బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాల తయారీదారులకు కస్టమర్ల అవసరాల సముచితతపై రెండు వ్యాఖ్యలు

పరిచయం

గత ఒక్కటిన్నర సంవత్సరాలలో, మా కంపెనీ వివిధ రకాల కొనుగోలుకు సంబంధించి 30కి పైగా విచారణలు అందుకుంది బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్లు. ఈ విచారణలకు జతచేయబడిన సాంకేతిక వివరణల విశ్లేషణ వెల్లడిస్తుంది, చాలా వాటిలో యంత్రాల ఉత్పత్తి సమయాలు మరియు ఖర్చులను గణనీయంగా ప్రభావితం చేసే మరియు సంభావ్య సరఫరాదారుల జాబితాను తగ్గించే అనేక లక్షణాలు ఉంటాయి. వాటిలో రెండు అవసరాలు విశేషంగా నిలుస్తాయి:

• నిర్దిష్ట అవశేష అసమతుల్యతను నిర్ధారించాల్సిన అవసరం అవశేష అసమతుల్యత, ఇది 0.1 g*mm/kg (µm) మించకూడదు.
• బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాన్ని కొలత పరికరాల రిజిస్టర్‌లో చేర్చాలనే అవసరం.

Let’s analyze the reasonableness and feasibility of implementing these requirements from the perspective of a real consumer.

1. యంత్రం కోసం ఖచ్చితత్వ అవసరాల విశ్లేషణ

We will verify the validity of the customer’s accuracy requirements using a Technical Specification for a balancing machine designed to balance rotors of electric motors, turbo units, and compressors weighing between 10 and 1500 kg. The specification sets a tolerance for specific residual imbalance that, according to the customer, should not exceed 0.1 g*mm/kg.

ఈ అవసరాన్ని ధృవీకరించడానికి, మేము పట్టిక 1ని సూచిస్తాం ISO 1940-1 “మెకానికల్ వైబ్రేషన్ – రోటర్‌ల కోసం బ్యాలెన్స్ నాణ్యత అవసరాలు.” ఈ పట్టిక యొక్క సిఫార్సుల ఆధారంగా, ఆర్డర్ చేయబడిన యంత్రం నిర్ధారించాల్సిన రోటర్లు విద్యుత్ మోటర్లు, టర్బో యూనిట్లు మరియు కంప్రెసర్ల బ్యాలెన్స్ నిర్దుష్టత G2.5 నాణ్యత ప్రమాణాన్ని తీర్చాలని మేము భావిస్తున్నాము గ్రేడ్. సమతుల్యం చేయబడిన రోటర్ యొక్క అంచనా నిర్వాహక భ్రమణ పౌనఃపున్యం, ఉదాహరణకు, 200 Hz (ఇది చాలా తెలిసిన యంత్రాల భ్రమణ పౌనఃపున్యాలను పెద్ద మార్జిన్‌తో కవర్ చేస్తుంది) అని భావిస్తే, స్టాటిక్ (సింగిల్-ప్లేన్) బ్యాలెన్సింగ్ కోసం అనుమతించదగిన అవశేష నిర్దిష్ట అసమతుల్యతను ప్రమాణంలోని సూత్రం 5 ఉపయోగించి సులభంగా లెక్కించవచ్చు: eper = 2500 / (6.28 * 200) = 1.99 g*mm/kg.

అదే ISO 1940-1 ప్రమాణం యొక్క సిఫారసులను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే (నేడు దీని స్థానంలో ISO 21940-11), సెక్షన్ 7లో అందించబడినవి, డైనమిక్ బ్యాలెన్సింగ్ సమయంలో రెండు-ఆధార అసమమితీయ రోటర్ కోసం నిర్ణయించిన అనుమతించదగిన విలువ కనీసం 0.3 * eper అయి ఉండాలి, ఇది మన విషయంలో 0.6 g*mm/kg అవుతుంది, తొలి సాంకేతిక వివరణలో అవసరమైన 0.1 g*mm/kg కాదు. రెండు దిద్దుబాటు తలాల మధ్య ఈ అనుమతించదగిన బ్యాలెన్సింగ్ సహన పరిమితి రెండు దిద్దుబాటు తలాల మధ్య విభజనను మన అవశేష అసమతుల్యత కాలిక్యులేటర్ (ISO 21940-11).

