การทรงตัวเครื่องจักรด้วยมือของคุณเอง

1. บทนำ

(ทำไมจึงมีความจำเป็นต้องเขียนงานชิ้นนี้?)

จากการวิเคราะห์โครงสร้างการบริโภคของอุปกรณ์ปรับสมดุลที่ผลิตโดยบริษัทจำกัด "Kinematics" (Vibromera) พบว่าประมาณ 301,000 เครื่องถูกซื้อไปใช้เป็นระบบวัดและคำนวณแบบอยู่กับที่สำหรับเครื่องจักรและ/หรือแท่นวางปรับสมดุล สามารถระบุกลุ่มผู้บริโภค (ลูกค้า) ของอุปกรณ์ของเราได้สองกลุ่ม.

กลุ่มแรกประกอบด้วยกิจการที่เชี่ยวชาญในการผลิตเครื่องบาลานซ์เป็นจำนวนมากและจำหน่ายให้กับลูกค้าภายนอก กิจการเหล่านี้มีผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูงซึ่งมีความรู้ลึกซึ้งและประสบการณ์มากมายในการออกแบบ ผลิต และใช้งานเครื่องบาลานซ์หลากหลายประเภท ความท้าทายที่เกิดขึ้นในการติดต่อสื่อสารกับกลุ่มผู้บริโภคกลุ่มนี้มักเกี่ยวข้องกับการปรับระบบวัดและซอฟต์แวร์ของเราให้เหมาะกับเครื่องที่มีอยู่หรือเครื่องที่พัฒนาขึ้นใหม่ โดยไม่ต้องแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับการดำเนินการทางโครงสร้างของเครื่อง

กลุ่มที่สองประกอบด้วยผู้บริโภคที่พัฒนาและผลิตเครื่องจักร (แท่น) สำหรับความต้องการของตนเอง วิธีการนี้ส่วนใหญ่เกิดจากความต้องการของผู้ผลิตอิสระที่ต้องการลดต้นทุนการผลิตของตนเอง ซึ่งในบางกรณีสามารถลดลงได้ถึงสองถึงสามเท่าหรือมากกว่า กลุ่มผู้บริโภคนี้มักขาดประสบการณ์ที่เหมาะสมในการสร้างเครื่องจักรและมักพึ่งพาการใช้สามัญสำนึก ข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต และอะไหล่ที่มีอยู่ทั่วไปในการทำงาน

การโต้ตอบกับพวกเขาทำให้เกิดคำถามมากมาย ซึ่งนอกเหนือจากข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบการวัดของเครื่องบาลานซ์แล้ว ยังครอบคลุมประเด็นต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการทางโครงสร้างของเครื่องจักร วิธีการติดตั้งบนฐานราก การเลือกไดร์ฟ และการบรรลุความแม่นยำในการบาลานซ์ที่เหมาะสม เป็นต้น

เนื่องจากผู้บริโภคกลุ่มใหญ่ให้ความสนใจอย่างมากในประเด็นเกี่ยวกับการผลิตเครื่องปรับสมดุลด้วยตนเอง ผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท "Kinematics" (Vibromera) จึงได้รวบรวมข้อมูลพร้อมข้อคิดเห็นและคำแนะนำเกี่ยวกับคำถามที่พบบ่อยที่สุด.

2. ประเภทของเครื่องปรับสมดุล (แท่น) และลักษณะการออกแบบ

เครื่องปรับสมดุลเป็นอุปกรณ์ทางเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อขจัดความไม่สมดุลแบบคงที่หรือแบบไดนามิกของโรเตอร์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ โดยประกอบด้วยกลไกที่เร่งความเร็วโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้วให้มีความถี่การหมุนที่กำหนด และระบบวัดและคำนวณเฉพาะทางที่ใช้ในการกำหนดมวลและการจัดวางตุ้มน้ำหนักแก้ไขที่จำเป็นเพื่อชดเชยความไม่สมดุลของโรเตอร์.

ส่วนประกอบทางกลของเครื่องจักรโดยทั่วไปประกอบด้วยโครงฐานซึ่งติดตั้งเสารองรับ (แบริ่ง) เสาเหล่านี้ใช้สำหรับยึดผลิตภัณฑ์ที่ปรับสมดุลแล้ว (โรเตอร์) และมีกลไกขับเคลื่อนสำหรับหมุนโรเตอร์ ในระหว่างกระบวนการปรับสมดุล ซึ่งดำเนินการในขณะที่ผลิตภัณฑ์กำลังหมุน เซ็นเซอร์ของระบบวัด (ซึ่งประเภทขึ้นอยู่กับการออกแบบของเครื่องจักร) จะบันทึกการสั่นสะเทือนในแบริ่งหรือแรงที่กระทำต่อแบริ่ง.

ข้อมูลที่ได้มาด้วยวิธีนี้ช่วยให้สามารถกำหนดมวลและตำแหน่งการติดตั้งของน้ำหนักแก้ไขที่จำเป็นเพื่อชดเชยความไม่สมดุลได้

ปัจจุบัน มีการออกแบบเครื่องปรับสมดุล (แท่น) อยู่สองประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุด:

• เครื่องจักรแบริ่งอ่อน (พร้อมอุปกรณ์รองรับที่ยืดหยุ่นได้)
• เครื่องจักรแบริ่งแข็ง (พร้อมโครงยึดที่แข็งแรง)

2.1. เครื่องจักรและแท่นรองรับแบบนิ่ม

คุณสมบัติพื้นฐานของเครื่องปรับสมดุลแบบ Soft Bearing (แท่น) คือมีฐานรองรับที่มีความยืดหยุ่นค่อนข้างสูง โดยออกแบบบนพื้นฐานของระบบกันสะเทือนแบบสปริง, รถเข็นที่ติดตั้งบนสปริง, แท่นรองรับแบบสปริงแบนหรือทรงกระบอก เป็นต้น ความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับเหล่านี้จะต่ำกว่าความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่ติดตั้งอยู่บนเครื่องอย่างน้อย 2-3 เท่า ตัวอย่างคลาสสิกของการดำเนินการโครงสร้างของระบบรองรับแบบนุ่ม (Soft Bearing) ที่สามารถเห็นได้คือการรองรับของเครื่องจักรแบบ DB-50 ซึ่งภาพถ่ายของมันปรากฏอยู่ในรูปที่ 2.1

รูปที่ 2.1 การรองรับของเครื่องจักรสมดุลรุ่น DB-50

ดังแสดงในรูปที่ 2.1 โครงที่เคลื่อนที่ได้ (สไลเดอร์) 2 ถูกยึดติดกับเสาคงที่ 1 ของฐานรองรับโดยใช้ระบบแขวนบนสปริงแถบ 3 ภายใต้แรงเหวี่ยงที่เกิดจากสมดุลที่ไม่เท่ากันของโรเตอร์ที่ติดตั้งบนฐานรองรับ รถเข็น (สไลเดอร์) 2 สามารถทำการแกว่งในแนวนอนเมื่อเทียบกับเสาคงที่ 1 ซึ่งวัดโดยใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน

การดำเนินการโครงสร้างของระบบรองรับนี้ช่วยให้ได้ความถี่ธรรมชาติต่ำของการสั่นสะเทือนของตัวพาหะ ซึ่งอาจอยู่ประมาณ 1-2 Hz ซึ่งช่วยให้สามารถปรับสมดุลของโรเตอร์ได้ในช่วงความถี่การหมุนที่กว้าง ตั้งแต่ 200 รอบต่อนาที คุณสมบัตินี้ ควบคู่กับความง่ายในการผลิตระบบรองรับเช่นนี้ ทำให้การออกแบบนี้เป็นที่ดึงดูดใจสำหรับผู้บริโภคของเราหลายรายที่ผลิตเครื่องปรับสมดุลสำหรับความต้องการของตนเองในวัตถุประสงค์ต่าง ๆ

รูปที่ 2.2. แท่นรองแบริ่งอ่อนของเครื่องปรับสมดุล ผลิตโดย "Polymer LTD" เมืองมาคาชคาลา

ภาพที่ 2.2 แสดงภาพถ่ายของเครื่องปรับสมดุลตลับลูกปืนอ่อนที่มีฐานรองทำจากสปริงช่วงล่าง ซึ่งผลิตขึ้นเพื่อใช้ภายในบริษัท "Polymer LTD" ในเมืองมาคาชคาลา เครื่องจักรนี้ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลลูกกลิ้งที่ใช้ในการผลิตวัสดุพอลิเมอร์.

รูปที่ 2.3 มีภาพถ่ายของเครื่องปรับสมดุลที่มีระบบรองรับแบบแถบคล้ายกันสำหรับตัวเลื่อน ซึ่งออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลเครื่องมือเฉพาะทาง

รูปที่ 2.4.a และ 2.4.b แสดงภาพถ่ายของเครื่อง Soft Bearing แบบทำเองสำหรับปรับสมดุลเพลาขับ ซึ่งตัวรองรับก็ทำจากสปริงกันโคลงแบบแถบเช่นกัน

รูปที่ 2.5 ภาพนี้แสดงเครื่องปรับสมดุลเทอร์โบชาร์จเจอร์แบบใช้ตลับลูกปืนอ่อน โดยมีส่วนรองรับของตัวเลื่อนก็แขวนอยู่บนสปริงแบบแถบ เครื่องนี้สร้างขึ้นเพื่อใช้งานส่วนตัวของ A. Shahgunyan (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก) และติดตั้งระบบวัด "Balanset 1".

ตามข้อมูลจากผู้ผลิต (ดูรูปที่ 2.6) เครื่องนี้มีความสามารถในการปรับสมดุลกังหันที่มีค่าความไม่สมดุลคงเหลือไม่เกิน 0.2 กรัม*มิลลิเมตร

รูปที่ 2.3 เครื่องจักรรองรับแบบนุ่มสำหรับปรับสมดุลเครื่องมือพร้อมระบบรองรับแบบแขวนบนสปริงแถบ

รูปที่ 2.4.a. เครื่องจักรรองรับแบบนุ่มสำหรับสมดุลเพลาขับ (เครื่องจักรประกอบเสร็จ)

รูปที่ 2.4.b. เครื่องจักรรองรับแบบนุ่มสำหรับสมดุลเพลาขับพร้อมระบบรองรับแบบเลื่อนที่แขวนด้วยสปริงแถบ (ตัวรองรับแกนนำพร้อมระบบรองรับแบบแถบสปริง)

รูปที่ 2.5 เครื่องจักรรองรับแบบนุ่มสำหรับปรับสมดุลเทอร์โบชาร์จเจอร์พร้อมที่รองรับบนสปริงแถบ ผลิตโดย A. Shahgunyan (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก)

รูปที่ 2.6 ภาพหน้าจอของระบบวัด 'Balanset 1' แสดงผลการปรับสมดุลใบพัดกังหันบนเครื่องจักรของ A. Shahgunyan

นอกเหนือจากเครื่องปรับสมดุลแบบ Soft Bearing รุ่นคลาสสิกที่ได้กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังมีโครงสร้างทางเลือกอื่น ๆ ที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายอีกด้วย

รูปที่ 2.7 และ 2.8 ภาพถ่ายแสดงเครื่องปรับสมดุลเพลาขับ ซึ่งมีฐานรองรับทำจากสปริงแผ่นเรียบ เครื่องจักรเหล่านี้ผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของบริษัทเอกชน "Dergacheva" และบริษัทจำกัด "Tatcardan" ("Kinetics-M") ตามลำดับ.

เครื่องปรับสมดุลแบริ่งแบบอ่อนที่มีฐานรองรับแบบนี้ มักถูกผลิตซ้ำโดยผู้ผลิตสมัครเล่น เนื่องจากมีความเรียบง่ายและผลิตได้ง่าย ต้นแบบเหล่านี้โดยทั่วไปจะเป็นเครื่องจักรซีรีส์ VBRF จาก "K. Schenck" หรือเครื่องจักรที่ผลิตในประเทศที่คล้ายคลึงกัน.

เครื่องจักรที่แสดงในรูปที่ 2.7 และ 2.8 ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลเพลาขับที่มีการรองรับสองจุด สามจุด และสี่จุด เครื่องจักรเหล่านี้มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน ประกอบด้วย:

• โครงเตียงเชื่อม 1 ซึ่งประกอบด้วยคานรูปตัวไอสองชิ้นที่เชื่อมต่อกันด้วยครอสริบ
• ตัวรองรับแกนหมุน (ด้านหน้า) แบบอยู่กับที่ 2;
• ตัวรองรับแกนหมุน (ด้านหลัง) แบบเคลื่อนย้ายได้ 3;
• หนึ่งหรือสองตัวรองรับแบบเคลื่อนที่ได้ (ตัวกลาง) 4. ตัวรองรับ 2 และ 3 รองรับหน่วยแกนหมุน 5 และ 6 ซึ่งออกแบบมาเพื่อติดตั้งเพลาขับที่สมดุล 7 บนเครื่องจักร

รูปที่ 2.7 เครื่องปรับสมดุลเพลาขับแบบแบริ่งอ่อนของบริษัทเอกชน "เดอร์กาเชวา" พร้อมฐานรองแบบสปริงแผ่นเรียบ

รูปที่ 2.8 เครื่องปรับสมดุลเพลาขับแบบแบริ่งอ่อนของบริษัท "Tatcardan" ("Kinetics-M") พร้อมฐานรองแบบสปริงแบน

เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน 8 ถูกติดตั้งบนทุกจุดรองรับ ซึ่งใช้สำหรับวัดการสั่นสะเทือนในแนวขวางของจุดรองรับเหล่านั้น สปินเดิลนำ 5 ซึ่งติดตั้งอยู่บนจุดรองรับที่ 2 จะถูกหมุนโดยมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านสายพานส่งกำลัง

รูปที่ 2.9.a และ 2.9.b แสดงภาพถ่ายของฐานรองรับเครื่องจักรบาลานซ์ ซึ่งใช้สปริงแบบแบนเป็นฐาน

รูปที่ 2.9. การรองรับเครื่องปรับสมดุลลูกปืนแบบนุ่มด้วยสปริงแบน

• ก) ด้านข้าง;
• ข) ด้านหน้า

เนื่องจากผู้ผลิตมือสมัครเล่นมักใช้โครงสร้างรองรับเช่นนี้ในงานออกแบบของตน จึงเป็นประโยชน์ที่จะตรวจสอบลักษณะโครงสร้างของมันอย่างละเอียดขึ้น ตามที่แสดงในรูป 2.9.a โครงสร้างรองรับนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน:

• แผ่นรองด้านล่าง 1: สำหรับตัวรองรับแกนหมุนด้านหน้า แผ่นจะยึดติดกับตัวนำอย่างแน่นหนา สำหรับตัวรองรับระหว่างหรือตัวรองรับแกนหมุนด้านหลัง แผ่นล่างจะออกแบบให้เป็นตัวเลื่อนที่สามารถเคลื่อนที่ตามตัวนำของโครงได้
• แผ่นรองรับด้านบน 2, ซึ่งหน่วยรองรับถูกติดตั้งอยู่ (ตัวรองรับลูกกลิ้ง 4 ตัว, แกนหมุน, ตลับลูกปืนกลาง, เป็นต้น)
• สปริงแบนสองตัว 3, เชื่อมต่อแผ่นรองแบริ่งด้านล่างและด้านบน

เพื่อป้องกันความเสี่ยงของการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นของตัวรองรับในระหว่างการดำเนินงาน ซึ่งอาจเกิดขึ้นในระหว่างการเร่งหรือการชะลอตัวของโรเตอร์ที่สมดุล ตัวรองรับอาจประกอบด้วยกลไกการล็อก (ดูรูป 2.9.b) กลไกนี้ประกอบด้วยตัวยึดแข็ง 5 ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับตัวล็อคแบบเยื้องศูนย์ 6 ที่เชื่อมต่อกับสปริงแบนตัวหนึ่งของตัวยึด เมื่อตัวล็อค 6 และตัวยึด 5 เชื่อมต่อกัน ตัวยึดจะถูกล็อค ทำให้ไม่มีความเสี่ยงต่อการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการเร่งความเร็วและการชะลอความเร็ว

เมื่อออกแบบตัวรองรับที่ทำจากสปริงแบน (แผ่น) ผู้ผลิตเครื่องจักรต้องประเมินความถี่ของการสั่นธรรมชาติของสปริง ซึ่งขึ้นอยู่กับความแข็งของสปริงและมวลของโรเตอร์ที่สมดุล การทราบพารามิเตอร์นี้ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถเลือกช่วงความถี่การหมุนการทำงานของโรเตอร์ได้อย่างมีสติ เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายจากการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ของตัวรองรับระหว่างการสมดุล

ข้อเสนอแนะสำหรับการคำนวณและการหาค่าความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของตัวรองรับ รวมถึงส่วนประกอบอื่น ๆ ของเครื่องจักรสมดุล จะถูกกล่าวถึงในหัวข้อที่ 3

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ความเรียบง่ายและความสามารถในการผลิตของการออกแบบตัวรองรับโดยใช้สปริงแบบแผ่น (เพลท) ดึงดูดนักพัฒนาสมัครเล่นของเครื่องปรับสมดุลสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ รวมถึงเครื่องปรับสมดุลเพลาข้อเหวี่ยง, โรเตอร์ของเทอร์โบชาร์จเจอร์ในรถยนต์ เป็นต้น

ตัวอย่างเช่น ภาพที่ 2.10.a และ 2.10.b แสดงภาพร่างโดยทั่วไปของเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ของเทอร์โบชาร์จเจอร์ เครื่องจักรนี้ผลิตขึ้นและใช้งานภายในบริษัท LLC "SuraTurbo" ในเมืองเพนซา.

