundit, kompania jonë ka marrë më shumë se 30 kërkesa në lidhje me blerjen e llojeve të ndryshme të makina balancuese. Një analizë e Specifikimeve Teknike bashkëngjitur këtyre kërkesave tregon se shumica përfshijnë një sërë karakteristikash që ndikojnë ndjeshëm në afatet dhe kostot e prodhimit të makinerive, si dhe kufizojnë listën e furnitorëve të mundshëm. Ndër to, dallohen dy kërkesa:

• Kërkesa për të siguruar një çekuilibrimi i mbetur, e cila nuk duhet të kalojë 0.1 g*mm/kg (µm).
• Kërkesa për të përfshirë makinerinë balancuese në Regjistrin e Instrumenteve Matëse.

Le të analizojmë arsyeshmërinë dhe realizueshmërinë e zbatimit të këtyre kërkesave nga perspektiva e një konsumatori real.

1. Analiza e Kërkesave për Saktësinë e Makinerisë

Ne do të verifikojmë vlefshmërinë e kërkesave të klientit për saktësi duke përdorur një Specifikim Teknik për një makineri balancuese të projektuar për të balancuar rotorë motorësh elektrikë, turbounitesh dhe kompresorësh me peshë ndërmjet 10 dhe 1500 kg. Specifikimi vendos një tolerancë për çekuilibrin specifik të mbetur, e cila, sipas klientit, nuk duhet të kalojë 0.1 g*mm/kg.

Për të verifikuar këtë kërkesë, i referohemi Tabelës 1 të ISO 1940-1 “Vibrime mekanike – Kërkesat e cilësisë së balancimit për rotorët.” Bazuar në rekomandimet e kësaj tabele, supozojmë se saktësia e balancimit të rotorë motorëve elektrikë, turbouniteve dhe kompresorëve, të cilën makineria e porositur duhet ta sigurojë, duhet të plotësojë cilësinë G2.5 e klasës. Duke supozuar që frekuenca e pritur e rrotullimit gjatë funksionimit të rotorit të balancuar është, për shembull, 200 Hz (e cila me një marzh të madh mbulon frekuencat e rrotullimit të shumicës së makinerive të njohura), mund të llogarisim lehtësisht çekuilibrin specifik të mbetur të lejueshëm për balancimin statik (me një plan) duke përdorur formulën 5 të standardit: eper = 2500 / (6.28 * 200) = 1.99 g*mm/kg.

Duke marrë parasysh rekomandimet e të njëjtit standard ISO 1940-1 (sot zëvendësuar nga ISO 21940-11), të parashikuara në seksionin 7, vlera e lejuar e vendosur për një rotor asimetrik me dy mbështetje gjatë balancimit dinamik duhet të jetë të paktën 0.3 * eper, e cila në rastin tonë do të ishte 0.6 g*mm/kg, jo 0.1 g*mm/kg siç kërkohej në Specifikimin fillestar Teknik. Ky ndarje e vlerës së lejuar toleranca e balancimit midis dy planeve të korrigjimit mund të kontrollohet me Kalkulatori i Çekuilibrimit të Mbetur (ISO 21940-11).

Me fjalë të tjera, siç tregon analiza jonë, kërkesat për saktësinë e makinerisë balancuese në këtë Specifikim Teknik (dhe në shumë dokumente të tjera të ngjashme) janë qartazi të tepruara. Zbatimi praktik i këtyre kërkesave të tepruara e përfshin prodhuesin në zgjidhjen e detyrave serioze projektuese dhe teknologjike, që zakonisht lindin gjatë prodhimit të makinerive me saktësi jashtëzakonisht të lartë, gjë që padyshim ndikon në koston dhe kohën e prodhimit të makinerive. Për më tepër, këto kërkesa nuk janë gjithmonë të realizueshme teknikisht.

Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se funksionimi efektiv i makinerive me saktësi kaq të lartë mund t'i kërkojë klientit të mundshëm të plotësojë disa kushte shtesë, si nevoja për ambiente termo-konstante dhe të pastra, themele izoluese nga vibrimet, etj., kostot e krijimit të të cilave mund të kalojnë madje edhe kostot e lidhura me blerjen e makinerisë. Si përgjigje ndaj kundërshtimit të mundshëm nga përfaqësuesi i klientit (autori i Specifikimit të lartpërmendur Teknik) se përmbushja e kësaj kërkese lejon arritjen e një çekuilibri të mbetur ndjeshëm më të ulët në makineri, që në fakt korrespondon me klasën G0.4, atyre mund t'u rekomandohet të njihen me rekomandimet e GOST 22061-76 “Makineri dhe pajisje teknologjike. Sistemi i klasave të cilësisë së balancimit. Dispozitat bazë” (një standard kombëtar, homologu ndërkombëtar bashkëkohor i të cilit është ISO 21940-11, më parë ISO 1940-1), i cili ishte në fuqi para futjes së ISO 1940-1.

Seksioni 3 i këtij standardi, përgatitur nga specialistët më të mirë në fushën e balancimit nga Bashkimi Sovjetik, arsyeton si më poshtë:

1. Rotorët e produkteve të klasifikuara nën klasën e parë të cilësisë së balancimit (klasa G0.4 sipas ISO 1940-1) duhet të balancohen në kushinetat e tyre brenda strehës së tyre, në të gjitha kushtet e funksionimit, duke përdorur transmisionin e tyre.
2. Rotorët e produkteve të klasifikuara nën klasën e dytë të cilësisë së balancimit (klasa G1.0) duhet të balancohen në kushinetat e tyre ose brenda strehës së tyre, me një transmision special nëse nuk ka transmision të vetin në dispozicion.
3. Rotorëve të produkteve të klasifikuara nën klasat e cilësisë së balancimit nga 3-ta deri në 11-tën (klasat G2.5 deri në G4000) u lejohet të balancohen si pjesë ose si njësi montimi.

Thelbi i këtyre rekomandimeve është se përpjekja për të arritur klasat e cilësisë së balancimit G0.4 dhe G1.0 në makinerinë balancuese shpesh është pa kuptim, teknikisht dhe ekonomikisht. Pas instalimit të rotorëve në makineri, saktësia e arritur humbet, dhe për ta rikthyer atë, kërkohet ribalancim shtesë i grupit të rotorit (në kushinetat e veta dhe me transmisionin e vet), i kryer duke përdorur pajisje portative balancimi me vibrime.

Si shembull ilustrues i kësaj teze, mund të shqyrtojmë balancimin e një gurë-mprehëseje (mulli gërryes) të destinuar për përdorim në një makineri gërryese cilindrike me saktësi të lartë (klasa e saktësisë “C”). Sipas kërkesave të Tabelës 1 të ISO 1940-1 të përmendur më parë, cilësia e balancimit të gurë-mprehëses duhet të përmbushë të paktën klasën G0.4. Duke pasur parasysh që frekuenca e pritur e rrotullimit të gurë-mprehëses gjatë funksionimit do të jetë 6000 rpm (100 Hz), duke përdorur formulën e njohur 7 të ISO 1940-1, përcaktojmë çekuilibrin specifik të mbetur të lejueshëm eper, i cili do të jetë 0.64 g*mm/kg.

Me fjalë të tjera, pas balancimit në makinerinë balancuese, duke siguruar këtë tolerancë, zhvendosja e qendrës së masës së gurë-mprehëses në raport me boshtin teknologjik (boshti i mandrinës së makinerisë balancuese) nuk duhet të kalojë 0.64 µm. Meqenëse rrjedhja radiale e lejueshme e boshtit të një makinerie gërryese të klasës “C” sipas standardit kombëtar GOST 11654-90 është 2 µm, pas montimit të gurë-mprehëses sonë mbi të (rirreferimi i gurë-mprehëses nga boshti teknologjik në boshtin e punës), çekuilibri specifik i mbetur mund të rritet ndjeshëm dhe të kalojë tolerancën e rekomanduar nga ISO 1940-1 të paktën tri herë. Në raste të tilla dhe të ngjashme, siç u vu në dukje më parë, kërkohet balancim shtesë për të kompensuar gabimet që lindin gjatë fazës së montimit.