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, మా విశ్లేషణ చూపినట్లు, ఈ సాంకేతిక నిర్దేశంలో (మరియు అనేక ఇతర ఇలాంటి పత్రాలలో) బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రం ఖచ్చితత్వ అవసరాలు స్పష్టంగా అతిశయంగా ఉన్నాయి. ఈ అతి అవసరాల ఆచరణాత్మక అమలు తయారీదారును అత్యంత ఖచ్చితమైన యంత్రాల ఉత్పత్తిలో సాధారణంగా ఎదురయ్యే తీవ్రమైన డిజైన్ మరియు సాంకేతిక పనులను పరిష్కరించేలా చేస్తుంది, ఇది నిస్సందేహంగా యంత్రాల ఖర్చు మరియు ఉత్పత్తి సమయాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. పైగా, ఈ అవసరాలు ఎల్లప్పుడూ సాంకేతికంగా సాధ్యం కావు.

ఇటువంటి అత్యంత-ఖచ్చితమైన యంత్రాల సమర్థవంతమైన నిర్వహణకు, థర్మో-కాన్‌స్టెంట్ మరియు క్లీన్ రూమ్‌లు, వైబ్రేషన్-ఐసోలేటింగ్ ఫౌండేషన్‌లు మొదలైన అనేక అదనపు షరతులను సంభావ్య కస్టమర్ నెరవేర్చాల్సి రావచ్చని గమనించడం కూడా ముఖ్యం, వీటిని సృష్టించే ఖర్చులు యంత్రాన్ని కొనుగోలు చేయడానికి సంబంధించిన ఖర్చులను కూడా మించిపోవచ్చు. ఈ అవసరాన్ని నెరవేర్చడం వల్ల యంత్రంపై గణనీయంగా తక్కువ అవశేష అసమతుల్యతను సాధించవచ్చని, వాస్తవానికి G0.4 గ్రేడ్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుందని కస్టమర్ యొక్క ప్రతినిధి (పైన పేర్కొన్న సాంకేతిక వివరణ రచయిత) నుండి వచ్చే సాధ్యమైన అభ్యంతరానికి ప్రతిస్పందనగా, GOST 22061-76 “యంత్రాలు మరియు సాంకేతిక పరికరాలు. బ్యాలెన్సింగ్ నాణ్యత గ్రేడ్‌ల వ్యవస్థ. ప్రాథమిక నిబంధనలు” (దీని ఆధునిక అంతర్జాతీయ సమానమైనది ISO 21940-11, గతంలో ISO 1940-1) యొక్క సిఫారసులను తెలుసుకోవాలని వారికి సిఫారసు చేయవచ్చు, ఇది ISO 1940-1 ప్రవేశపెట్టడానికి ముందు అమలులో ఉంది.

సోవియట్ యూనియన్‌లోని బ్యాలెన్సింగ్ రంగంలోని ఉత్తమ నిపుణులు తయారుచేసిన ఈ ప్రమాణంలోని 3వ విభాగం ఈ క్రింది విధంగా సహేతుకంగా పేర్కొంటుంది:

1. 1వ బ్యాలెన్సింగ్ నాణ్యత గ్రేడ్ (ISO 1940-1 ప్రకారం గ్రేడ్ G0.4) కింద వర్గీకరించబడిన ఉత్పత్తుల రోటర్‌లను అన్ని ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో వాటి స్వంత బేరింగ్‌లలో, వాటి స్వంత హౌసింగ్ లోపల, వాటి స్వంత డ్రైవ్‌ను ఉపయోగించి బ్యాలెన్స్ చేయాలి.
2. 2వ బ్యాలెన్సింగ్ నాణ్యత గ్రేడ్ (గ్రేడ్ G1.0)కు చెందిన ఉత్పత్తుల రోటర్‌లను వాటి స్వంత బేరింగ్‌లలో లేదా స్వంత హౌసింగ్‌లో, స్వంత డ్రైవ్ లేకపోతే ప్రత్యేక డ్రైవ్‌తో బ్యాలెన్స్ చేయాలి.
3. 3వ నుండి 11వ బ్యాలెన్సింగ్ నాణ్యత గ్రేడ్‌ల (G2.5 నుండి G4000 గ్రేడ్‌లు) ఉత్పత్తుల రోటర్‌లను భాగాలుగా లేదా అసెంబ్లీ యూనిట్లుగా బ్యాలెన్స్ చేయడానికి అనుమతి ఉంది.