2.10.a. เครื่องสำหรับปรับสมดุลโรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์ (มุมมองด้านข้าง)

2.10.b. เครื่องสำหรับปรับสมดุลโรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์ (มุมมองจากด้านหน้าของฐานรองรับ)

นอกเหนือจากเครื่องปรับสมดุลแบบ Soft Bearing ที่ได้กล่าวถึงไปแล้ว ยังมีการสร้างขาตั้ง Soft Bearing ที่ค่อนข้างง่ายขึ้นในบางครั้ง ขาตั้งเหล่านี้ช่วยให้สามารถปรับสมดุลของกลไกหมุนได้อย่างมีคุณภาพสูงสำหรับวัตถุประสงค์ต่าง ๆ ด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด

ด้านล่างนี้จะกล่าวถึงแท่นวางหลายแบบที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของแผ่นเรียบ (หรือโครง) ที่วางอยู่บนสปริงอัดทรงกระบอก โดยปกติแล้วจะเลือกสปริงเหล่านี้ให้ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของแผ่นที่มีกลไกปรับสมดุลติดตั้งอยู่บนนั้นต่ำกว่าความถี่การหมุนของโรเตอร์ของกลไกนั้นในระหว่างการปรับสมดุลประมาณ 2 ถึง 3 เท่า.

รูปที่ 2.11 แสดงภาพถ่ายของแท่นสำหรับถ่วงล้อขัด ซึ่งผลิตสำหรับการผลิตภายในบริษัทโดย P. Asharin

รูปที่ 2.11 แท่นสำหรับถ่วงล้อขัด

ขาตั้งประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• แผ่นที่ 1ติดตั้งบนสปริงทรงกระบอกสี่ตัว 2;
• มอเตอร์ไฟฟ้า 3ซึ่งโรเตอร์ของมันยังทำหน้าที่เป็นแกนหมุน โดยมีแกนนำ 4 ติดตั้งอยู่ ใช้สำหรับติดตั้งและยึดล้อขัดบนแกนหมุน

คุณสมบัติที่สำคัญของแท่นนี้คือการมีเซ็นเซอร์วัดชีพจร 5 สำหรับวัดมุมการหมุนของโรเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบวัดของแท่น ("Balanset 2C") เพื่อกำหนดตำแหน่งเชิงมุมสำหรับการกำจัดมวลแก้ไขออกจากล้อขัด.

รูปที่ 2.12 ภาพนี้แสดงขาตั้งที่ใช้สำหรับปรับสมดุลปั๊มสุญญากาศ ขาตั้งนี้ได้รับการพัฒนาตามสั่งโดยบริษัท JSC "Measurement Plant".

รูปที่ 2.12 ขาตั้งสำหรับปรับสมดุลปั๊มสุญญากาศของบริษัท JSC "Measurement Plant""

ฐานของจุดยืนนี้ยังใช้ แผ่นที่ 1ติดตั้งบนสปริงทรงกระบอก 2 บนแผ่นเพลท 1 มีปั๊มสุญญากาศ 3 ซึ่งติดตั้งอยู่และมีระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าของตัวเองที่สามารถปรับความเร็วได้กว้างตั้งแต่ 0 ถึง 60,000 รอบต่อนาที เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน 4 ติดตั้งอยู่บนตัวปั๊ม ซึ่งใช้สำหรับวัดการสั่นสะเทือนในสองส่วนที่แตกต่างกันที่ระดับความสูงต่างกัน

เพื่อให้การวัดการสั่นสะเทือนสอดคล้องกับมุมการหมุนของโรเตอร์ปั๊ม จึงใช้เซ็นเซอร์วัดมุมเฟสเลเซอร์ 5 บนแท่นวาง แม้ว่าโครงสร้างภายนอกของแท่นวางดังกล่าวจะดูเรียบง่าย แต่ก็ช่วยให้สามารถปรับสมดุลใบพัดของปั๊มได้อย่างมีคุณภาพสูงมาก.

ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่การหมุนต่ำกว่าวิกฤต ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ของโรเตอร์ปั๊มเป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้สำหรับคุณภาพความสมดุลระดับ G0.16 ตามมาตรฐาน ISO 1940-1-2007 "การสั่นสะเทือน ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพความสมดุลของโรเตอร์แข็ง ส่วนที่ 1 การกำหนดความไม่สมดุลที่อนุญาต""

การสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่ของตัวเรือนปั๊มที่ได้ระหว่างการปรับสมดุลที่ความเร็วรอบสูงสุดถึง 8,000 รอบต่อนาที ไม่เกิน 0.01 มิลลิเมตรต่อวินาที

แท่นปรับสมดุลที่ผลิตตามแผนที่อธิบายไว้ข้างต้นยังมีประสิทธิภาพในการปรับสมดุลกลไกอื่น ๆ เช่น พัดลม ตัวอย่างของแท่นที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลพัดลมแสดงในรูปที่ 2.13 และ 2.14

รูปที่ 2.13 แท่นสำหรับตั้งใบพัดลมเพื่อปรับสมดุล

คุณภาพของการปรับสมดุลพัดลมที่ทำบนแท่นวางดังกล่าวค่อนข้างสูง ตามที่ผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท "Atlant-project" จำกัด ระบุว่า บนแท่นวางที่พวกเขาออกแบบตามคำแนะนำจากบริษัท "Kinematics" จำกัด (ดูรูปที่ 2.14) ระดับการสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่เมื่อปรับสมดุลพัดลมอยู่ที่ 0.8 มม./วินาที ซึ่งดีกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้สำหรับพัดลมในหมวด BV5 ตามมาตรฐาน ISO 31350-2007 "การสั่นสะเทือน พัดลมอุตสาหกรรม ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพการสั่นสะเทือนและการปรับสมดุล" มากกว่าสามเท่า"

รูปที่ 2.14 ขาตั้งสำหรับปรับสมดุลใบพัดพัดลมของอุปกรณ์ป้องกันการระเบิด ผลิตโดยบริษัท "Atlant-project" จำกัด เมืองโพดอลสค์

ข้อมูลที่คล้ายกันซึ่งได้จากบริษัท JSC "Lissant Fan Factory" แสดงให้เห็นว่า ขาตั้งดังกล่าวที่ใช้ในการผลิตพัดลมแบบต่อเนื่อง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่จะไม่เกิน 0.1 มม./วินาที อย่างสม่ำเสมอ.

2.2. เครื่องจักรสำหรับรองรับแรงกระแทก

เครื่องปรับสมดุลแบบลูกปืนแข็งแตกต่างจากเครื่องปรับสมดุลแบบลูกปืนนิ่มที่ได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้ในด้านการออกแบบของตัวรองรับ ตัวรองรับของเครื่องปรับสมดุลแบบลูกปืนแข็งทำเป็นแผ่นแข็งที่มีช่องตัดซับซ้อน ตัวรองรับเหล่านี้มีความถี่ธรรมชาติที่สูงกว่าความถี่การหมุนสูงสุดของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลบนเครื่องอย่างน้อย 2-3 เท่า

เครื่องจักรแบบลูกปืนแข็งมีความอเนกประสงค์มากกว่าเครื่องจักรแบบลูกปืนอ่อน เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วสามารถปรับสมดุลโรเตอร์ได้อย่างมีคุณภาพสูงในช่วงน้ำหนักและคุณลักษณะทางมิติที่กว้างกว่า ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของเครื่องจักรเหล่านี้คือสามารถปรับสมดุลโรเตอร์ได้อย่างแม่นยำสูงที่ความเร็วรอบค่อนข้างต่ำ ซึ่งอาจอยู่ในช่วง 200-500 รอบต่อนาทีหรือต่ำกว่า

รูปที่ 2.15 ภาพนี้แสดงตัวอย่างเครื่องปรับสมดุลแบริ่งแข็งทั่วไปที่ผลิตโดย "K. Schenk" จากภาพนี้ เห็นได้ชัดว่าชิ้นส่วนแต่ละส่วนของตัวรองรับ ซึ่งเกิดจากร่องที่ซับซ้อน มีความแข็งต่างกัน ภายใต้แรงที่เกิดจากการไม่สมดุลของโรเตอร์ อาจทำให้เกิดการเสียรูป (การเคลื่อนที่) ของบางส่วนของตัวรองรับเมื่อเทียบกับส่วนอื่นๆ (ในภาพที่ 2.15 ส่วนที่แข็งกว่าของตัวรองรับถูกเน้นด้วยเส้นประสีแดง และส่วนที่อ่อนกว่าถูกเน้นด้วยสีน้ำเงิน).

ในการวัดการเปลี่ยนรูปสัมพัทธ์ดังกล่าว เครื่องวัดการรับน้ำหนักแบบแข็งสามารถใช้เซ็นเซอร์แรงหรือเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนที่มีความไวสูงหลากหลายประเภท รวมถึงเซ็นเซอร์วัดการเปลี่ยนรูปการสั่นสะเทือนแบบไม่สัมผัส

รูปที่ 2.15 เครื่องปรับสมดุลตลับลูกปืนแข็ง โดย "K. Schenk""

จากการวิเคราะห์คำขอจากลูกค้าสำหรับเครื่องมือซีรีส์ "Balanset" พบว่า ความสนใจในการผลิตเครื่องปรับสมดุลตลับลูกปืนแข็งสำหรับใช้ภายในองค์กรนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นผลมาจากการเผยแพร่ข้อมูลโฆษณาเกี่ยวกับคุณสมบัติการออกแบบของเครื่องปรับสมดุลที่ผลิตในประเทศอย่างแพร่หลาย โดยผู้ผลิตรายย่อยนำไปใช้เป็นแบบอย่าง (หรือต้นแบบ) ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ของตนเอง.

เรามาพิจารณาเครื่องจักรแบบแบริ่งแข็งรุ่นต่างๆ ที่ผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการภายในของลูกค้าจำนวนหนึ่งที่ใช้เครื่องมือซีรีส์ "Balanset" กัน.

รูปที่ 2.16.a – 2.16.d ภาพแสดงเครื่องปรับสมดุลเพลาขับแบบแข็ง (Hard Bearing machine) ซึ่งผลิตโดยบริษัท N. Obyedkov (เมือง Magnitogorsk) ดังที่แสดงในรูปที่ 2.16.a เครื่องจักรประกอบด้วยโครงสร้างแข็ง 1 ซึ่งติดตั้งตัวรองรับ 2 (แกนหมุนสองตัวและตัวกลางสองตัว) แกนหมุนหลัก 3 ของเครื่องจักรหมุนโดยมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส 4 ผ่านระบบขับเคลื่อนด้วยสายพาน ตัวควบคุมความถี่ 6 ใช้สำหรับควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์ไฟฟ้า 4 เครื่องจักรนี้ติดตั้งระบบวัดและคำนวณ "Balanset 4" 5 ซึ่งประกอบด้วยหน่วยวัด คอมพิวเตอร์ เซ็นเซอร์วัดแรงสี่ตัว และเซ็นเซอร์วัดมุมเฟส (เซ็นเซอร์ไม่ได้แสดงในรูปที่ 2.16.a).

รูปที่ 2.16.a. เครื่องจักรสำหรับรองรับหนักสำหรับการปรับสมดุลเพลาขับ ผลิตโดย N. Obyedkov (Magnitogorsk)

รูปที่ 2.16.b แสดงภาพถ่ายของส่วนรองรับด้านหน้าของเครื่องพร้อมแกนนำ 3 ซึ่งขับเคลื่อนตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ โดยสายพานจากมอเตอร์ไฟฟ้าแบบไม่ซิงโครนัส 4 ส่วนรองรับนี้ติดตั้งอย่างแข็งแรงบนโครงเครื่อง

รูปที่ 2.16.b. การรองรับแกนหมุนด้านหน้า (แกนนำ)

รูปที่ 2.16.c มีภาพถ่ายของหนึ่งในสองตัวรองรับกลางที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ของเครื่องจักร ตัวรองรับนี้วางอยู่บนรางเลื่อน 7 ซึ่งช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ตามแนวยาวไปตามรางนำของโครงเครื่องได้ ตัวรองรับนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์พิเศษ 8 ที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งและปรับระดับความสูงของตลับลูกปืนกลางของเพลาขับสมดุล

รูปที่ 2.16.c. โครงยึดเคลื่อนที่ระดับกลางของเครื่องจักร

รูปที่ 2.16.d ภาพนี้แสดงส่วนของตัวรองรับแกนหมุนด้านหลัง (ด้านขับเคลื่อน) ซึ่งเช่นเดียวกับตัวรองรับตรงกลาง ช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ไปตามรางนำของโครงเครื่องจักรได้.

รูปที่ 2.16.d. ตัวรองรับแกนหมุนด้านหลัง (แกนหมุนขับเคลื่อน)

แผ่นรองรับทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นแผ่นแนวตั้งที่ติดตั้งบนฐานเรียบ แผ่นเหล่านี้มีร่องรูปตัว T (ดูรูปที่ 2.16.d) ซึ่งแบ่งแผ่นรองรับออกเป็นส่วนใน 9 (มีความแข็งมากกว่า) และส่วนนอก 10 (มีความแข็งน้อยกว่า) ความแข็งที่แตกต่างกันของส่วนในและส่วนนอกของแผ่นรองรับอาจทำให้เกิดการเสียรูปสัมพัทธ์ของส่วนเหล่านี้ภายใต้แรงไม่สมดุลจากโรเตอร์ที่สมดุล

เซ็นเซอร์แรงมักใช้เพื่อวัดการเปลี่ยนรูปสัมพัทธ์ของตัวรองรับในเครื่องจักรที่ทำเอง ตัวอย่างการติดตั้งเซ็นเซอร์แรงบนตัวรองรับของเครื่องปรับสมดุล Hard Bearing แสดงไว้ในรูป 2.16.e ตามที่เห็นในรูปนี้ เซ็นเซอร์แรง 11 ถูกกดติดกับผิวด้านข้างของส่วนในของตัวรองรับโดยสลักเกลียว 12 ซึ่งผ่านรูเกลียวในตัวรองรับส่วนนอก

เพื่อให้แน่ใจว่าแรงกดของสลักเกลียว 12 กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งระนาบของเซ็นเซอร์แรง 11 จึงมีการวางแหวนรองแบน 13 ไว้ระหว่างสลักเกลียวกับเซ็นเซอร์

รูปที่ 2.16.d. ตัวอย่างการติดตั้งเซ็นเซอร์แรงบนฐานรองรับ

ในระหว่างการทำงานของเครื่องจักร แรงที่ไม่สมดุลจากโรเตอร์ที่สมดุลจะกระทำผ่านหน่วยรองรับ (แกนหมุนหรือแบริ่งกลาง) ไปยังส่วนนอกของตัวรองรับ ซึ่งจะเริ่มเคลื่อนที่ (เสียรูป) เป็นวงจรสัมพันธ์กับส่วนในด้วยความถี่ของการหมุนของโรเตอร์ ส่งผลให้เกิดแรงแปรผันกระทำต่อเซ็นเซอร์ 11 ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงที่ไม่สมดุล ภายใต้อิทธิพลนี้ สัญญาณไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับขนาดของความไม่สมดุลของโรเตอร์จะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์วัดแรง.

สัญญาณจากเซ็นเซอร์วัดแรงที่ติดตั้งอยู่บนฐานรองรับทั้งหมด จะถูกส่งเข้าสู่ระบบวัดและประมวลผลของเครื่องจักร ซึ่งจะนำไปใช้ในการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของตุ้มน้ำหนักปรับแก้.