Sa më sipër na lejon të pohojmë se, në shumicën dërrmuese të rasteve, kërkesa e saktësisë për makineritë balancuese të mesme dhe të rënda mund të kufizohet në një nivel çekuilibri specifik të mbetur prej 0.5 g*mm/kg apo edhe 1.0 g*mm/kg. Zbatimi i këtij rekomandimi në praktikë i lejon prodhuesit të reduktojë ndjeshëm kompleksitetin dhe koston e prodhimit të makinerisë, ndërsa klienti (me kusht që të zbatohet një proces teknologjik racional) mund të arrijë saktësinë e kërkuar të balancimit. Përjashtimi kryesor nga kjo rregull mund të jenë makineritë balancuese të specializuara të vogla, të përdorura, për shembull, për balancimin e rotorëve të xhiroskopëve, turbokompresorëve të automjeteve, etj. Karakteristikat e projektimit të këtyre makinerive lejojnë arritjen e një niveli çekuilibri specifik të mbetur prej 0.1 g*mm/kg ose më të ulët, gjë që është e justifikuar teknikisht dhe e realizueshme ekonomikisht.

2. Mbi Nevojën për Përfshirjen e Makinerive Balancuese në Regjistrin e Instrumenteve Matëse

Në vitet e fundit, është bërë një zbulim befasues në vendin tonë që mund t'i hutonte specialistët “të ndjerë në paqe” të ENIMS**, të cilët zhvilluan klasifikuesin e makinerive prerëse metali. Me “dorën e lehtë” të dikujt, në tregun e makinerive ka shfaqur një lloj krejtësisht i ri pajisjesh – “Makineri Balancuese Matëse me Vibrime,” të cilat duhet të kenë një Certifikatë nga Standardi Shtetëror Rus dhe shenjëzimin përkatës.*)

Dhe gjithçka do të ishte në rregull, por papritmas doli se klientët “të avancuar” filluan të përfshijnë në Specifikimet e tyre Teknike një kërkesë të detyrueshme për përfshirjen e makinerive balancuese në Regjistrin e Instrumenteve Matëse. Le të përpiqemi të kuptojmë se sa e justifikuar është kjo kërkesë ligjërisht dhe teknikisht, si dhe realizueshmërinë e saj ekonomike.

Për t'ia filluar, është e dobishme të kuptojmë se si kjo kërkesë lidhet me rekomandimet e dokumenteve rregullatore ekzistuese. Le të fillojmë me ISO 8-82 “Makineri Prerëse Metali. Kërkesat e Përgjithshme për Testimin e Saktësisë.” Ky standard vendos konceptet dhe parimet bazë të klasifikimit të makinerive sipas saktësisë, kërkesat e përgjithshme për testimin e saktësisë, dhe kërkesat e përgjithshme për metodat e verifikimit të saktësisë. Është e rëndësishme të theksohet se referencat ndaj procedurave për vlerësimin e karakteristikave cilësore të makinerive në këtë standard përdorin vetëm termin “verifikim” dhe nuk ka asnjë përmendje të nevojës për të përfshirë makineritë në Regjistrin e Instrumenteve Matëse dhe, përkatësisht, nevojën për “kalibrimin” e tyre.

Dokumenti tjetër që meriton vëmendje është ISO 21940-21 (më parë ISO 2953) “Vibrime mekanike – Balancimi i rotorëve – Pjesa 21: Përshkrimi dhe vlerësimi i makinerive balancuese.” Ky standard, që vendos kërkesa specifike për karakteristikat teknike të makinerive balancuese dhe metodat e tyre të “verifikimit,” gjithashtu nuk përmban kërkesa që parashikojnë nevojën për kalibrimin e makinerive dhe përfshirjen e tyre në Regjistrin e Instrumenteve Matëse. Në këtë kontekst, duhet theksuar se kërkesat e lidhura me kalibrimin mungojnë në standardet për lloje të tjera makinerish, të tilla si ISO për makineritë gërryese dhe makineritë CNC, të cilat gjithashtu mund të përfshijnë sisteme të ndryshme matëse.