ఈ సిఫార్సుల సారాంశం ఏమిటంటే, బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రంపై G0.4 మరియు G1.0 బ్యాలెన్సింగ్ నాణ్యత గ్రేడ్‌లను సాధించడానికి ప్రయత్నించడం తరచుగా సాంకేతికంగా మరియు ఆర్థికంగా అర్థరహితం. రోటర్‌లను యంత్రంలో అమర్చిన తర్వాత సాధించిన ఖచ్చితత్వం కోల్పోతుంది, దాన్ని పునరుద్ధరించడానికి పోర్టబుల్ వైబ్రేషన్ బ్యాలెన్సింగ్ పరికరాలతో రోటర్ అసెంబ్లీని (దాని స్వంత బేరింగ్‌లలో మరియు స్వంత డ్రైవ్‌తో) అదనంగా తిరిగి బ్యాలెన్స్ చేయాల్సి ఉంటుంది.

ఈ వాదనకు ఉదాహరణగా, అత్యంత-ఖచ్చితమైన సిలిండ్రికల్ గ్రైండింగ్ మెషీన్‌పై (ఖచ్చితత్వ తరగతి “C”) ఉపయోగించడానికి ఉద్దేశించిన గ్రైండింగ్ వీల్‌ను బ్యాలెన్స్ చేయడాన్ని పరిగణించవచ్చు. ఇంతకుముందు పేర్కొన్న ISO 1940-1 యొక్క టేబుల్ 1 అవసరాల ప్రకారం, గ్రైండింగ్ వీల్ యొక్క బ్యాలెన్స్ నాణ్యత కనీసం G0.4 గ్రేడ్‌ను చేరుకోవాలి. ఆపరేషన్ సమయంలో గ్రైండింగ్ వీల్ యొక్క ఆశించిన భ్రమణ ఫ్రీక్వెన్సీ 6000 rpm (100 Hz) గా ఉంటుందని, ISO 1940-1 యొక్క సుప్రసిద్ధ ఫార్ములా 7ను ఉపయోగించి, అనుమతించదగిన అవశేష నిర్దిష్ట అసమతుల్యత eper ను నిర్ధారిస్తాము, ఇది 0.64 g*mm/kg గా ఉంటుంది.

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్‌పై బ్యాలెన్స్ చేసిన తర్వాత, ఈ టాలరెన్స్‌ను నిర్ధారిస్తూ, గ్రైండింగ్ వీల్ యొక్క ద్రవ్యరాశి కేంద్రం యొక్క స్థానభ్రంశం సాంకేతిక అక్షానికి (బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్ మాండ్రెల్ అక్షం) సంబంధించి 0.64 µm మించకూడదు. జాతీయ ప్రమాణం GOST 11654-90 ప్రకారం “C” తరగతి గ్రైండింగ్ మెషీన్ యొక్క స్పిండిల్ యొక్క అనుమతించదగిన రేడియల్ రనౌట్ 2 µm కావడంతో, మన గ్రైండింగ్ వీల్‌ను దానిపై అమర్చిన తర్వాత (వీల్‌ను సాంకేతిక అక్షం నుండి పని అక్షానికి తిరిగి-బేస్‌లైనింగ్ చేయడం), అవశేష నిర్దిష్ట అసమతుల్యత గణనీయంగా పెరిగి ISO 1940-1 సిఫారసు చేసిన టాలరెన్స్‌ను కనీసం మూడు రెట్లు మించిపోవచ్చు. ఇలాంటి మరియు ఇతర సారూప్య సందర్భాలలో, ముందు పేర్కొన్నట్లుగా, అసెంబ్లీ దశలో ఏర్పడే లోపాలను భర్తీ చేయడానికి అదనపు బ్యాలెన్సింగ్ అవసరం.

పైన పేర్కొన్నది, అత్యధిక సందర్భాలలో మధ్యస్థ మరియు భారీ బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాల ఖచ్చితత్వ అవసరాన్ని 0.5 g*mm/kg లేదా 1.0 g*mm/kg అవశేష నిర్దిష్ట అసమతుల్యత స్థాయికి పరిమితం చేయవచ్చని నొక్కి చెప్పడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ సిఫార్సును ఆచరణలో అమలు చేయడం వల్ల తయారీదారు యంత్ర తయారీ సంక్లిష్టతను మరియు ఖర్చును గణనీయంగా తగ్గించుకోగలడు, కస్టమర్ (హేతుబద్ధమైన సాంకేతిక ప్రక్రియను అమలు చేస్తే) అవసరమైన బ్యాలెన్సింగ్ ఖచ్చితత్వాన్ని సాధించవచ్చు. ఈ నియమానికి ప్రధాన మినహాయింపు, ఉదాహరణకు గైరోస్కోప్ రోటర్‌లు, ఆటోమోటివ్ టర్బోచార్జర్‌లు మొదలైన వాటి బ్యాలెన్సింగ్‌కు ఉపయోగించే చిన్న ప్రత్యేక బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాలు కావచ్చు. ఈ యంత్రాల డిజైన్ లక్షణాలు 0.1 g*mm/kg లేదా అంతకంటే తక్కువ అవశేష నిర్దిష్ట అసమతుల్యత స్థాయిని సాధించడానికి అనుమతిస్తాయి, ఇది సాంకేతికంగా సమర్థనీయం మరియు ఆర్థికంగా సాధ్యం.

2. బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాలను కొలత పరికరాల రిజిస్టర్‌లో చేర్చాల్సిన అవసరంపై

In recent years, an astonishing discovery has been made in our country that could confound the “departed in peace” specialists from ENIMS**, who developed the classifier of metal-cutting machines. With someone’s “light hand,” a completely new type of equipment has appeared on the machine market – “Vibration Measurement Balancing Machines,” which must have a Certificate from the Russian State Standard and the corresponding marking.*)

And all would be well, but it suddenly turned out that “advanced” customers began to include in their Technical Specifications a mandatory requirement for the inclusion of balancing machines in the Register of Measuring Instruments. Let us try to understand how legally and technically justified this requirement is, as well as its economic feasibility.

To begin with, it is useful to understand how this requirement relates to the recommendations of existing regulatory documents. Let’s start with ISO 8-82 “Metal-Cutting Machines. General Requirements for Accuracy Testing.” This standard establishes the basic concepts and principles of machine classification by accuracy, general requirements for accuracy testing, and general requirements for accuracy verification methods. It is important to note that the references to procedures for evaluating the qualitative characteristics of machines in this standard use only the term “verification” and there is no mention of the need to include machines in the Register of Measuring Instruments and, accordingly, the need for their “calibration.”

శ్రద్ధ వహించాల్సిన తదుపరి పత్రం ISO 21940-21 (గతంలో ISO 2953) “మెకానికల్ వైబ్రేషన్ – రోటర్ బ్యాలెన్సింగ్ – భాగం 21: బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్‌ల వివరణ మరియు మూల్యాంకనం.” బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్‌ల సాంకేతిక లక్షణాలకు మరియు వాటి “వెరిఫికేషన్” పద్ధతులకు నిర్దిష్ట అవసరాలను నిర్దేశించే ఈ ప్రమాణంలో, యంత్రాలను కాలిబ్రేట్ చేయడం మరియు వాటిని కొలిచే పరికరాల రిజిస్టర్‌లో చేర్చడం అవసరమని పేర్కొనే నిబంధనలు కూడా లేవు. ఈ విషయంలో, గ్రైండింగ్ మెషీన్‌లు మరియు CNC యంత్రాల కోసం ISO వంటి ఇతర రకాల మెషీన్ టూల్స్ ప్రమాణాలలో కూడా కాలిబ్రేషన్‌కు సంబంధించిన అవసరాలు లేవని గమనించాలి, వీటిలో కూడా వివిధ కొలత వ్యవస్థలు ఉండవచ్చు.

పైగా, తెలిసిన అన్ని విదేశీ బ్యాలెన్సింగ్ యంత్ర నమూనాల సాంకేతిక పత్రాలలో ఇలాంటి అవసరాలు కనిపించవు, ఇది మా అభిప్రాయంలో కూడా ఒక ముఖ్యమైన పూర్వోదాహరణ. పైన ఇచ్చిన వాదనల ఆధారంగా ఈ క్రింది నిర్ధారణలు చేయవచ్చు:

1. Existing regulatory and technical documents developed for machine tools and, in particular, for balancing machines, do not include requirements for their inclusion in the Register of Measuring Instruments and, accordingly, the need for their calibration. As a result, the inclusion of such requirements in Technical Specifications during competitive procurement procedures “de facto” significantly increases the production costs of machines and the expenses for their subsequent operation and, as it seems to us, “de jure” violates the rights of bona fide machine manufacturers who follow the letter and spirit of existing regulatory documents.
2. బ్యాలెన్సింగ్ మెషీన్‌లో భాగంగా, ISO 21940-21 (గతంలో ISO 2953) యొక్క అవసరాలు మరియు సిఫారసుల ప్రకారం కొలత వ్యవస్థ యొక్క రొటీన్ పరీక్షలు నిర్వహించవచ్చు మరియు నిర్వహించాలి, ఇవి తనిఖీల సమయంలో రిఫరెన్స్ రోటర్, టెస్ట్ వెయిట్‌ల సెట్ మరియు కాలిబ్రేట్ చేసిన స్కేల్‌లను ఉపయోగించడాన్ని అందిస్తాయి. ఈ పరీక్షలు తప్పనిసరిగా ఈ క్రింది రకాల తనిఖీలను కలిగి ఉండాలి:
   • కనిష్టంగా సాధించగల అవశేష అసమతుల్యత (Umar) తనిఖీ;
   • అసమతుల్యత తగ్గింపు గుణకం (URR) తనిఖీ;
   • షరతులతో కూడిన బ్యాలెన్సింగ్ సర్క్యూట్ పనితీరు తనిఖీ (రోటర్‌ను 180° తిప్పే ప్రక్రియతో).

ఈ తనిఖీలు కొలత వ్యవస్థను యంత్రం నుండి విడదీయకుండానే నిర్వహించబడతాయని మరియు క్యాలిబ్రేషన్ వైబ్రేషన్ స్టాండ్ ఉపయోగించాల్సిన అవసరం లేదని గమనించడం ముఖ్యం, దీనివల్ల బయటి సంస్థల నిపుణులను ఆహ్వానించాల్సిన అవసరం ఉండదు మరియు పని శ్రమ తీవ్రత, ఖర్చు గణనీయంగా తగ్గుతాయి. పైన పేర్కొన్న ప్రధాన తనిఖీలతో పాటు, అవసరమైతే కొలత వ్యవస్థ యొక్క ఇతర ముఖ్యమైన పరామితులను నేరుగా యంత్రంపైనే తనిఖీ చేయవచ్చు (పైన పేర్కొన్న రిఫరెన్స్ రోటర్, పరీక్ష బరువుల సెట్ మరియు క్యాలిబ్రేట్ చేసిన తూనిక యంత్రాలను ఉపయోగించి), వాటిలో:

• కొలత నుండి కొలతకు వ్యాప్తి మరియు దశ కంపన సిగ్నల్ రీడింగ్‌ల పునరావృతత;
• కంపన సిగ్నల్ వ్యాప్తి ప్రకారం కొలత వ్యవస్థ రీడింగ్‌ల రేఖీయత;
• కొలత వ్యవస్థ యొక్క విభేదన సామర్థ్యం (కొలత వ్యవస్థ స్థిరంగా నమోదు చేసే కనిష్ట అసమతుల్యత స్థాయి), మొదలైనవి.

ముగింపు

ఈ రచనలో పేర్కొన్న వాదనలు మరియు సిఫార్సులను కస్టమర్లు మరియు బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాల తయారీదారులు ఇద్దరూ అర్థం చేసుకుంటారని రచయిత ఆశిస్తున్నారు; దీని ప్రధాన లక్ష్యం బ్యాలెన్సింగ్ కార్యకలాపాల సరైన నాణ్యతను నిర్ధారిస్తూ ఇరు పక్షాలకు ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గించడం.

*గమనిక: ఈ ధోరణి అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంటే, త్వరలోనే వైబ్రేషన్ మెజరింగ్ గ్రైండింగ్ యంత్రాలు, వైబ్రేషన్ మెజరింగ్ ప్రెస్‌లు, చివరకు వైబ్రేషన్ మెజరింగ్ రోలింగ్ మిల్లుల సృష్టి గురించి కూడా వినడం అసాధ్యం కాదు. ఎందుకంటే అవి బ్యాలెన్సింగ్ యంత్రాలతో ప్రత్యేక వైబ్రేషన్ కొలత పరికరాల సంభావ్య వినియోగాన్ని పంచుకుంటాయి.

ENIMS stands for “Experimental Research Institute of Metal-Cutting Machine Tools” (Экспериментально-исследовательский институт металлорежущих станков). This was a research institute in the Soviet Union dedicated to the development and improvement of various types of metal-cutting machines and equipment. The institute played a significant role in the advancement of the machine-building industry and the standardization of metalworking equipment by developing regulatory documents and standards, such as classifiers for machine tools and methods for their accuracy testing.

V.D. Feldman, Chief Specialist of LLC “Kinematics,” 2024