รูปที่ 2.17.a. ภาพนี้แสดงเครื่องจักรเฉพาะทางสำหรับปรับสมดุลเพลา "สกรู" ที่เรียกว่าเครื่องจักร Hard Bearing เครื่องจักรนี้ผลิตขึ้นเพื่อใช้ภายในบริษัท LLC "Ufatverdosplav".

ดังที่เห็นในรูป, กลไกการหมุนขึ้นของเครื่องมีโครงสร้างที่ง่ายขึ้น, ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• โครงเชื่อม 1ทำหน้าที่เป็นฐานรอง
• สองตัวรองรับคงที่ 2, ติดตั้งอย่างแน่นหนาบนโครง
• มอเตอร์ไฟฟ้า 3ซึ่งขับเคลื่อนเพลาสมดุล (สกรู) 5 ผ่านระบบสายพาน 4

รูปที่ 2.17.ก. เครื่องปรับสมดุลเพลาสกรูแบบตลับลูกปืนแข็ง ผลิตโดยบริษัทจำกัด "Ufatverdosplav""

แผ่นรองรับ 2 ของเครื่องจักรติดตั้งในแนวตั้งเป็นแผ่นเหล็กที่มีร่องรูปตัว T ที่ด้านบนของแต่ละแผ่นรองรับ มีลูกกลิ้งรองรับที่ผลิตโดยใช้ตลับลูกปืน ซึ่งเพลาสมดุล 5 หมุนอยู่

เพื่อวัดการเสียรูปของแท่นรองรับที่เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของความไม่สมดุลของโรเตอร์ จึงใช้เซ็นเซอร์วัดแรง 6 (ดูรูปที่ 2.17.b) ซึ่งติดตั้งอยู่ในร่องของแท่นรองรับ เซ็นเซอร์เหล่านี้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ "Balanset 1" ซึ่งใช้ในเครื่องจักรนี้เป็นระบบวัดและคำนวณ.

แม้ว่ากลไกการหมุนของเครื่องจักรจะค่อนข้างเรียบง่าย แต่ก็ช่วยให้สามารถปรับสมดุลของสกรูได้อย่างมีคุณภาพสูง ซึ่งดังที่เห็นในรูปที่ 2.17.a. สกรูเหล่านี้มีพื้นผิวเป็นเกลียวที่ซับซ้อน.

จากข้อมูลของบริษัทจำกัด "Ufatverdosplav" ระบุว่า ความไม่สมดุลเริ่มต้นของสกรูในเครื่องจักรนี้ลดลงเกือบ 50 เท่าในระหว่างกระบวนการปรับสมดุล.

รูปที่ 2.17.b. เครื่องจักรรองรับแบบแข็งสำหรับเพลาเกลียวปรับสมดุลพร้อมเซ็นเซอร์แรง

ค่าความไม่สมดุลคงเหลือที่ได้คือ 3552 กรัม*มม. (19.2 กรัม ที่รัศมี 185 มม.) ในระนาบแรกของสกรู และ 2220 กรัม*มม. (12.0 กรัม ที่รัศมี 185 มม.) ในระนาบที่สอง สำหรับโรเตอร์ที่มีน้ำหนัก 500 กก. และทำงานที่ความถี่การหมุน 3500 รอบต่อนาที ค่าความไม่สมดุลนี้สอดคล้องกับระดับ G6.3 ตามมาตรฐาน ISO 1940-1-2007 ซึ่งตรงตามข้อกำหนดที่ระบุไว้ในเอกสารทางเทคนิค.

บริษัท SV Morozov ได้เสนอการออกแบบดั้งเดิม (ดูรูปที่ 2.18) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ฐานเดียวสำหรับการติดตั้งตัวรองรับพร้อมกันสำหรับเครื่องปรับสมดุลตลับลูกปืนแข็งสองเครื่องที่มีขนาดแตกต่างกัน ข้อดีที่เห็นได้ชัดของวิธีการทางเทคนิคนี้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตของผู้ผลิตได้อย่างมาก ได้แก่:

• ประหยัดพื้นที่การผลิต
• การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าหนึ่งตัวพร้อมตัวควบคุมความถี่แบบปรับได้สำหรับการทำงานของเครื่องจักรสองเครื่องที่แตกต่างกัน;
• การใช้ระบบวัดหนึ่งเดียวในการควบคุมเครื่องจักรสองเครื่องที่แตกต่างกัน

รูปที่ 2.18 เครื่องปรับสมดุลตลับลูกปืนแข็ง (แบบ "แทนเดม") ผลิตโดย SV Morozov

3. ข้อกำหนดสำหรับการก่อสร้างหน่วยพื้นฐานและกลไกของเครื่องจักรบาลานซ์

3.1. ตลับลูกปืน

3.1.1. พื้นฐานทางทฤษฎีของการออกแบบตลับลูกปืน

ในส่วนก่อนหน้านี้ ได้มีการกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบหลักของตัวรองรับแบบอ่อนและแบบแข็งสำหรับเครื่องปรับสมดุลเครื่องจักรไปแล้ว พารามิเตอร์ที่สำคัญที่ผู้ออกแบบต้องพิจารณาเมื่อออกแบบและผลิตตัวรองรับเหล่านี้คือความถี่ธรรมชาติของการสั่นของตัวรองรับ เนื่องจากจำเป็นต้องวัดไม่เพียงแต่แอมพลิจูดของการสั่น (การเสียรูปเป็นวงจร) ของตัวรองรับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเฟสของการสั่นด้วย ซึ่งจำเป็นสำหรับการคำนวณพารามิเตอร์ของน้ำหนักปรับแก้โดยระบบการวัดและการคำนวณของเครื่องจักร.

หากความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับตรงกับความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่สมดุล (การสั่นพ้องของฐานรองรับ) การวัดแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนอย่างแม่นยำนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ดังจะเห็นได้จากกราฟที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นของฐานรองรับเป็นฟังก์ชันของความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่สมดุล (ดูรูปที่ 3.1).

จากกราฟเหล่านี้ สามารถสรุปได้ว่า เมื่อความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่สมดุลเข้าใกล้ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของฐานรองรับ (กล่าวคือ เมื่ออัตราส่วน fp/fo ใกล้เคียงกับ 1) จะเกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของแอมพลิจูดที่เกี่ยวข้องกับการสั่นแบบเรโซแนนซ์ของฐานรองรับ (ดูรูปที่ 3.1.a) ในขณะเดียวกัน กราฟ 3.1.b แสดงให้เห็นว่าในเขตเรโซแนนซ์ มีการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของมุมเฟส ∆F° ซึ่งสามารถสูงถึง 180°

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อปรับสมดุลกลไกใดๆ ในเขตเรโซแนนซ์ แม้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความถี่การหมุนก็สามารถนำไปสู่ความไม่เสถียรอย่างมีนัยสำคัญในผลการวัดแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือน ซึ่งส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณพารามิเตอร์ของน้ำหนักแก้ไข และส่งผลเสียต่อคุณภาพของการปรับสมดุล

กราฟข้างต้นยืนยันคำแนะนำก่อนหน้านี้ว่า สำหรับเครื่องจักรที่มีแบริ่งแข็ง ความถี่ในการทำงานของโรเตอร์ที่สูงสุดควรต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติของตัวรองรับอย่างน้อย 2-3 เท่า สำหรับเครื่องจักรที่มีแบริ่งอ่อน ความถี่ในการทำงานที่อนุญาตได้ของโรเตอร์ที่สมดุลแล้วควรสูงกว่าความถี่ธรรมชาติของตัวรองรับอย่างน้อย 2-3 เท่า.

รูปที่ 3.1 กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดสัมพัทธ์และเฟสของการสั่นสะเทือนของฐานรองรับเครื่องจักรบาลานซ์ตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่การหมุน

• Ад – ความกว้างของคลื่นการสั่นสะเทือนแบบไดนามิกของฐานรองรับ;
• e = m*r / M - ความไม่สมดุลเฉพาะจุดของโรเตอร์ที่สมดุล;
• m – มวลของโรเตอร์ไม่สมดุล;
• M – มวลของโรเตอร์;
• r – รัศมีที่มวลไม่สมดุลตั้งอยู่บนโรเตอร์;
• fp – ความถี่การหมุนของโรเตอร์;
• fo – ความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของฐานรองรับ

จากข้อมูลที่นำเสนอ การใช้งานเครื่องจักรในพื้นที่เรโซแนนซ์ของฐานรองรับ (ซึ่งแสดงเป็นสีแดงในรูปที่ 3.1) ไม่แนะนำ การใช้กราฟที่แสดงในรูปที่ 3.1 ยังแสดงให้เห็นว่า สำหรับความไม่สมดุลของโรเตอร์เดียวกัน การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นจริงของฐานรองรับเครื่องจักรแบบ Soft Bearing ต่ำกว่าการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นบนฐานรองรับเครื่องจักรแบบ Soft Bearing อย่างมีนัยสำคัญ

จากนี้สามารถสรุปได้ว่า เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดการสั่นสะเทือนของตัวรองรับในเครื่องจักรที่มีแบริ่งแข็งจะต้องมีความไวสูงกว่าเซ็นเซอร์ที่ใช้ในเครื่องจักรที่มีแบริ่งนิ่ม ข้อสรุปนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างดีจากการปฏิบัติจริงในการใช้เซ็นเซอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนแบบสัมบูรณ์ (vibro-accelerometers และ/หรือ vibro-velocity sensors) ที่ใช้ประสบความสำเร็จในเครื่องปรับสมดุลที่มีแบริ่งนิ่ม มักไม่สามารถบรรลุคุณภาพการปรับสมดุลที่จำเป็นในเครื่องปรับสมดุลที่มีแบริ่งแข็งได้

บนเครื่องจักรเหล่านี้ แนะนำให้ใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนแบบสัมพัทธ์ เช่น เซ็นเซอร์แรง หรือเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ที่มีความไวสูง

3.1.2. การประมาณค่าความถี่ธรรมชาติของโครงสร้างรองรับโดยใช้วิธีการคำนวณ

นักออกแบบสามารถทำการคำนวณความถี่ธรรมชาติโดยประมาณ (การประมาณการ) ของโครงสร้างรองรับโดยใช้สูตร 3.1 โดยถือว่าโครงสร้างรองรับเป็นระบบการสั่นสะเทือนที่มีองศาอิสระเพียงหนึ่งองศา ซึ่ง (ดูรูปที่ 2.19.a) แทนด้วยมวล M ที่สั่นสะเทือนบนสปริงที่มีความแข็ง K

มวล M ที่ใช้ในการคำนวณสำหรับโรเตอร์ระหว่างแบริ่งแบบสมมาตรสามารถประมาณได้โดยใช้สูตร 3.2

โดยที่ Mo คือมวลของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของแท่นรองรับในหน่วยกิโลกรัม; Mr คือมวลของโรเตอร์ที่สมดุลในหน่วยกิโลกรัม; และ n คือจำนวนแท่นรองรับเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องกับการปรับสมดุล.

ความแข็ง K ของตัวรองรับคำนวณโดยใช้สูตร 3.3 ซึ่งอ้างอิงจากผลการศึกษานำร่องที่เกี่ยวข้องกับการวัดการเปลี่ยนรูป ΔL ของตัวรองรับเมื่อถูกโหลดด้วยแรงคงที่ P (ดูรูป 3.2.a และ 3.2.b)

โดยที่ ΔL คือการเสียรูปของฐานรองในหน่วยเมตร และ P คือแรงสถิตในหน่วยนิวตัน.

ขนาดของแรงกระทำ P สามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือวัดแรง (เช่น ไดนาโมมิเตอร์) การเคลื่อนที่ของฐานรองรับ ΔL กำหนดโดยใช้เครื่องมือวัดการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง (เช่น ไดอัลอินดิเคเตอร์)

3.1.3. วิธีการทดลองเพื่อหาความถี่ธรรมชาติของโครงสร้างรองรับ

เนื่องจากการคำนวณความถี่ธรรมชาติของจุดรองรับที่กล่าวถึงข้างต้น ซึ่งดำเนินการโดยใช้วิธีที่ง่ายขึ้น อาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดอย่างมาก นักพัฒนาสมัครเล่นส่วนใหญ่จึงนิยมกำหนดค่าพารามิเตอร์เหล่านี้ด้วยวิธีการทดลอง โดยพวกเขาใช้ประโยชน์จากความสามารถของระบบวัดการสั่นสะเทือนที่ทันสมัยของเครื่องปรับสมดุล รวมถึงเครื่องมือในซีรีส์ "Balanset".

3.1.3.1. การหาความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับโดยวิธีกระตุ้นด้วยแรงกระแทก

วิธีการกระตุ้นด้วยแรงกระแทกเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและใช้กันทั่วไปที่สุดในการหาความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของฐานรองรับหรือส่วนประกอบอื่นๆ ของเครื่องจักรใดๆ วิธีนี้อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อวัตถุใดๆ เช่น กระดิ่ง (ดูรูปที่ 3.3) ถูกกระตุ้นด้วยแรงกระแทก การตอบสนองของมันจะปรากฏเป็นการสั่นสะเทือนที่ค่อยๆ ลดลง ความถี่ของสัญญาณการสั่นสะเทือนถูกกำหนดโดยลักษณะโครงสร้างของวัตถุและสอดคล้องกับความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของวัตถุนั้น สำหรับการกระตุ้นการสั่นสะเทือนด้วยการกระแทก สามารถใช้เครื่องมือที่มีน้ำหนักมากใดก็ได้ เช่น ค้อนยางหรือค้อนธรรมดา

รูปที่ 3.3 แผนภาพการกระตุ้นด้วยแรงกระแทกที่ใช้ในการหาความถี่ธรรมชาติของวัตถุ

มวลของค้อนควรมีค่าประมาณ 10% ของมวลวัตถุที่ต้องการกระตุ้น เพื่อจับการตอบสนองการสั่นสะเทือน ควรติดตั้งเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนบนวัตถุที่กำลังตรวจสอบ โดยให้แกนวัดของเซ็นเซอร์อยู่ในแนวเดียวกับทิศทางของการกระตุ้นด้วยแรงกระแทก ในบางกรณี อาจใช้ไมโครโฟนจากอุปกรณ์วัดเสียงรบกวนเป็นตัวเซ็นเซอร์เพื่อรับรู้การตอบสนองการสั่นสะเทือนของวัตถุ

การสั่นสะเทือนของวัตถุจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยเซ็นเซอร์ จากนั้นสัญญาณนั้นจะถูกส่งไปยังเครื่องมือวัด เช่น อินพุตของเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม เครื่องมือนี้จะบันทึกฟังก์ชันเวลาและสเปกตรัมของกระบวนการสั่นสะเทือนที่ลดลง (ดูรูปที่ 3.4) การวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้สามารถกำหนดความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของวัตถุได้.

รูปที่ 3.5. อินเทอร์เฟซโปรแกรม แสดงกราฟฟังก์ชันเวลาและสเปกตรัมของการสั่นสะเทือนจากการกระแทกที่ลดลงของโครงสร้างที่ตรวจสอบ

การวิเคราะห์กราฟสเปกตรัมที่แสดงในรูปที่ 3.5 (ดูส่วนล่างของหน้าต่างการทำงาน) แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบหลักของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของโครงสร้างที่ตรวจสอบ ซึ่งกำหนดโดยอ้างอิงกับแกนพิกัดของกราฟ เกิดขึ้นที่ความถี่ 9.5 เฮิรตซ์ วิธีการนี้สามารถแนะนำสำหรับการศึกษาการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของฐานรองรับเครื่องจักรบาลานซ์ทั้งแบบ Soft Bearing และ Hard Bearing

3.1.3.2. การหาความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับในโหมดโคสติ้ง

ในบางกรณี ความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับสามารถกำหนดได้โดยการวัดแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนแบบวนซ้ำ "ขณะหยุดนิ่ง" ในการดำเนินการตามวิธีนี้ โรเตอร์ที่ติดตั้งบนเครื่องจักรที่ตรวจสอบจะถูกเร่งความเร็วไปจนถึงความเร็วรอบสูงสุดในตอนแรก หลังจากนั้นระบบขับเคลื่อนจะถูกตัดการเชื่อมต่อ และความถี่ของแรงรบกวนที่เกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของโรเตอร์จะค่อยๆ ลดลงจากค่าสูงสุดจนถึงจุดหยุด.