Për më tepër, kërkesa të ngjashme nuk gjenden në dokumentacionin teknik të të gjitha modeleve të njohura të makinerive balancuese të huaja, gjë që, sipas mendimit tonë, përbën gjithashtu një precedent të rëndësishëm. Bazuar në argumentet e paraqitura më sipër, mund të nxirren përfundimet e mëposhtme:

1. Dokumentet rregullatore dhe teknike ekzistuese, të zhvilluara për makineritë prerëse dhe, në veçanti, për makineritë balancuese, nuk përfshijnë kërkesa për përfshirjen e tyre në Regjistrin e Instrumenteve Matëse dhe, përkatësisht, nevojën për kalibrimin e tyre. Si rezultat, përfshirja e kërkesave të tilla në Specifikimet Teknike gjatë procedurave konkurruese të prokurimit “de facto” rrit ndjeshëm kostot e prodhimit të makinerive dhe shpenzimet për shfrytëzimin e tyre të mëvonshëm dhe, siç na duket, “de jure” shkel të drejtat e prodhuesve të mirëbesuar të makinerive, të cilët respektojnë shkronjën dhe frymën e dokumenteve rregullatore ekzistuese.
2. Testet rutinë të sistemit matës mund dhe duhet të kryhen si pjesë e makinerisë balancuese në përputhje me kërkesat dhe rekomandimet e ISO 21940-21 (më parë ISO 2953), të cilat parashikojnë përdorimin e një rotori referencë, një grupi peshash testimi, dhe peshoresh të kalibruara gjatë kontrolleve. Këto teste duhet domosdoshmërisht të përfshijnë llojet e mëposhtme të kontrolleve:
   • Kontrollimi i çekuilibrit minimal të mbetur të arritshëm (Umar);
   • Kontrollimi i koeficientit të reduktimit të çekuilibrit (URR);
   • Kontrollimi i funksionimit të qarkut kushtëzues të balancimit (me procedurën e rrotullimit të rotorit me 180°).

Është e rëndësishme të theksohet se këto kontrolle kryhen pa çmontuar sistemin matës nga makineria dhe nuk kërkojnë përdorimin e një stendi kalibrimi me vibrime, gjë që eliminon nevojën për të përfshirë specialistë nga organizata të jashtme dhe redukton ndjeshëm intensitetin e punës dhe koston e saj. Përveç kontrolleve kryesore të përmendura më sipër, nëse është e nevojshme, parametra të tjerë të rëndësishëm të sistemit matës mund të kontrollohen drejtpërdrejt në makineri (duke përdorur rotorin referencë të lartpërmendur, grupin e peshave të testimit, dhe peshoret e kalibruara), duke përfshirë:

• Përsëritshmërinë e leximeve të amplitudës dhe fazës së sinjalit të vibrimit nga një matje në tjetrën;
• Linearitetin e leximeve të sistemit matës sipas amplitudës së sinjalit të vibrimit;
• Aftësinë e rezolucionit të sistemit matës (niveli minimal i çekuilibrit i regjistruar në mënyrë të qëndrueshme nga sistemi matës), etj.

Përfundim

Autori shpreson që si klientët ashtu edhe prodhuesit e makinerive balancuese do të kuptojnë argumentet dhe rekomandimet e paraqitura në këtë punim, qëllimi kryesor i të cilit është minimizimi i kostove të prodhimit për të dyja palët, duke siguruar njëkohësisht cilësinë e duhur të operacioneve të balancimit.

*Shënim: Nëse kjo tendencë vazhdon të zhvillohet, nuk përjashtohet mundësia që së shpejti të mësojmë për krijimin e Makinerive Gërryese Matëse me Vibrime, Shtypëseve Matëse me Vibrime, dhe madje edhe Mullinjve Laminues Matës me Vibrime. Në fund të fundit, ato ndajnë me makineritë balancuese përdorimin e mundshëm të pajisjeve të specializuara matëse me vibrime.

ENIMS qëndron për “Institutin Eksperimental Kërkimor të Makinerive Prerëse Metali” (Экспериментально-исследовательский институт металлорежущих станков). Ky ishte një institut kërkimor në Bashkimin Sovjetik i dedikuar zhvillimit dhe përmirësimit të llojeve të ndryshme të makinerive dhe pajisjeve prerëse metali. Instituti luajti një rol të rëndësishëm në avancimin e industrisë së ndërtimit të makinerive dhe standardizimin e pajisjeve të përpunimit të metaleve duke zhvilluar dokumente dhe standarde rregullatore, siç janë klasifikuesit e makinerive dhe metodat për testimin e saktësisë së tyre.

V.D. Feldman, Specialist Kryesor i LLC “Kinematics,” 2024