ในกรณีนี้ ความถี่ธรรมชาติของจุดรองรับสามารถกำหนดได้โดยลักษณะสองประการ:

• โดยการกระโดดในท้องถิ่นของความกว้างของการสั่นที่สังเกตได้ในบริเวณการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์;
• โดยการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน (สูงสุด 180°) ในเฟสการสั่นสะเทือนที่สังเกตได้ในช่วงของการกระโดดของแอมพลิจูด

ในอุปกรณ์ซีรีส์ "Balanset" โหมด "Vibrometer" ("Balanset 1") หรือโหมด "Balanset Monitoring" ("Balanset 2C" และ "Balanset 4") สามารถใช้ตรวจจับความถี่ธรรมชาติของวัตถุ "บนชายฝั่ง" ซึ่งช่วยให้สามารถวัดแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนแบบวนรอบที่ความถี่การหมุนของใบพัดได้.

นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ "Balanset 1" ยังมีโหมด "Graphs. Coasting" พิเศษ ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนของฐานรองรับขณะลอยตัวตามความถี่การหมุนที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้กระบวนการวินิจฉัยเรโซแนนซ์ง่ายขึ้นอย่างมาก.

ควรสังเกตว่า ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน (ดูหัวข้อ 3.1.1) วิธีการระบุความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับบนชายฝั่งสามารถนำไปใช้ได้เฉพาะในกรณีของการศึกษาเครื่องจักรสมดุลแบบ Soft Bearing เท่านั้น ซึ่งความถี่การทำงานของการหมุนโรเตอร์มีค่าสูงกว่าความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับในทิศทางขวางอย่างมีนัยสำคัญ

ในกรณีของเครื่องจักรที่มีแบริ่งแข็ง ซึ่งความถี่การทำงานของการหมุนของโรเตอร์ที่กระตุ้นการสั่นสะเทือนของฐานรองรับที่อยู่บนชายฝั่งต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับอย่างมีนัยสำคัญ การใช้แนวทางนี้จึงเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

3.1.4. ข้อเสนอแนะเชิงปฏิบัติสำหรับการออกแบบและผลิตอุปกรณ์รองรับสำหรับเครื่องสมดุล

3.1.2. การคำนวณความถี่ธรรมชาติของจุดรองรับโดยวิธีการคำนวณเชิงคอมพิวเตอร์

การคำนวณความถี่ธรรมชาติของตัวรองรับโดยใช้แผนการคำนวณที่ได้กล่าวถึงข้างต้นสามารถดำเนินการได้ในสองทิศทาง:

• ในทิศทางขวางของตัวรองรับ ซึ่งตรงกับทิศทางการวัดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงไม่สมดุลของโรเตอร์
• ในทิศทางแกน ซึ่งตรงกับแกนหมุนของโรเตอร์ที่สมดุลซึ่งติดตั้งอยู่บนฐานรองรับของเครื่องจักร

การคำนวณความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับในแนวตั้งนั้น จำเป็นต้องใช้เทคนิคการคำนวณที่ซับซ้อนกว่า ซึ่ง (นอกเหนือจากพารามิเตอร์ของฐานรองรับและโรเตอร์ที่สมดุลแล้ว) จะต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์ของโครงสร้างและลักษณะเฉพาะของการติดตั้งเครื่องจักรบนฐานรากด้วย วิธีนี้ไม่ได้กล่าวถึงในเอกสารนี้ การวิเคราะห์สูตร 3.1 ช่วยให้ได้คำแนะนำง่ายๆ บางประการที่นักออกแบบเครื่องจักรควรพิจารณาในการปฏิบัติงานจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนความแข็งและความ/หรือมวล การเพิ่มความแข็งจะเพิ่มความถี่ธรรมชาติของฐานรองรับ ในขณะที่การเพิ่มมวลจะลดลง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นและผกผันกำลังสอง ตัวอย่างเช่น การเพิ่มความแข็งของฐานรองรับเป็นสองเท่าจะเพิ่มความถี่ธรรมชาติเพียง 1.4 เท่า ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มมวลของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของฐานรองรับเป็นสองเท่าจะลดความถี่ธรรมชาติลงเพียง 1.4 เท่า.

3.1.4.1. เครื่องจักรแบบรองรับนุ่มด้วยสปริงแผ่นเรียบ

ในหัวข้อที่ 2.1 และรูปที่ 2.7 - 2.9 ได้กล่าวถึงรูปแบบการออกแบบต่างๆ ของอุปกรณ์รองรับเครื่องปรับสมดุลที่ทำจากสปริงแบนไว้แล้ว จากข้อมูลที่เราได้รับ การออกแบบดังกล่าวส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องจักรที่ใช้สำหรับปรับสมดุลเพลาขับ.

ยกตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาพารามิเตอร์ของสปริงที่ลูกค้ารายหนึ่ง (บริษัท "Rost-Service" จำกัด เมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก) ใช้ในการผลิตแท่นรองเครื่องจักรของตนเอง เครื่องจักรนี้มีจุดประสงค์เพื่อปรับสมดุลเพลาขับแบบ 2, 3 และ 4 จุดรองรับ โดยมีน้ำหนักไม่เกิน 200 กิโลกรัม ขนาดทางเรขาคณิตของสปริง (ความสูง * ความกว้าง * ความหนา) ที่ใช้ในแท่นรองของแกนหมุนนำและแกนหมุนตามของเครื่องจักร ซึ่งลูกค้าเลือกใช้นั้น มีขนาด 300*200*3 มม. ตามลำดับ.

ความถี่ธรรมชาติของฐานรองที่ไม่มีน้ำหนักบรรทุก ซึ่งกำหนดโดยการทดลองด้วยวิธีการกระตุ้นด้วยแรงกระแทกโดยใช้ระบบวัดมาตรฐานของเครื่อง "Balanset 4" พบว่าอยู่ที่ 11 - 12 เฮิรตซ์ ที่ความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของฐานรองดังกล่าว ความถี่การหมุนที่แนะนำของโรเตอร์ที่สมดุลในระหว่างการปรับสมดุลไม่ควรต่ำกว่า 22-24 เฮิรตซ์ (1320 – 1440 รอบต่อนาที).

ขนาดทางเรขาคณิตของสปริงแบนที่ผู้ผลิตรายเดียวกันใช้ในส่วนรองรับตรงกลางนั้นมีขนาด 200*200*3 มม. ตามลำดับ ยิ่งไปกว่านั้น จากการศึกษาพบว่าความถี่ธรรมชาติของส่วนรองรับเหล่านี้สูงกว่า โดยอยู่ที่ 13-14 เฮิรตซ์.

จากผลการทดสอบ ผู้ผลิตเครื่องจักรได้รับคำแนะนำให้ปรับความถี่ธรรมชาติของแกนหมุนและตัวรองรับกลางให้เท่ากัน ซึ่งจะช่วยให้การเลือกช่วงความถี่การหมุนในการทำงานของเพลาขับระหว่างการปรับสมดุลทำได้ง่ายขึ้น และหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรที่อาจเกิดขึ้นกับค่าที่อ่านได้จากระบบวัดเนื่องจากตัวรองรับเข้าสู่บริเวณการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์.

วิธีการปรับความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของตัวรองรับบนสปริงแบนนั้นชัดเจน การปรับนี้สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนขนาดเชิงเรขาคณิตหรือรูปร่างของสปริงแบน ซึ่งสามารถทำได้ เช่น การกัดร่องตามยาวหรือตามขวางเพื่อลดความแข็งของสปริง

ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การตรวจสอบผลการปรับปรุงดังกล่าวสามารถดำเนินการได้โดยการระบุความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของฐานรองรับโดยใช้วิธีการที่อธิบายไว้ในหัวข้อ 3.1.3.1 และ 3.1.3.2

รูปที่ 3.6 นำเสนอเวอร์ชันคลาสสิกของการออกแบบการรองรับบนสปริงแบน ซึ่งใช้ในหนึ่งในเครื่องจักรของเขาโดย A. Sinitsyn ดังที่แสดงในรูป การรองรับประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

• แผ่นบน 1;
• สปริงแบนสองตัว 2 และ 3;
• แผ่นล่าง 4;
• ตัวยึดหยุด 5.

รูปที่ 3.6 การออกแบบรูปแบบของฐานรองรับบนสปริงแบน

แผ่นบน 1 ของฐานรองรับสามารถใช้สำหรับติดตั้งแกนหมุนหรือตลับลูกปืนตัวกลางได้ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการรองรับ แผ่นล่าง 4 สามารถยึดติดกับรางนำของเครื่องจักรอย่างแน่นหนา หรือติดตั้งบนรางเลื่อนที่เคลื่อนที่ได้ เพื่อให้ฐานรองรับสามารถเคลื่อนที่ไปตามรางนำได้ ขายึด 5 ใช้สำหรับติดตั้งกลไกล็อคของฐานรองรับ เพื่อให้สามารถยึดฐานรองรับให้แน่นหนาในระหว่างการเร่งและลดความเร็วของโรเตอร์ที่สมดุล

สปริงแบนสำหรับแท่นรองรับเครื่องจักรแบบแบริ่งอ่อนควรทำจากเหล็กแผ่นสปริงหรือเหล็กอัลลอยคุณภาพสูง การใช้เหล็กโครงสร้างทั่วไปที่มีความแข็งแรงคราต่ำนั้นไม่เหมาะสม เนื่องจากอาจเกิดการเสียรูปถาวรภายใต้แรงคงที่และแรงพลวัตในระหว่างการทำงาน ซึ่งจะนำไปสู่การลดความแม่นยำทางเรขาคณิตของเครื่องจักรและอาจทำให้สูญเสียเสถียรภาพของแท่นรองรับได้.

สำหรับเครื่องจักรที่มีมวลโรเตอร์สมดุลไม่เกิน 300 - 500 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 30 – 40 มิลลิเมตร และสำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวลสูงสุดตั้งแต่ 1000 ถึง 3000 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถสูงถึง 50 – 60 มิลลิเมตรหรือมากกว่านั้น จากการวิเคราะห์ลักษณะไดนามิกของตัวรองรับดังกล่าว พบว่าความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่วัดในระนาบขวาง (ระนาบการวัดการเสียรูปสัมพัทธ์ของส่วนที่ "ยืดหยุ่น" และ "แข็ง") มักจะเกิน 100 เฮิรตซ์หรือมากกว่านั้น ส่วนความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวรองรับแบริ่งแข็งในระนาบด้านหน้า ซึ่งวัดในทิศทางที่ตรงกับแกนการหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้ว มักจะต่ำกว่าอย่างมาก และความถี่เหล่านี้ควรได้รับการพิจารณาเป็นหลักเมื่อกำหนดขีดจำกัดบนของช่วงความถี่การทำงานสำหรับโรเตอร์หมุนที่ปรับสมดุลบนเครื่องจักร ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การหาค่าความถี่เหล่านี้สามารถทำได้โดยใช้วิธีการกระตุ้นด้วยแรงกระแทกตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 3.1.

รูปที่ 3.7 เครื่องสำหรับปรับสมดุลโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า ประกอบเสร็จแล้ว พัฒนาโดย เอ. มอคอฟ

รูปที่ 3.8 เครื่องสำหรับปรับสมดุลโรเตอร์ของเทอร์โบปั๊ม พัฒนาโดย G. Glazov (บิชเคก)

3.1.4.2. การรองรับเครื่องจักรแบบนุ่มด้วยระบบกันสะเทือนบนสปริงแถบ

ในการออกแบบสปริงแถบที่ใช้สำหรับรองรับระบบกันสะเทือน ควรให้ความสำคัญกับการเลือกความหนาและความกว้างของแถบสปริง ซึ่งในด้านหนึ่งต้องสามารถทนต่อแรงสถิตและแรงไดนามิกของโรเตอร์ที่กระทำต่อฐานรองรับ และในอีกด้านหนึ่งต้องป้องกันความเป็นไปได้ของการสั่นสะเทือนแบบบิดของระบบกันสะเทือนฐานรองรับ ซึ่งแสดงออกมาเป็นอาการเยื้องศูนย์ในแนวแกน

ตัวอย่างการนำโครงสร้างของเครื่องปรับสมดุลที่ใช้ระบบกันสะเทือนแบบสปริงแถบมาใช้ แสดงไว้ในรูปที่ 2.1 - 2.5 (ดูหัวข้อ 2.1) รวมถึงรูปที่ 3.7 และ 3.8 ของหัวข้อนี้ด้วย.

3.1.4.4. อุปกรณ์รองรับตลับลูกปืนแบบแข็งสำหรับเครื่องจักร

จากประสบการณ์อันยาวนานของเรากับลูกค้า แสดงให้เห็นว่า ผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลแบบทำเองจำนวนมากเริ่มหันมานิยมเครื่องจักรที่มีแบริ่งแข็งและฐานรองรับที่แข็งแรงมากขึ้น ในส่วนที่ 2.2 รูปที่ 2.16 – 2.18 แสดงภาพถ่ายของโครงสร้างเครื่องจักรแบบต่างๆ ที่ใช้ฐานรองรับดังกล่าว รูปที่ 3.10 แสดงภาพร่างทั่วไปของฐานรองรับที่แข็งแรง ซึ่งพัฒนาโดยลูกค้าของเรารายหนึ่งสำหรับการสร้างเครื่องจักรของเขา ฐานรองรับนี้ประกอบด้วยแผ่นเหล็กแบนที่มีร่องรูปตัว P ซึ่งแบ่งฐานรองรับออกเป็นส่วน "แข็ง" และ "ยืดหยุ่น" ตามหลักการทั่วไป ภายใต้แรงที่ไม่สมดุล ส่วน "ยืดหยุ่น" ของฐานรองรับสามารถเปลี่ยนรูปได้เมื่อเทียบกับส่วน "แข็ง" ขนาดของการเสียรูปนี้ ซึ่งกำหนดโดยความหนาของฐานรองรับ ความลึกของร่อง และความกว้างของสะพานที่เชื่อมต่อส่วน "ยืดหยุ่น" และ "แข็ง" ของฐานรองรับ สามารถวัดได้โดยใช้เซ็นเซอร์ที่เหมาะสมของระบบการวัดของเครื่องจักร เนื่องจากขาดวิธีการคำนวณความแข็งแกร่งตามขวางของตัวรองรับดังกล่าว โดยคำนึงถึงความลึก h ของร่องรูปตัว P ความกว้าง t ของสะพาน และความหนา r ของตัวรองรับ (ดูรูปที่ 3.10) พารามิเตอร์การออกแบบเหล่านี้จึงมักถูกกำหนดโดยวิธีการทดลองโดยผู้พัฒนา.

สำหรับเครื่องจักรที่มีมวลโรเตอร์สมดุลไม่เกิน 300 - 500 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 30 – 40 มิลลิเมตร และสำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวลสูงสุดตั้งแต่ 1000 ถึง 3000 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถสูงถึง 50 – 60 มิลลิเมตรหรือมากกว่านั้น จากการวิเคราะห์ลักษณะไดนามิกของตัวรองรับดังกล่าว พบว่าความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่วัดในระนาบขวาง (ระนาบการวัดการเสียรูปสัมพัทธ์ของส่วนที่ "ยืดหยุ่น" และ "แข็ง") มักจะเกิน 100 เฮิรตซ์หรือมากกว่านั้น ส่วนความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวรองรับแบริ่งแข็งในระนาบด้านหน้า ซึ่งวัดในทิศทางที่ตรงกับแกนการหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้ว มักจะต่ำกว่าอย่างมาก และความถี่เหล่านี้ควรได้รับการพิจารณาเป็นหลักเมื่อกำหนดขีดจำกัดบนของช่วงความถี่การทำงานสำหรับโรเตอร์หมุนที่ปรับสมดุลบนเครื่องจักร.

รูปที่ 3.26. ตัวอย่างการใช้เตียงกลึงมือสองเพื่อผลิตเครื่องแบริ่งแข็งสำหรับปรับสมดุลสว่าน

รูปที่ 3.27. ตัวอย่างการใช้เตียงกลึงมือสองเพื่อผลิตเครื่องแบริ่งแบบอ่อนสำหรับปรับสมดุลเพลา

รูปที่ 3.28. ตัวอย่างการประดิษฐ์เตียงประกอบจากช่อง

รูปที่ 3.29. ตัวอย่างการประดิษฐ์เตียงเชื่อมจากช่อง

รูปที่ 3.30. ตัวอย่างการผลิตเตียงเชื่อมจากช่อง

รูปที่ 3.31. ตัวอย่างเตียงเครื่องปรับสมดุลที่ทำจากคอนกรีตโพลีเมอร์

โดยทั่วไป ในการผลิตเตียงประเภทนี้ ส่วนบนของเตียงจะเสริมความแข็งแรงด้วยเหล็กเส้นที่ใช้เป็นตัวนำทางสำหรับขาตั้งของเครื่องปรับสมดุล แต่ในปัจจุบัน เตียงที่ทำจากคอนกรีตโพลีเมอร์เคลือบสารลดแรงสั่นสะเทือนได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เทคโนโลยีการผลิตเตียงประเภทนี้มีรายละเอียดอยู่ในเว็บไซต์ต่างๆ และผู้ผลิตแบบ DIY สามารถนำไปใช้ได้ง่าย เนื่องจากความเรียบง่ายและต้นทุนการผลิตต่ำ เตียงเหล่านี้จึงมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าเตียงโลหะ:

• ค่าสัมประสิทธิ์การหน่วงที่สูงขึ้นสำหรับการสั่นแบบสั่น
• ค่าการนำความร้อนต่ำ ช่วยให้มั่นใจถึงการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของเตียงน้อยที่สุด
• ความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น
• ขาดความเครียดภายใน

3.1.4.3. การรองรับเครื่องจักรแบบนุ่มที่ทำโดยใช้สปริงทรงกระบอก

ตัวอย่างของเครื่องปรับสมดุลแบบ Soft Bearing ซึ่งใช้สปริงอัดทรงกระบอกในการออกแบบของตัวรองรับ แสดงในรูปที่ 3.9 ข้อเสียหลักของการออกแบบนี้เกี่ยวข้องกับระดับการเปลี่ยนรูปของสปริงที่แตกต่างกันในตัวรองรับด้านหน้าและด้านหลัง ซึ่งเกิดขึ้นหากน้ำหนักที่กระทำต่อตัวรองรับไม่เท่ากันในระหว่างการปรับสมดุลของโรเตอร์ที่ไม่สมมาตร ซึ่งนำไปสู่การไม่ตรงแนวของตัวรองรับและการเอียงของแกนโรเตอร์ในระนาบแนวตั้ง หนึ่งในผลกระทบเชิงลบของข้อบกพร่องนี้อาจเป็นการเกิดขึ้นของแรงที่ทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่ตามแนวแกนในระหว่างการหมุน

รูปที่ 3.9. รูปแบบการก่อสร้างฐานรองรับแบบนุ่มสำหรับเครื่องจักรสมดุลโดยใช้สปริงทรงกระบอก

3.1.4.4. อุปกรณ์รองรับตลับลูกปืนแบบแข็งสำหรับเครื่องจักร

จากประสบการณ์อันยาวนานของเรากับลูกค้า แสดงให้เห็นว่า ผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลแบบทำเองจำนวนมากเริ่มหันมานิยมเครื่องจักรที่มีแบริ่งแข็งและฐานรองรับที่แข็งแรงมากขึ้น ในส่วนที่ 2.2 รูปที่ 2.16 – 2.18 แสดงภาพถ่ายของโครงสร้างเครื่องจักรแบบต่างๆ ที่ใช้ฐานรองรับดังกล่าว รูปที่ 3.10 แสดงภาพร่างทั่วไปของฐานรองรับที่แข็งแรง ซึ่งพัฒนาโดยลูกค้าของเรารายหนึ่งสำหรับการสร้างเครื่องจักรของเขา ฐานรองรับนี้ประกอบด้วยแผ่นเหล็กแบนที่มีร่องรูปตัว P ซึ่งแบ่งฐานรองรับออกเป็นส่วน "แข็ง" และ "ยืดหยุ่น" ตามหลักการทั่วไป ภายใต้แรงที่ไม่สมดุล ส่วน "ยืดหยุ่น" ของฐานรองรับสามารถเปลี่ยนรูปได้เมื่อเทียบกับส่วน "แข็ง" ขนาดของการเสียรูปนี้ ซึ่งกำหนดโดยความหนาของฐานรองรับ ความลึกของร่อง และความกว้างของสะพานที่เชื่อมต่อส่วน "ยืดหยุ่น" และ "แข็ง" ของฐานรองรับ สามารถวัดได้โดยใช้เซ็นเซอร์ที่เหมาะสมของระบบการวัดของเครื่องจักร เนื่องจากขาดวิธีการคำนวณความแข็งแกร่งตามขวางของตัวรองรับดังกล่าว โดยคำนึงถึงความลึก h ของร่องรูปตัว P ความกว้าง t ของสะพาน และความหนา r ของตัวรองรับ (ดูรูปที่ 3.10) พารามิเตอร์การออกแบบเหล่านี้จึงมักถูกกำหนดโดยวิธีการทดลองโดยผู้พัฒนา.

รูปที่ 3.10. แบบร่างของฐานรองรับแบบแข็งสำหรับเครื่องปรับสมดุล

ภาพถ่ายที่แสดงการใช้งานต่างๆ ของตัวรองรับดังกล่าว ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับเครื่องจักรของลูกค้าของเราเอง แสดงอยู่ในรูปที่ 3.11 และ 3.12 โดยสรุปข้อมูลที่ได้รับจากลูกค้าผู้ผลิตเครื่องจักรหลายรายของเรา สามารถกำหนดข้อกำหนดสำหรับความหนาของตัวรองรับ สำหรับเครื่องจักรขนาดต่างๆ และความสามารถในการรับน้ำหนักได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องจักรที่ใช้ปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 0.1 ถึง 50-100 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับอาจอยู่ที่ 20 มิลลิเมตร.

รูปที่ 3.11. แบริ่งแข็งสำหรับเครื่องจักรบาลานซ์ ผลิตโดย A. Sinitsyn

รูปที่ 3.12. แบริ่งแข็งสำหรับเครื่องปรับสมดุล ผลิตโดย D. Krasilnikov

สำหรับเครื่องจักรที่มีมวลโรเตอร์สมดุลไม่เกิน 300 - 500 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 30 – 40 มิลลิเมตร และสำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวลสูงสุดตั้งแต่ 1000 ถึง 3000 กิโลกรัม ความหนาของตัวรองรับสามารถสูงถึง 50 – 60 มิลลิเมตรหรือมากกว่านั้น จากการวิเคราะห์ลักษณะไดนามิกของตัวรองรับดังกล่าว พบว่าความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่วัดในระนาบขวาง (ระนาบการวัดการเสียรูปสัมพัทธ์ของส่วนที่ "ยืดหยุ่น" และ "แข็ง") มักจะเกิน 100 เฮิรตซ์หรือมากกว่านั้น ส่วนความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวรองรับแบริ่งแข็งในระนาบด้านหน้า ซึ่งวัดในทิศทางที่ตรงกับแกนการหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้ว มักจะต่ำกว่าอย่างมาก และความถี่เหล่านี้ควรได้รับการพิจารณาเป็นหลักเมื่อกำหนดขีดจำกัดบนของช่วงความถี่การทำงานสำหรับโรเตอร์หมุนที่ปรับสมดุลบนเครื่องจักร ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การหาค่าความถี่เหล่านี้สามารถทำได้โดยใช้วิธีการกระตุ้นด้วยแรงกระแทกตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 3.1.

3.2. ชุดรองรับของเครื่องจักรปรับสมดุล

3.2.1. ประเภทหลักของชุดประกอบที่รองรับ

ในการผลิตเครื่องปรับสมดุลทั้งแบบลูกปืนแข็งและลูกปืนนิ่ม สามารถแนะนำชุดประกอบรองรับที่เป็นที่รู้จักกันดีซึ่งใช้สำหรับการติดตั้งและการหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลบนตัวรองรับได้ ดังต่อไปนี้:

• ชุดประกอบสนับสนุนแบบปริซึม
• รองรับชุดประกอบที่มีลูกกลิ้งหมุน
• ชุดประกอบรองรับแกนหมุน

3.2.1.1. ชุดประกอบรองรับแบบปริซึม

ชุดประกอบเหล่านี้ ซึ่งมีตัวเลือกการออกแบบที่หลากหลาย มักจะติดตั้งบนฐานรองของเครื่องจักรขนาดเล็กและขนาดกลาง ซึ่งสามารถใช้รองรับโรเตอร์ที่มีมวลไม่เกิน 50-100 กิโลกรัมได้ ตัวอย่างของชุดประกอบรองรับแบบปริซึมที่ง่ายที่สุดแสดงในรูปที่ 3.13 ชุดประกอบรองรับนี้ทำจากเหล็กและใช้กับเครื่องปรับสมดุลกังหัน ผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลขนาดเล็กและขนาดกลางจำนวนมาก นิยมใช้วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ (ฉนวนไฟฟ้า) เช่น เท็กซ์โทไลต์ ฟลูออโรพลาสติก แคโปรลอน เป็นต้น ในการผลิตชุดประกอบรองรับแบบปริซึม.

3.13. รูปแบบการดำเนินการของชุดประกอบรองรับแบบปริซึม ใช้ในเครื่องปรับสมดุลสำหรับกังหันรถยนต์

ชุดประกอบรองรับที่คล้ายกัน (ดูรูปที่ 3.8 ด้านบน) ถูกนำมาใช้ ตัวอย่างเช่น โดย G. Glazov ในเครื่องจักรของเขา ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปรับสมดุลกังหันรถยนต์เช่นกัน ส่วนวิธีการแก้ปัญหาทางเทคนิคดั้งเดิมของชุดประกอบรองรับทรงปริซึมที่ทำจากฟลูออโรพลาสติก (ดูรูปที่ 3.14) นั้น เสนอโดยบริษัท LLC "Technobalance".

รูปที่ 3.14 ชุดประกอบฐานรองปริซึม ผลิตโดยบริษัท เทคโนบาลานซ์ จำกัด"

ชุดรองรับนี้ประกอบขึ้นจากปลอกทรงกระบอก 1 และ 2 สองอัน ติดตั้งทำมุมกันและยึดติดกับแกนรองรับ โรเตอร์ที่สมดุลจะสัมผัสกับพื้นผิวของปลอกตามแนวเส้นกำเนิดของทรงกระบอก ซึ่งช่วยลดพื้นที่สัมผัสระหว่างเพลาโรเตอร์และตัวรองรับ ส่งผลให้แรงเสียดทานในตัวรองรับลดลง หากจำเป็น ในกรณีที่พื้นผิวของตัวรองรับสึกหรอหรือเสียหายในบริเวณที่สัมผัสกับเพลาโรเตอร์ สามารถชดเชยการสึกหรอได้โดยการหมุนปลอกรอบแกนของมันด้วยมุมที่กำหนด ควรสังเกตว่าเมื่อใช้ชุดรองรับที่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ จำเป็นต้องจัดให้มีโครงสร้างที่สามารถต่อสายดินของโรเตอร์ที่สมดุลเข้ากับตัวเครื่อง ซึ่งจะช่วยขจัดความเสี่ยงจากการเกิดประจุไฟฟ้าสถิตที่รุนแรงในระหว่างการทำงาน ประการแรก ช่วยลดการรบกวนทางไฟฟ้าที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบการวัดของเครื่องจักร และประการที่สอง ช่วยขจัดความเสี่ยงที่บุคลากรจะได้รับผลกระทบจากไฟฟ้าสถิต.

3.2.1.2. ชุดประกอบรองรับลูกกลิ้ง

ชุดประกอบเหล่านี้มักติดตั้งบนฐานรองของเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวลเกิน 50 กิโลกรัมขึ้นไป การใช้งานชุดประกอบเหล่านี้ช่วยลดแรงเสียดทานในฐานรองได้อย่างมากเมื่อเทียบกับฐานรองแบบปริซึม ทำให้การหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้วง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น รูปที่ 3.15 แสดงแบบการออกแบบชุดประกอบฐานรองที่ใช้ลูกกลิ้งในการจัดตำแหน่งผลิตภัณฑ์ ในการออกแบบนี้ ใช้ตลับลูกปืนแบบมาตรฐานเป็นลูกกลิ้ง 1 และ 2 โดยวงแหวนด้านนอกของลูกกลิ้งจะหมุนบนแกนคงที่ซึ่งยึดอยู่กับตัวฐานรอง 3 ของเครื่องจักร รูปที่ 3.16 แสดงภาพร่างของการออกแบบชุดประกอบฐานรองลูกกลิ้งที่ซับซ้อนกว่า ซึ่งนำไปใช้ในโครงการของผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลแบบทำเองรายหนึ่ง จากภาพวาด จะเห็นได้ว่า เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของลูกกลิ้ง (และส่งผลให้ชุดรองรับโดยรวมมีความสามารถในการรับน้ำหนักได้มากขึ้น) จึงมีการติดตั้งตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง 1 และ 2 จำนวนหนึ่งไว้ในตัวลูกกลิ้ง 3 การนำการออกแบบนี้ไปใช้งานจริง แม้จะมีข้อดีที่เห็นได้ชัดหลายประการ แต่ดูเหมือนจะเป็นงานที่ค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากจำเป็นต้องผลิตตัวลูกกลิ้ง 3 ขึ้นใหม่โดยอิสระ ซึ่งมีข้อกำหนดที่สูงมากในด้านความแม่นยำทางเรขาคณิตและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ.

รูปที่ 3.15. ตัวอย่างการออกแบบชุดรองรับลูกกลิ้ง

รูปที่ 3.16. ตัวอย่างการออกแบบชุดรองรับลูกกลิ้งพร้อมตลับลูกปืนสองชุด

ภาพที่ 3.17 แสดงแบบการออกแบบของชุดรองรับลูกกลิ้งแบบปรับแนวได้เอง ซึ่งพัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญของบริษัท "Technobalance" ในการออกแบบนี้ ความสามารถในการปรับแนวได้เองของลูกกลิ้งเกิดขึ้นจากการเพิ่มองศาอิสระอีกสององศา ทำให้ลูกกลิ้งสามารถเคลื่อนที่เชิงมุมเล็กๆ รอบแกน X และ Y ได้ ชุดรองรับดังกล่าวช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำสูงในการติดตั้งโรเตอร์ที่สมดุล และมักแนะนำให้ใช้กับแท่นรองรับของเครื่องปรับสมดุลขนาดใหญ่.

รูปที่ 3.17. ตัวอย่างการออกแบบชุดประกอบรองรับลูกกลิ้งแบบปรับแนวตัวเอง

ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ชุดรองรับลูกกลิ้งมักมีข้อกำหนดค่อนข้างสูงสำหรับการผลิตที่มีความแม่นยำและความแข็งแกร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่าความเผื่อที่กำหนดสำหรับการวิ่งออกด้านรัศมีของลูกกลิ้งไม่ควรเกิน 3-5 ไมครอน

ในทางปฏิบัติ แม้แต่ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงก็ยังไม่สามารถทำได้ตามมาตรฐานนี้เสมอไป ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการทดสอบการเบี่ยงเบนในแนวรัศมีของชุดลูกกลิ้งรองรับใหม่ที่ซื้อมาเป็นอะไหล่สำหรับเครื่องปรับสมดุลรุ่น H8V ยี่ห้อ "K. Shenk" พบว่าการเบี่ยงเบนในแนวรัศมีของลูกกลิ้งมีค่าสูงถึง 10-11 ไมครอน.

3.2.1.3. ชุดประกอบรองรับแกนหมุน

เมื่อทำการบาลานซ์โรเตอร์ที่มีการติดตั้งแบบหน้าแปลน (เช่น เพลาคาร์ดัน) บนเครื่องบาลานซ์ จะใช้สปินเดิลเป็นชุดรองรับสำหรับการจัดตำแหน่ง การติดตั้ง และการหมุนของชิ้นงานที่ต้องการบาลานซ์

สปินเดิลเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและสำคัญที่สุดของเครื่องปรับสมดุล ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการบรรลุคุณภาพการปรับสมดุลที่ต้องการ

ทฤษฎีและการปฏิบัติในการออกแบบและการผลิตแกนหมุนได้รับการพัฒนาอย่างดีและสะท้อนให้เห็นในสิ่งพิมพ์หลากหลายประเภท ซึ่งในจำนวนนี้ เอกสารทางวิชาการเรื่อง "รายละเอียดและกลไกของเครื่องมือตัดโลหะ" [1] ซึ่งแก้ไขโดย ดร. วิศวกร DN Reshetov ถือเป็นเอกสารที่มีประโยชน์และเข้าถึงได้ง่ายที่สุดสำหรับนักพัฒนา.

ในบรรดาข้อกำหนดหลักที่ควรพิจารณาในการออกแบบและผลิตแกนหมุนของเครื่องปรับสมดุล ควรให้ความสำคัญกับสิ่งต่อไปนี้:

ก) การจัดให้มีโครงสร้างชุดแกนหมุนที่มีความแข็งแกร่งสูงเพียงพอที่จะป้องกันการเสียรูปที่ไม่สามารถยอมรับได้ซึ่งอาจเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงไม่สมดุลของโรเตอร์ที่สมดุลแล้ว

b) การรับประกันความเสถียรของตำแหน่งแกนหมุนของสปินเดิล โดยมีคุณลักษณะที่แสดงด้วยค่าที่อนุญาตของความคลาดเคลื่อนในแนวรัศมี แนวแกน และแนวแกนหมุนของสปินเดิล

c) การรับรองความทนทานต่อการสึกหรอของจุดหมุนของแกนหมุน รวมถึงพื้นผิวที่รองรับและพื้นผิวที่ใช้ในการติดตั้งผลิตภัณฑ์ที่สมดุล

การนำข้อกำหนดเหล่านี้ไปใช้ในทางปฏิบัติมีรายละเอียดอยู่ในส่วนที่ VI "แกนหมุนและส่วนรองรับ" ของงาน [1].

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีวิธีการสำหรับการตรวจสอบความแข็งแกร่งและความแม่นยำในการหมุนของสปินเดิล คำแนะนำสำหรับการเลือกตลับลูกปืน การเลือกวัสดุสปินเดิลและวิธีการทำให้แข็ง รวมถึงข้อมูลที่เป็นประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมายในหัวข้อนี้

งาน [1] ระบุว่าในการออกแบบแกนหมุนสำหรับเครื่องจักรตัดโลหะส่วนใหญ่ จะใช้ระบบลูกปืนสองชุดเป็นหลัก

ตัวอย่างของรูปแบบการออกแบบของระบบสองแบริ่งที่ใช้ในแกนหมุนของเครื่องกัด (รายละเอียดสามารถพบได้ในงาน [1]) แสดงในรูปที่ 3.18

แผนการนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแกนหมุนของเครื่องจักรบาลานซ์ ตัวอย่างของรูปแบบการออกแบบที่สามารถเห็นได้ด้านล่างในรูปที่ 3.19 ถึง 3.22

รูปที่ 3.18. ภาพร่างของแกนหมุนเครื่องกัดที่ใช้ตลับลูกปืนสองจุด

รูปที่ 3.19 แสดงหนึ่งในรูปแบบการออกแบบของชุดประกอบแกนหมุนนำของเครื่องปรับสมดุล ซึ่งหมุนบนตลับลูกปืนรับแรงรัศมีสองตัว แต่ละตัวมีตัวเรือนอิสระของตัวเอง 1 และ 2 หน้าแปลน 4 ซึ่งใช้สำหรับติดตั้งเพลาแบบคาร์ดัน และรอก 5 ซึ่งใช้ส่งการหมุนไปยังแกนหมุนจากมอเตอร์ไฟฟ้าโดยใช้สายพานวีไดรฟ์ ติดตั้งอยู่บนเพลาแกนหมุน 3

รูปที่ 3.19. ตัวอย่างการออกแบบแกนหมุนบนการรองรับตลับลูกปืนอิสระสองจุด

รูปที่ 3.20 และ 3.21 แสดงการออกแบบชุดประกอบแกนหมุนนำสองแบบที่มีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ในทั้งสองกรณี ตลับลูกปืนแกนหมุนจะติดตั้งอยู่ในตัวเรือนร่วม 1 ซึ่งมีรูทะลุแกนที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งแกนหมุน ที่ทางเข้าและทางออกของรูนี้ ตัวเรือนจะมีรูพิเศษ (ไม่ได้แสดงในภาพ) ที่ออกแบบมาเพื่อรองรับตลับลูกปืนรับแรงกระแทกตามแนวรัศมี (ลูกกลิ้งหรือลูกบอล) และฝาครอบหน้าแปลนพิเศษ 5 ซึ่งใช้สำหรับยึดวงแหวนด้านนอกของตลับลูกปืน

รูปที่ 3.20 ตัวอย่าง 1 ของการออกแบบแกนนำบนการรองรับตลับลูกปืนสองจุดที่ติดตั้งในตัวเรือนร่วม

รูปที่ 3.21. ตัวอย่าง 2 ของการออกแบบแกนนำบนการรองรับด้วยตลับลูกปืนสองตัวที่ติดตั้งในตัวเรือนร่วมกัน

เช่นเดียวกับในรุ่นก่อนหน้า (ดูรูปที่ 3.19) แผ่นหน้าแปลน 2 จะติดตั้งอยู่บนเพลาแกนหมุน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อยึดหน้าแปลนของเพลาขับ และลูกรอก 3 ซึ่งใช้สำหรับส่งการหมุนจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปยังแกนหมุนผ่านสายพาน แขน 4 ก็ถูกยึดติดกับแกนสปินเดิลเช่นกัน ซึ่งใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งเชิงมุมของสปินเดิล โดยใช้เมื่อติดตั้งน้ำหนักทดสอบและน้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ในระหว่างการปรับสมดุล

รูปที่ 3.22. ตัวอย่างการออกแบบแกนหมุนขับเคลื่อน (ด้านหลัง)

รูปที่ 3.22 แสดงรูปแบบการออกแบบของชุดประกอบแกนหมุนขับเคลื่อน (ด้านหลัง) ของเครื่องจักร ซึ่งแตกต่างจากแกนหมุนนำเพียงการไม่มีพูลเลย์ขับเคลื่อนและแขนพูลเลย์ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้

รูปที่ 3.23 ตัวอย่างการออกแบบและการใช้งานจริงของแกนหมุนขับเคลื่อน (ด้านหลัง)

ตามที่เห็นใน รูปที่ 3.20 – 3.22ชุดสปินเดิลที่กล่าวถึงข้างต้นจะติดตั้งกับตัวยึด Soft Bearing ของเครื่องสมดุลโดยใช้แคลมป์พิเศษ (สายรัด) 6 วิธีอื่น ๆ ในการติดตั้งก็สามารถใช้ได้หากจำเป็น โดยต้องมั่นใจในความแข็งแรงและความแม่นยำในการวางตำแหน่งชุดสปินเดิลบนตัวยึด

รูปที่ 3.23 แสดงการออกแบบการติดตั้งหน้าแปลนที่คล้ายกับแกนหมุนนั้น ซึ่งสามารถใช้สำหรับการติดตั้งบนตัวรองรับลูกปืนแข็งของเครื่องปรับสมดุล

3.2.1.3.4 การคำนวณค่าความแข็งของแกนหมุนและการเบี่ยงเบนในแนวรัศมี

ในการกำหนดความแข็งแกร่งของแกนหมุนและการเบี่ยงเบนรัศมีที่คาดการณ์ไว้ สามารถใช้สูตร 3.4 ได้ (ดูแผนผังการคำนวณในรูปที่ 3.24):

ที่ไหน:

• Y - ระยะการเคลื่อนที่แบบยืดหยุ่นของแกนหมุนที่ปลายคอนโซลแกนหมุน หน่วยเป็นเซนติเมตร;
• P - แรงที่คำนวณได้ซึ่งกระทำต่อคอนโซลแกนหมุน (กิโลกรัม);
• ก - ตัวรองรับแบริ่งด้านหลังของแกนหมุน;
• B - ฐานรองตลับลูกปืนด้านหน้าของแกนหมุน;
• ก - ความยาวของคอนโซลแกนหมุน (ซม.);
• ค - ระยะห่างระหว่างจุดรองรับ A และ B ของแกนหมุน หน่วยเป็นเซนติเมตร;
• เจ1 - ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยเฉลี่ยของส่วนแกนหมุนระหว่างจุดรองรับ หน่วยเป็น cm⁴;
• เจ2 - ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยเฉลี่ยของส่วนคอนโซลแกนหมุน หน่วยเป็น cm⁴;
• เจบีและเจเอ - ค่าความแข็งของแบริ่งสำหรับส่วนรองรับด้านหน้าและด้านหลังของแกนหมุน ตามลำดับ หน่วยเป็น กก./ซม.

โดยการแปลงสูตร 3.4 ค่าที่คำนวณได้ของความแข็งของชุดแกนหมุนที่ต้องการ จชป สามารถกำหนดได้:

เมื่อพิจารณาคำแนะนำในการทำงาน [1] สำหรับเครื่องปรับสมดุลขนาดกลาง ค่านี้ไม่ควรต่ำกว่า 50 กก./µm

สำหรับการคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนในแนวรัศมี จะใช้สูตร 3.5:

ที่ไหน:

• ∆ คือค่ารันเอาท์ในแนวรัศมีที่ปลายคอนโซลสปินเดิล, µm;
• ∆B คือความเบี่ยงเบนหนีศูนย์ในแนวรัศมีของแบริ่งสปินเดิลด้านหน้า, µm;
• ∆A คือความเบี่ยงเบนหนีศูนย์ในแนวรัศมีของแบริ่งสปินเดิลด้านหลัง, µm;
• g คือความยาวของคอนโซลแกนหมุน cm;
• c คือระยะห่างระหว่างส่วนรองรับ A และ B ของแกนหมุน cm

3.2.1.3.5. การรับรองข้อกำหนดด้านความสมดุลของสปินเดิล

ชุดแกนหมุนของเครื่องปรับสมดุลต้องได้รับการปรับสมดุลอย่างดี เนื่องจากความไม่สมดุลใดๆ จะส่งผลต่อโรเตอร์ที่กำลังปรับสมดุลอยู่ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม เมื่อกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเทคโนโลยีสำหรับความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ของแกนหมุน โดยทั่วไปแล้วแนะนำให้ระดับความแม่นยำของการปรับสมดุลสูงกว่าระดับความแม่นยำของผลิตภัณฑ์ที่กำลังปรับสมดุลบนเครื่องอย่างน้อย 1-2 ระดับ.

เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติการออกแบบของสปินเดิลที่กล่าวถึงข้างต้น การปรับสมดุลควรทำในสองระนาบ

3.2.1.3.6. รับประกันความสามารถในการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนและข้อกำหนดด้านความทนทานสำหรับตลับลูกปืนแกนหมุน

เมื่อออกแบบแกนหมุนและเลือกขนาดตลับลูกปืน ควรประเมินความทนทานและความสามารถในการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนเบื้องต้น วิธีการคำนวณเหล่านี้มีรายละเอียดอยู่ใน ISO 18855-94 (ISO 281-89) "ตลับลูกปืนแบบหมุน - พิกัดรับน้ำหนักแบบไดนามิกและอายุการใช้งาน" [3] รวมถึงในคู่มือตลับลูกปืนแบบหมุนจำนวนมาก (รวมถึงแบบดิจิทัล).

3.2.1.3.7. การรับรองข้อกำหนดสำหรับการทำความร้อนที่ยอมรับได้ของตลับลูกปืนแกนหมุน

ตามคำแนะนำจากงาน [1] ความร้อนสูงสุดที่อนุญาตของวงแหวนด้านนอกของแบริ่งแกนหมุนไม่ควรเกิน 70°C อย่างไรก็ตาม เพื่อให้มั่นใจถึงความสมดุลคุณภาพสูง การทำความร้อนที่แนะนำของวงแหวนด้านนอกไม่ควรเกิน 40 – 45°C

3.2.1.3.8. การเลือกประเภทของสายพานขับและการออกแบบรอกขับสำหรับสปินเดิล

เมื่อออกแบบแกนหมุนของเครื่องปรับสมดุล แนะนำให้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหมุนได้โดยใช้ระบบขับเคลื่อนสายพานแบน ตัวอย่างของการใช้ไดรฟ์สำหรับการทำงานของแกนหมุนอย่างเหมาะสมแสดงไว้ใน รูปที่ 3.20 และ 3.23. การใช้สายพานตัววีหรือสายพานฟันเฟืองนั้นไม่เหมาะสม เนื่องจากอาจทำให้เกิดภาระไดนามิกเพิ่มเติมต่อแกนหมุนอันเนื่องมาจากความไม่แม่นยำทางเรขาคณิตของสายพานและรอก ซึ่งอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัดเพิ่มเติมในระหว่างการปรับสมดุล ข้อกำหนดที่แนะนำสำหรับรอกสำหรับสายพานขับแบบแบนมีระบุไว้ใน ISO 17383-73 "รอกสำหรับสายพานขับแบบแบน" [4].

รอกขับควรอยู่ในตำแหน่งที่ปลายด้านหลังของสปินเดิล ใกล้กับชุดแบริ่งมากที่สุด (โดยมีส่วนยื่นน้อยที่สุด) การตัดสินใจออกแบบสำหรับการวางตำแหน่งรอกที่ยื่นออกมา ซึ่งทำขึ้นในการผลิตแกนหมุนดังที่แสดงไว้ใน รูปที่ 3.19ถือว่าไม่สำเร็จเนื่องจากจะเพิ่มโมเมนต์ของโหลดไดนามิกไดรฟ์ที่ทำงานบนแกนรองรับอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการออกแบบนี้คือการใช้สายพานร่องวี ความไม่ถูกต้องในการผลิตและการประกอบซึ่งอาจเป็นสาเหตุของภาระเพิ่มเติมที่ไม่พึงประสงค์บนแกนหมุน

3.3. เตียง (โครง)

เบดเป็นโครงสร้างรองรับหลักของเครื่องปรับสมดุล ซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นพื้นฐาน รวมถึงเสารองรับและมอเตอร์ขับเคลื่อน เมื่อเลือกหรือผลิตกระบะของเครื่องปรับสมดุล จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการ รวมถึงความแข็งที่จำเป็น ความแม่นยำทางเรขาคณิต ความต้านทานการสั่นสะเทือน และความต้านทานการสึกหรอของตัวนำ

การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าเมื่อผลิตเครื่องจักรตามความต้องการของตนเอง ตัวเลือกเตียงต่อไปนี้มักใช้กันมากที่สุด:

• เตียงเหล็กหล่อจากเครื่องตัดโลหะที่ใช้แล้ว (เครื่องกลึง งานไม้ ฯลฯ)
• ประกอบเตียงตามช่องประกอบโดยใช้ข้อต่อแบบสลักเกลียว
• เตียงเชื่อมตามช่อง
• เตียงคอนกรีตโพลีเมอร์พร้อมสารเคลือบดูดซับแรงสั่นสะเทือน

รูปที่ 3.25. ตัวอย่างการใช้เตียงเครื่องจักรงานไม้มือสองเพื่อผลิตเครื่องจักรสำหรับปรับสมดุลเพลาคาร์ดาน

3.4. ไดรฟ์สำหรับเครื่องปรับสมดุล

จากการวิเคราะห์โซลูชันการออกแบบที่ลูกค้าของเราใช้ในการผลิตเครื่องจักรปรับสมดุล พบว่าส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การใช้มอเตอร์ AC ที่ติดตั้งไดรฟ์ความถี่แปรผันในระหว่างการออกแบบไดรฟ์ วิธีการนี้ช่วยให้สามารถปรับความเร็วในการหมุนได้หลากหลายสำหรับโรเตอร์ที่สมดุลโดยมีต้นทุนน้อยที่สุด กำลังของมอเตอร์ขับเคลื่อนหลักที่ใช้ในการหมุนโรเตอร์ที่สมดุลมักจะเลือกตามมวลของโรเตอร์เหล่านี้ และอาจประมาณได้:

• 0.25 - 0.72 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล ≤ 5 กิโลกรัม;
• 0.72 - 1.2 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล > 5 ≤ 50 กิโลกรัม;
• 1.2 - 1.5 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล > 50 ≤ 100 กิโลกรัม;
• 1.5 - 2.2 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล > 100 ≤ 500 กิโลกรัม;
• 2.2 - 5 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล > 500 ≤ 1000 กิโลกรัม;
• 5 - 7.5 กิโลวัตต์ สำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อปรับสมดุลโรเตอร์ที่มีมวล > 1000 ≤ 3000 กิโลกรัม.

มอเตอร์เหล่านี้ควรติดตั้งอย่างแน่นหนาบนเตียงเครื่องจักรหรือฐานราก ก่อนการติดตั้งบนเครื่องจักร (หรือที่สถานที่ติดตั้ง) มอเตอร์ขับเคลื่อนหลักพร้อมกับรอกที่ติดตั้งบนเพลาเอาท์พุต ควรมีการปรับสมดุลอย่างระมัดระวัง เพื่อลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากตัวแปลงความถี่ ขอแนะนำให้ติดตั้งตัวกรองเครือข่ายที่อินพุตและเอาต์พุต สิ่งเหล่านี้อาจเป็นผลิตภัณฑ์มาตรฐานที่มีจำหน่ายทั่วไปโดยผู้ผลิตไดรฟ์หรือตัวกรองแบบโฮมเมดที่ผลิตโดยใช้วงแหวนเฟอร์ไรต์

4. ระบบการวัดของเครื่องปรับสมดุล

ผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลสมัครเล่นส่วนใหญ่ที่ติดต่อบริษัท "Kinematics" (Vibromera) วางแผนที่จะใช้ระบบวัดซีรีส์ "Balanset" ที่ผลิตโดยบริษัทของเราในการออกแบบของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ยังมีลูกค้าบางรายที่วางแผนจะผลิตระบบวัดดังกล่าวด้วยตนเอง ดังนั้นจึงควรที่จะหารือเกี่ยวกับการสร้างระบบวัดสำหรับเครื่องปรับสมดุลในรายละเอียดเพิ่มเติม ข้อกำหนดหลักสำหรับระบบเหล่านี้คือความต้องการการวัดค่าแอมพลิจูดและเฟสของส่วนประกอบการหมุนของสัญญาณการสั่นสะเทือนที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งปรากฏขึ้นที่ความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้ว เป้าหมายนี้มักจะบรรลุได้โดยการใช้โซลูชันทางเทคนิคหลายอย่างร่วมกัน ซึ่งรวมถึง:

• การใช้เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนที่มีค่าสัมประสิทธิ์การแปลงสัญญาณสูง
• การใช้เซ็นเซอร์เฟสแองเคิลเลเซอร์สมัยใหม่
• การสร้าง (หรือการใช้) ฮาร์ดแวร์ที่ช่วยให้สามารถขยายและแปลงสัญญาณจากเซ็นเซอร์เป็นดิจิทัลได้ (การประมวลผลสัญญาณขั้นต้น)
• การนำซอฟต์แวร์ประมวลผลสัญญาณการสั่นสะเทือนมาใช้ ซึ่งควรจะช่วยให้สามารถแยกส่วนประกอบการหมุนของสัญญาณการสั่นสะเทือนที่มีความละเอียดสูงและเสถียร โดยแสดงออกมาในรูปของความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่สมดุล (การประมวลผลขั้นที่สอง).

ต่อไปนี้ เราจะพิจารณาถึงรูปแบบต่างๆ ของวิธีการแก้ปัญหาทางเทคนิคดังกล่าว ซึ่งถูกนำไปใช้ในเครื่องมือปรับสมดุลที่เป็นที่รู้จักกันดีหลายชนิด.

4.1. การเลือกเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน

ในระบบวัดของเครื่องจักรบาลานซ์ สามารถใช้เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือน (ทรานสดิวเซอร์) ได้หลายประเภท รวมถึง:

• เซ็นเซอร์วัดความเร่งการสั่นสะเทือน (เครื่องวัดความเร่ง)
• เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือน
• เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่จากการสั่นสะเทือน
• เซ็นเซอร์แรง

4.1.1. เซ็นเซอร์วัดการเร่งสั่นสะเทือน

ในบรรดาเซ็นเซอร์วัดความเร่งจากการสั่นสะเทือน เซ็นเซอร์แบบเพียโซและแบบคาปาซิทีฟ (ชิป) เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในเครื่องปรับสมดุลแบบแบริ่งอ่อน ในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้ว อนุญาตให้ใช้เซ็นเซอร์วัดความเร่งจากการสั่นสะเทือนที่มีค่าสัมประสิทธิ์การแปลง (Kpr) อยู่ในช่วง 10 ถึง 30 mV/(m/s²) ได้ สำหรับเครื่องปรับสมดุลที่ต้องการความแม่นยำในการปรับสมดุลสูงเป็นพิเศษ แนะนำให้ใช้เซ็นเซอร์วัดความเร่งที่มีค่า Kpr สูงถึง 100 mV/(m/s²) ขึ้นไป ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดความเร่งแบบเพียโซรุ่น DN3M1 และ DN3M1V6 ที่ผลิตโดยบริษัท Izmeritel จำกัด สามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนสำหรับเครื่องปรับสมดุลได้.

รูปที่ 4.1. เครื่องวัดความเร่งแบบเพียโซ DN 3M1 และ DN 3M1V6

ในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ดังกล่าวกับเครื่องมือและระบบวัดการสั่นสะเทือน จำเป็นต้องใช้เครื่องขยายประจุภายนอกหรือแบบติดตั้งในตัว

รูปที่ 4.2. เครื่องวัดความเร่งแบบคาปาซิทีฟ AD1 ผลิตโดยบริษัท LLC "Kinematics" (Vibromera)

ควรสังเกตว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้ ซึ่งรวมถึงแผงวงจรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดของตัวเร่งความเร่งแบบความจุ ADXL 345 (ดูรูปที่ 4.3) มีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเหนือตัวเร่งความเร่งแบบเพียโซ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันมีราคาถูกกว่า 4 ถึง 8 เท่า โดยมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่ใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ พวกมันไม่ต้องการการใช้ตัวขยายสัญญาณประจุที่มีราคาแพงและต้องการการดูแลรักษาอย่างละเอียดอ่อนซึ่งจำเป็นสำหรับตัวเร่งความเร่งแบบเพียโซ

ในกรณีที่เครื่องจักรสมดุลใช้ระบบวัดที่มีเครื่องวัดความเร่งทั้งสองประเภท การรวมฮาร์ดแวร์ (หรือการรวมสองครั้ง) ของสัญญาณเซ็นเซอร์มักจะดำเนินการ

รูปที่ 4.2. แอคเซเลโรมิเตอร์แบบความจุ AD 1 ประกอบเสร็จแล้ว

รูปที่ 4.2. เครื่องวัดความเร่งแบบคาปาซิทีฟ AD1 ผลิตโดยบริษัท LLC "Kinematics" (Vibromera)

ควรสังเกตว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้ ซึ่งรวมถึงแผงวงจรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดของตัวเร่งความเร่งแบบความจุ ADXL 345 (ดูรูปที่ 4.3) มีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเหนือตัวเร่งความเร่งแบบเพียโซ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันมีราคาถูกกว่า 4 ถึง 8 เท่า โดยมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่ใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ พวกมันไม่ต้องการการใช้ตัวขยายสัญญาณประจุที่มีราคาแพงและต้องการการดูแลรักษาอย่างละเอียดอ่อนซึ่งจำเป็นสำหรับตัวเร่งความเร่งแบบเพียโซ

รูปที่ 4.3. แผงวงจรเครื่องวัดความเร่งแบบความจุ ADXL 345

ในกรณีนี้ สัญญาณเริ่มต้นจากเซ็นเซอร์ซึ่งแปรผันตามความเร่งของการสั่นสะเทือน จะถูกแปลงเป็นสัญญาณที่แปรผันตามความเร็วหรือการกระจัดของการสั่นสะเทือนตามลำดับ ขั้นตอนของการอินทิเกรตสัญญาณการสั่นสะเทือนสองครั้งมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษเมื่อใช้เครื่องวัดความเร่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบวัดสำหรับเครื่องปรับสมดุลความเร็วต่ำ ซึ่งช่วงความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่ต่ำระหว่างการปรับสมดุลอาจถึง 120 รอบต่อนาทีหรือต่ำกว่า เมื่อใช้เซ็นเซอร์วัดความเร่งแบบคาปาซิทีฟในระบบวัดของเครื่องปรับสมดุล ควรพิจารณาว่าหลังจากทำการรวมสัญญาณแล้ว สัญญาณอาจมีการรบกวนความถี่ต่ำ ซึ่งอาจปรากฏในช่วงความถี่ตั้งแต่ 0.5 ถึง 3 เฮิรตซ์ สิ่งนี้อาจจำกัดช่วงความถี่ต่ำของการปรับสมดุลบนเครื่องที่ตั้งใจจะใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้

4.1.2. เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือน

4.1.2.1. เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบเหนี่ยวนำ

เซ็นเซอร์เหล่านี้ประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำและแกนแม่เหล็ก เมื่อขดลวดสั่นสะเทือนเมื่อเทียบกับแกนที่อยู่กับที่ (หรือแกนที่สั่นสะเทือนเมื่อเทียบกับขดลวดที่อยู่กับที่) จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด โดยแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วการสั่นสะเทือนของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของเซ็นเซอร์ ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลง (Кпр) ของเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำมักมีค่าค่อนข้างสูง โดยอาจสูงถึงหลายสิบหรือแม้กระทั่งหลายร้อยมิลลิโวลต์ต่อมิลลิเมตรต่อวินาที โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของเซ็นเซอร์รุ่น Schenck T77 อยู่ที่ 80 มิลลิโวลต์ต่อมิลลิเมตรต่อวินาที และสำหรับเซ็นเซอร์รุ่น IRD Mechanalysis 544M อยู่ที่ 40 มิลลิโวลต์ต่อมิลลิเมตรต่อวินาที ในบางกรณี (เช่น ในเครื่องสมดุลแบบ Schenck) จะใช้เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบเหนี่ยวนำที่มีความไวสูงเป็นพิเศษพร้อมตัวขยายสัญญาณเชิงกล ซึ่งค่า Кпр สามารถเกิน 1000 มิลลิโวลต์/มิลลิเมตร/วินาทีได้ หากใช้เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบเหนี่ยวนำในระบบวัดของเครื่องสมดุล สามารถทำการบูรณาการฮาร์ดแวร์ของสัญญาณไฟฟ้าที่แปรผันตามความเร็วการสั่นสะเทือนได้เช่นกัน โดยแปลงให้เป็นสัญญาณที่แปรผันตามการกระจัดของการสั่นสะเทือน

รูปที่ 4.4. เซ็นเซอร์รุ่น 544M โดย IRD Mechanalysis.

รูปที่ 4.5 เซ็นเซอร์รุ่น T77 โดย Schenck

ควรสังเกตว่าเนื่องจากความเข้มข้นของแรงงานในการผลิต เซ็นเซอร์ความเร็วการสั่นสะเทือนแบบเหนี่ยวนำจึงเป็นอุปกรณ์ที่หายากและมีราคาแพงมาก ดังนั้น แม้จะมีข้อดีที่ชัดเจนของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ผู้ผลิตเครื่องปรับสมดุลมือสมัครเล่นจึงใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้น้อยมาก

4.2. เซ็นเซอร์มุมเฟส

เพื่อประสานกระบวนการวัดการสั่นสะเทือนกับมุมการหมุนของโรเตอร์ที่สมดุล จะใช้เซ็นเซอร์วัดมุมเฟส เช่น เซ็นเซอร์เลเซอร์ (โฟโตอิเล็กทริก) หรือเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ เซ็นเซอร์เหล่านี้ผลิตขึ้นในรูปแบบต่างๆ โดยผู้ผลิตทั้งในและต่างประเทศ ช่วงราคาของเซ็นเซอร์เหล่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ประมาณ 40 ถึง 200 ดอลลาร์ ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือเซ็นเซอร์วัดมุมเฟสที่ผลิตโดย "Diamex" ดังแสดงในรูปที่ 4.11.

รูปที่ 4.11: เซ็นเซอร์วัดมุมเฟสจาก "Diamex""

ตัวอย่างเช่น รูปที่ 4.12 แสดงแบบจำลองที่บริษัท LLC "Kinematics" (Vibromera) นำมาใช้งาน ซึ่งใช้เครื่องวัดความเร็วรอบด้วยเลเซอร์รุ่น DT 2234C ที่ผลิตในประเทศจีนเป็นเซ็นเซอร์วัดมุมเฟส. ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของเซ็นเซอร์นี้ ได้แก่:

• ช่วงการทำงานที่กว้าง สามารถวัดความถี่การหมุนของโรเตอร์ได้ตั้งแต่ 2.5 ถึง 99,999 รอบต่อนาที โดยมีค่าความละเอียดไม่น้อยกว่าหนึ่งรอบ
• จอแสดงผลดิจิทัล;
• ความสะดวกในการตั้งค่าเครื่องวัดรอบสำหรับการวัด
• ความสามารถในการจ่ายและต้นทุนตลาดต่ำ
• ความง่ายในการปรับเปลี่ยนเพื่อรวมเข้ากับระบบการวัดของเครื่องสมดุล

รูปที่ 4.12: เครื่องวัดความเร็วรอบด้วยเลเซอร์ รุ่น DT 2234C

ในบางกรณี เมื่อการใช้เซ็นเซอร์ออปติคอลเลเซอร์ไม่เป็นที่พึงปรารถนาไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม สามารถเปลี่ยนเซ็นเซอร์เหล่านี้ด้วยเซ็นเซอร์ดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์แบบไม่สัมผัสแบบเหนี่ยวนำได้ เช่น รุ่น ISAN E41A ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้หรือผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันจากผู้ผลิตรายอื่น

4.3. คุณสมบัติการประมวลผลสัญญาณในเซ็นเซอร์สั่นสะเทือน

สำหรับการวัดแอมพลิจูดและเฟสที่แม่นยำของส่วนประกอบการหมุนของสัญญาณการสั่นสะเทือนในอุปกรณ์ปรับสมดุล โดยทั่วไปแล้วจะใช้เครื่องมือประมวลผลฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ร่วมกัน เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้:

• การกรองสัญญาณอนาล็อกของเซ็นเซอร์ด้วยฮาร์ดแวร์แบบบรอดแบนด์;
• การขยายสัญญาณอนาล็อกของเซ็นเซอร์;
• การรวมและ/หรือการรวมสองครั้ง (หากจำเป็น) ของสัญญาณอะนาล็อก
• การกรองสัญญาณแอนะล็อกแบบแคบโดยใช้ตัวกรองการติดตาม
• การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล
• การกรองสัญญาณดิจิตอลแบบซิงโครนัส
• การวิเคราะห์ฮาร์โมนิคของสัญญาณดิจิตอล

4.3.1. การกรองสัญญาณบรอดแบนด์

ขั้นตอนนี้นับว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำความสะอาดสัญญาณเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนจากสัญญาณรบกวนที่อาจเกิดขึ้นได้ทั้งที่ขอบล่างและขอบบนของช่วงความถี่ของอุปกรณ์ ขอแนะนำให้ตั้งค่าขีดจำกัดล่างของตัวกรองแบบแบนด์พาสไว้ที่ 2-3 เฮิรตซ์ และขีดจำกัดบนไว้ที่ 50 (100) เฮิรตซ์ การกรอง "ล่าง" ช่วยลดสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำที่อาจปรากฏที่เอาต์พุตของตัวขยายสัญญาณวัดเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ การกรอง "บน" ช่วยขจัดความเป็นไปได้ของสัญญาณรบกวนเนื่องจากความถี่ผสมและการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ที่อาจเกิดขึ้นของชิ้นส่วนกลไกแต่ละชิ้นของเครื่องจักร.

4.3.2. การขยายสัญญาณอนาล็อกจากเซนเซอร์

หากมีความจำเป็นต้องเพิ่มความไวของระบบวัดของเครื่องปรับสมดุล สามารถขยายสัญญาณจากเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนไปยังอินพุตของหน่วยวัดได้ ทั้งแอมพลิฟายเออร์มาตรฐานที่มีอัตราขยายคงที่และแอมพลิฟายเออร์แบบหลายขั้นตอนซึ่งสามารถเปลี่ยนอัตราขยายได้ตามระดับสัญญาณจริงจากเซ็นเซอร์ ตัวอย่างของแอมพลิฟายเออร์แบบหลายขั้นตอนที่ตั้งโปรแกรมได้ ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ในตัวแปลงการวัดแรงดันไฟฟ้า เช่น E154 หรือ E14-140 จากบริษัท LLC "L-Card".

4.3.3. บูรณาการ

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ แนะนำให้ใช้การรวมฮาร์ดแวร์และ/หรือการรวมสัญญาณเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนสองครั้งในระบบการวัดของเครื่องจักรปรับสมดุล ดังนั้น สัญญาณมาตรความเร่งเริ่มต้น ซึ่งเป็นสัดส่วนกับการเร่งความเร็วของไวโบร สามารถแปลงเป็นสัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับความเร็วไวโบร (การบูรณาการ) หรือการเคลื่อนที่ของไวโบร (การอินทิเกรตสองครั้ง) ในทำนองเดียวกัน สัญญาณเซ็นเซอร์ความเร็วไวโบรหลังการรวมเข้าด้วยกันสามารถเปลี่ยนเป็นสัญญาณตามสัดส่วนกับการกระจัดของไวโบรได้

4.3.4. การกรองย่านความถี่แคบของสัญญาณอะนาล็อกโดยใช้ตัวกรองการติดตาม

เพื่อลดการรบกวนและปรับปรุงคุณภาพการประมวลผลสัญญาณการสั่นสะเทือนในระบบการวัดของเครื่องปรับสมดุล สามารถใช้ตัวกรองติดตามแบบแถบความถี่แคบได้ ความถี่กลางของตัวกรองเหล่านี้จะถูกปรับโดยอัตโนมัติให้ตรงกับความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่กำลังปรับสมดุลโดยใช้สัญญาณจากเซ็นเซอร์วัดการหมุนของโรเตอร์ วงจรรวมสมัยใหม่ เช่น MAX263, MAX264, MAX267, MAX268 จาก "MAXIM" สามารถนำมาใช้สร้างตัวกรองดังกล่าวได้.

4.3.5. การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล

การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัลเป็นกระบวนการที่สำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งช่วยให้สามารถปรับปรุงคุณภาพของการประมวลผลสัญญาณการสั่นสะเทือนในระหว่างการวัดแอมพลิจูดและเฟสได้ กระบวนการนี้ถูกนำไปใช้ในระบบการวัดเครื่องปรับสมดุลที่ทันสมัยทั้งหมด ตัวอย่างของการใช้งาน ADC ที่มีประสิทธิภาพ ได้แก่ ตัวแปลงสัญญาณวัดแรงดันไฟฟ้าชนิด E154 หรือ E14-140 จากบริษัท L-Card ซึ่งใช้ในระบบการวัดเครื่องปรับสมดุลหลายระบบที่ผลิตโดยบริษัท Kinematics (Vibromera) นอกจากนี้ บริษัท Kinematics (Vibromera) ยังมีประสบการณ์ในการใช้ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ราคาประหยัดที่ใช้ตัวควบคุม Arduino, ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC18F4620 จากบริษัท Microchip และอุปกรณ์ที่คล้ายกัน.

4.1.2.2. เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบใช้ตัวเร่งความเร็วเพียโซอิเล็กทริก

เซ็นเซอร์ประเภทนี้แตกต่างจากมาตรวัดความเร่งแบบเพียโซอิเล็กทริกมาตรฐานตรงที่มีตัวขยายสัญญาณและตัวรวมสัญญาณแบบฝังตัวอยู่ภายในตัวเรือน ซึ่งทำให้สามารถส่งสัญญาณที่แปรผันตามความเร็วการสั่นสะเทือนได้ ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบเพียโซอิเล็กทริกที่ผลิตโดยผู้ผลิตในประเทศ (บริษัท ZETLAB และบริษัทจำกัด "Vibropribor") แสดงในรูปที่ 4.6 และ 4.7.

รูปที่ 4.6. เซ็นเซอร์รุ่น AV02 โดย ZETLAB (รัสเซีย)

รูปที่ 4.7 เซ็นเซอร์รุ่น DVST 2 จากบริษัท LLC "Vibropribor""

เซ็นเซอร์ประเภทนี้ผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย (ทั้งในประเทศและต่างประเทศ) และปัจจุบันมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในอุปกรณ์วัดการสั่นสะเทือนแบบพกพา ราคาของเซ็นเซอร์เหล่านี้ค่อนข้างสูง โดยอาจสูงถึง 20,000 ถึง 30,000 รูเบิลต่อชิ้น แม้แต่จากผู้ผลิตในประเทศ

4.1.3. เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่

ในระบบการวัดของเครื่องปรับสมดุล สามารถใช้เซ็นเซอร์วัดระยะแบบไม่สัมผัส – ทั้งแบบคาปาซิทีฟหรือแบบเหนี่ยวนำ – ได้ เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถทำงานในโหมดคงที่ ทำให้สามารถบันทึกกระบวนการสั่นสะเทือนได้ตั้งแต่ 0 เฮิรตซ์ การใช้งานเซ็นเซอร์เหล่านี้จะมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในกรณีของการปรับสมดุลโรเตอร์ความเร็วต่ำที่มีความเร็วรอบ 120 รอบต่อนาทีหรือต่ำกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงของเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถสูงถึง 1000 มิลลิโวลต์/มิลลิเมตร หรือสูงกว่า ซึ่งให้ความแม่นยำและความละเอียดสูงในการวัดระยะ แม้ว่าจะไม่มีการขยายสัญญาณเพิ่มเติม ข้อดีที่เห็นได้ชัดของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ ซึ่งสำหรับผู้ผลิตในประเทศบางรายนั้นไม่เกิน 1000 รูเบิล เมื่อใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้ในเครื่องปรับสมดุล สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าช่องว่างการทำงานที่กำหนดระหว่างองค์ประกอบที่ไวต่อการสัมผัสของเซ็นเซอร์กับพื้นผิวของวัตถุที่สั่นสะเทือนนั้นถูกจำกัดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น สำหรับเซ็นเซอร์ที่แสดงในรูปที่ 4.8 รุ่น ISAN E41A จาก "TEKO" ช่องว่างการทำงานที่ระบุไว้โดยทั่วไปคือ 3.8 ถึง 4 มม. ซึ่งช่วยให้สามารถวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สั่นได้ในช่วง ±2.5 มม.

รูปที่ 4.8. แบบจำลองเซ็นเซอร์การเคลื่อนที่แบบเหนี่ยวนำ รุ่น ISAN E41A โดย TEKO (รัสเซีย)

4.1.4. เซ็นเซอร์แรง

ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เซ็นเซอร์แรงถูกใช้ในระบบวัดที่ติดตั้งบนเครื่องปรับสมดุลลูกปืนแบบแข็ง เซ็นเซอร์เหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความง่ายในการผลิตและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ มักเป็นเซ็นเซอร์แรงแบบเพียโซอิเล็กทริก ตัวอย่างของเซ็นเซอร์ดังกล่าวแสดงไว้ในรูปที่ 4.9 และ 4.10

รูปที่ 4.9 เซ็นเซอร์แรง SD 1 โดย Kinematika LLC

รูปที่ 4.10: เซ็นเซอร์วัดแรงสำหรับเครื่องปรับสมดุลรถยนต์ จำหน่ายโดย "STO Market""

เซนเซอร์วัดแรงแบบวัดความเครียด ซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตทั้งในประเทศและต่างประเทศหลากหลายราย สามารถนำมาใช้เพื่อวัดการเปลี่ยนรูปสัมพัทธ์ในตัวรองรับของเครื่องปรับสมดุลแบบฮาร์ดแบร์ริ่งได้เช่นกัน

4.4 แผนผังการทำงานของระบบวัดของเครื่องปรับสมดุล "Balanset 2""

ระบบการวัด "Balanset 2" แสดงถึงแนวทางที่ทันสมัยในการบูรณาการฟังก์ชันการวัดและการคำนวณในเครื่องปรับสมดุล ระบบนี้คำนวณน้ำหนักแก้ไขโดยอัตโนมัติโดยใช้วิธีสัมประสิทธิ์อิทธิพล และสามารถปรับให้เข้ากับการกำหนดค่าเครื่องจักรต่างๆ ได้.

โครงสร้างการทำงานประกอบด้วยการปรับสภาพสัญญาณ การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล และอัลกอริธึมการคำนวณอัตโนมัติ ระบบนี้สามารถจัดการสถานการณ์การปรับสมดุลทั้งแบบสองระนาบและหลายระนาบได้อย่างแม่นยำสูง.

4.5 การคำนวณพารามิเตอร์ของน้ำหนักการแก้ไขที่ใช้ในการถ่วงสมดุลโรเตอร์

การคำนวณน้ำหนักปรับแก้จะใช้หลักการของสัมประสิทธิ์อิทธิพล ซึ่งจะกำหนดว่าโรเตอร์ตอบสนองต่อน้ำหนักทดสอบในระนาบต่างๆ อย่างไร วิธีนี้เป็นพื้นฐานของระบบปรับสมดุลสมัยใหม่ทั้งหมด และให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำสำหรับทั้งโรเตอร์แบบแข็งและแบบยืดหยุ่น.

4.5.1. งานการปรับสมดุลโรเตอร์แบบรองรับคู่และวิธีการแก้ไข

สำหรับโรเตอร์แบบรองรับสองจุด (ซึ่งเป็นการกำหนดค่าที่พบได้บ่อยที่สุด) งานปรับสมดุลเกี่ยวข้องกับการกำหนดน้ำหนักแก้ไขสองค่า – ค่าหนึ่งสำหรับแต่ละระนาบการแก้ไข วิธีสัมประสิทธิ์อิทธิพลใช้วิธีการดังต่อไปนี้:

1. การวัดครั้งแรก (รอบที่ 0): วัดการสั่นสะเทือนโดยไม่ต้องใช้ตุ้มน้ำหนักทดสอบ
2. การทดลองวิ่งครั้งแรก (ครั้งที่ 1): เพิ่มน้ำหนักทดลองที่ทราบแล้วลงในระนาบที่ 1 แล้ววัดการตอบสนอง
3. การทดลองวิ่งครั้งที่สอง (รอบที่ 2): ย้ายตุ้มน้ำหนักทดลองไปที่ระนาบที่ 2 แล้ววัดการตอบสนอง
4. การคำนวณ: ซอฟต์แวร์จะคำนวณน้ำหนักการแก้ไขถาวรโดยอิงจากผลตอบสนองที่วัดได้

พื้นฐานทางคณิตศาสตร์เกี่ยวข้องกับการแก้ระบบสมการเชิงเส้นที่เชื่อมโยงอิทธิพลของน้ำหนักทดลองกับการแก้ไขที่จำเป็นในระนาบทั้งสองพร้อมกัน.

รูปที่ 3.26 และ 3.27 แสดงตัวอย่างการใช้เตียงกลึง ซึ่งมีการผลิตเครื่องจักร Hard Bearing เฉพาะสำหรับ balancing augers และเครื่องปรับสมดุล Soft Bearing สากลสำหรับโรเตอร์ทรงกระบอก สำหรับผู้ผลิต DIY โซลูชันดังกล่าวช่วยให้สามารถสร้างระบบรองรับที่แข็งแกร่งสำหรับเครื่องปรับสมดุลโดยใช้เวลาและต้นทุนน้อยที่สุด ซึ่งสามารถติดตั้งแท่นรองรับประเภทต่างๆ ได้ (ทั้งตลับลูกปืนแบบแข็งและตลับลูกปืนแบบอ่อน) งานหลักสำหรับผู้ผลิตในกรณีนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่า (และเรียกคืนหากจำเป็น) ในความแม่นยำทางเรขาคณิตของรางนำเครื่องจักรซึ่งจะใช้ฐานรองรับ ในสภาวะการผลิตแบบ DIY มักใช้การขูดแบบละเอียดเพื่อคืนความแม่นยำทางเรขาคณิตที่ต้องการของไกด์

รูปที่ 3.28 แสดงให้เห็นรูปแบบเตียงที่ประกอบขึ้นจากสองช่อง ในการผลิตเตียงนี้ จะใช้การเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวแบบถอดได้ ช่วยลดการเสียรูปของเตียงหรือกำจัดโดยสิ้นเชิงระหว่างการประกอบโดยไม่ต้องดำเนินการทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำทางเรขาคณิตของรางของเตียงที่ระบุ อาจจำเป็นต้องมีการประมวลผลทางกล (การบด การกัดแบบละเอียด) ของหน้าแปลนด้านบนของช่องที่ใช้

รูปที่ 3.29 และ 3.30 ปัจจุบันมีเตียงเชื่อมหลายแบบซึ่งทำจากสองช่องเช่นกัน เทคโนโลยีการผลิตสำหรับเตียงดังกล่าวอาจต้องมีการดำเนินการเพิ่มเติมหลายชุด เช่น การอบชุบด้วยความร้อน เพื่อบรรเทาความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม เช่นเดียวกับเตียงที่ประกอบขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำทางเรขาคณิตของรางของเตียงที่เชื่อม ควรมีการวางแผนการประมวลผลทางกล (การบด การกัดแบบละเอียด) ของหน้าแปลนด้านบนของช่องที่ใช้

4.5.2. วิธีการสำหรับการปรับสมดุลแบบไดนามิกของโรเตอร์แบบหลายจุดรองรับ

โรเตอร์แบบหลายจุดรองรับ (สามหรือสี่จุดรองรับ) ต้องใช้ขั้นตอนการปรับสมดุลที่ซับซ้อนกว่า แต่ละจุดรองรับมีส่วนทำให้เกิดพฤติกรรมไดนามิกโดยรวม และการแก้ไขต้องคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างระนาบทั้งหมดด้วย.

ระเบียบวิธีนี้เป็นการต่อยอดแนวทางการวิเคราะห์แบบสองระนาบโดย:

• วัดค่าการสั่นสะเทือนที่จุดรองรับทั้งหมด
• โดยใช้ตำแหน่งน้ำหนักทดลองหลายตำแหน่ง
• การแก้ระบบสมการเชิงเส้นขนาดใหญ่
• การปรับการกระจายน้ำหนักการแก้ไขให้เหมาะสมที่สุด

สำหรับเพลาคาร์ดานและโรเตอร์ยาวที่คล้ายกัน วิธีการนี้โดยทั่วไปจะทำให้ระดับความไม่สมดุลที่เหลืออยู่สอดคล้องกับเกรดคุณภาพ ISO G6.3 หรือดีกว่า.

4.5.3. เครื่องคำนวณสำหรับการสมดุลโรเตอร์แบบหลายจุดรองรับ

ได้มีการพัฒนาอัลกอริธึมการคำนวณเฉพาะทางสำหรับโครงสร้างโรเตอร์แบบสามฐานรองรับและสี่ฐานรองรับ เครื่องคำนวณเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในซอฟต์แวร์ Balanset-4 และสามารถจัดการกับรูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์ที่ซับซ้อนได้โดยอัตโนมัติ.

เครื่องคิดเลขเหล่านี้คำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:

• ความแข็งของฐานรองรับที่เปลี่ยนแปลงได้
• การเชื่อมโยงข้ามระหว่างระนาบการแก้ไข
• การปรับตำแหน่งน้ำหนักให้เหมาะสมเพื่อความสะดวกในการเข้าถึง
• การตรวจสอบผลลัพธ์ที่คำนวณได้

5. ข้อแนะนำสำหรับการตรวจสอบการทำงานและความถูกต้องของเครื่องปรับสมดุล

ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของเครื่องปรับสมดุลขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงความแม่นยำทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนกลไก คุณลักษณะทางไดนามิกของแท่นรองรับ และความสามารถในการทำงานของระบบการวัด การตรวจสอบพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างสม่ำเสมอช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพการปรับสมดุลที่สม่ำเสมอและช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิต.

5.1. การตรวจสอบความถูกต้องทางเรขาคณิตของเครื่องจักร

การตรวจสอบความถูกต้องทางเรขาคณิตประกอบด้วยการตรวจสอบการจัดแนวของตัวรองรับ ความขนานของตัวนำ และความเป็นศูนย์กลางของชุดแกนหมุน การตรวจสอบเหล่านี้ควรดำเนินการในระหว่างการตั้งค่าเริ่มต้นและเป็นระยะๆ ในระหว่างการใช้งานเพื่อให้มั่นใจได้ว่าความถูกต้องแม่นยำได้รับการรักษาไว้.

5.2. การตรวจสอบลักษณะการทำงานแบบไดนามิกของเครื่องจักร

การตรวจสอบคุณลักษณะทางพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับการวัดความถี่ธรรมชาติของส่วนรองรับและส่วนประกอบของโครงสร้างเพื่อให้แน่ใจว่าความถี่เหล่านั้นแยกออกจากความถี่ในการทำงานอย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยป้องกันปัญหาการสั่นพ้องที่อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการปรับสมดุล.

5.3. การตรวจสอบความสามารถในการทำงานของระบบวัด

การตรวจสอบระบบการวัดประกอบด้วยการสอบเทียบเซ็นเซอร์ การตรวจสอบการจัดเรียงเฟส และการตรวจสอบความถูกต้องของการประมวลผลสัญญาณ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการวัดความ amplitud และเฟสของการสั่นสะเทือนมีความน่าเชื่อถือที่ความเร็วในการทำงานทุกระดับ.

5.4 การตรวจสอบคุณลักษณะด้านความแม่นยำตามมาตรฐาน ISO 20076-2007

มาตรฐาน ISO 20076-2007 กำหนดขั้นตอนมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบความแม่นยำของเครื่องปรับสมดุลโดยใช้โรเตอร์ทดสอบที่ได้รับการสอบเทียบ ขั้นตอนเหล่านี้ช่วยตรวจสอบความถูกต้องของประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรเทียบกับมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล.

วรรณกรรม

1. Reshetov DN (บรรณาธิการ). "รายละเอียดและกลไกของเครื่องมือตัดโลหะ." มอสโก: Mashinostroenie, 1972.
2. Kellenberger W. "การเจียรผิวทรงกระบอกด้วยเกลียว" เครื่องจักรกล, 1963.
3. ISO 18855-94 (ISO 281-89) "ตลับลูกปืน - พิกัดรับน้ำหนักแบบไดนามิกและอายุการใช้งาน""
4. ISO 17383-73 "รอกสำหรับสายพานขับแบบแบน""
5. ISO 1940-1-2007 "การสั่นสะเทือน ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพการทรงตัวของโรเตอร์แบบแข็ง""
6. ISO 20076-2007 "ขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องจักรปรับสมดุล""