Makalenin yazarı : Feldman Valery Davidovich
Editör ve çeviri : Nikolai Andreevich Shelkovenko ve chatGPT
Makineleri kendi ellerinizle dengelemek
İçindekiler
Bölüm | Sayfa |
|---|---|
1. Giriş | 3 |
2. Balans Makinelerinin (Standların) Çeşitleri ve Tasarım Özellikleri | 4 |
2.1. Yumuşak Yatak Makineleri ve Standları | 4 |
2.2. Sert Rulmanlı Makineler | 17 |
3. Balans Makinelerinin Temel Ünitelerinin ve Mekanizmalarının Yapımına İlişkin Gereklilikler | 26 |
3.1. Rulmanlar | 26 |
3.2. Balans Makinelerinin Rulman Üniteleri | 41 |
3.3. Yatak çerçeveleri | 56 |
3.4. Dengeleme Makinelerinin Tahrikleri | 60 |
4. Balans Makinelerinin Ölçüm Sistemleri | 62 |
4.1. Titreşim Sensörlerinin Seçimi | 62 |
4.2. Faz Açısı Sensörleri | 69 |
4.3. Titreşim Sensörlerinden Gelen Sinyallerin İşlenmesinin Özellikleri | 71 |
4.4. Balanslama Makinesi "Balanset 2" Ölçüm Sisteminin İşlevsel Şeması | 76 |
4.5. Rotor Dengelemede Kullanılan Düzeltme Ağırlıklarının Parametrelerinin Hesaplanması | 79 |
4.5.1. Çift Destekli Rotorların Dengelenmesi Görevi ve Çözüm Yöntemleri | 80 |
4.5.2. Çok Destekli Rotorların Dinamik Dengelenmesi için Metodoloji | 83 |
4.5.3. Çok Destekli Rotorların Dengelenmesi için Hesaplayıcılar | 92 |
5. Balans Makinelerinin Çalışmasını ve Doğruluğunu Kontrol Etmek için Tavsiyeler | 93 |
5.1. Makinenin Geometrik Doğruluğunun Kontrol Edilmesi | 93 |
5.2. Makinenin Dinamik Özelliklerinin Kontrol Edilmesi | 101 |
5.3. Ölçüm Sisteminin Operasyonel Kapasitesinin Kontrol Edilmesi | 103 |
5.4. ISO 20076-2007'ye göre Makinenin Doğruluk Özelliklerinin Kontrol Edilmesi | 112 |
Edebiyat | 119 |
Ek 1: Üç Destek Şaftı için Dengeleme Parametrelerini Hesaplama Algoritması | 120 |
Ek 2: Dört Destek Mili için Dengeleme Parametrelerini Hesaplama Algoritması | 130 |
Ek 3: Dengeleyici Hesaplayıcıyı Kullanma Kılavuzu | 146 |
1. Giriş (Bu eseri yazmaya neden ihtiyaç duyuldu?)
LLC "Kinematics" tarafından üretilen dengeleme cihazlarının tüketim yapısının analizi, bunların yaklaşık 30%'sinin dengeleme makineleri ve/veya standları için sabit ölçüm ve hesaplama sistemleri olarak kullanılmak üzere satın alındığını ortaya koymaktadır. Ekipmanlarımızın iki grup tüketicisini (müşterisini) tanımlamak mümkündür.
İlk grup, balans makinelerinin seri üretiminde uzmanlaşan ve bunları dış müşterilere satan işletmeleri içerir. Bu işletmeler, çeşitli balans makinelerinin tasarlanması, üretilmesi ve çalıştırılması konusunda derin bilgi ve kapsamlı deneyime sahip yüksek nitelikli uzmanlar istihdam etmektedir. Bu tüketici grubuyla etkileşimlerde ortaya çıkan zorluklar, çoğunlukla ölçüm sistemlerimizi ve yazılımlarımızı yapısal uygulama sorunlarını ele almadan mevcut veya yeni geliştirilen makinelere uyarlamakla ilgilidir.
İkinci grup, kendi ihtiyaçları için makineler (stantlar) geliştiren ve üreten tüketicilerden oluşmaktadır. Bu yaklaşım çoğunlukla bağımsız üreticilerin bazı durumlarda iki ila üç kat veya daha fazla azalabilen kendi üretim maliyetlerini düşürme arzusuyla açıklanmaktadır. Bu tüketici grubu genellikle makine üretme konusunda yeterli deneyime sahip değildir ve çalışmalarında genellikle sağduyu, internetten alınan bilgiler ve mevcut analogların kullanımına güvenir.
Onlarla etkileşim kurmak, dengeleme makinelerinin ölçüm sistemleri hakkında ek bilgilere ek olarak, makinelerin yapısal uygulaması, temel üzerine kurulum yöntemleri, tahriklerin seçimi ve uygun dengeleme doğruluğunun elde edilmesi vb. ile ilgili çok çeşitli konuları kapsayan birçok soruyu gündeme getirmektedir.
Tüketicilerimizin büyük bir kısmının balans makinelerinin bağımsız olarak üretilmesi konusuna gösterdiği önemli ilgiyi göz önünde bulundurarak, LLC "Kinematics" uzmanları en sık sorulan sorularla ilgili yorum ve önerileri içeren bir derleme hazırladı.
2. Balans Makinelerinin (Standların) Çeşitleri ve Tasarım Özellikleri
Balans makinesi, çeşitli amaçlarla rotorların statik veya dinamik balanssızlığını ortadan kaldırmak için tasarlanmış teknolojik bir cihazdır. Dengelenmiş rotoru belirli bir dönüş frekansına hızlandıran bir mekanizma ve rotorun dengesizliğini telafi etmek için gereken düzeltici ağırlıkların kütlelerini ve yerleşimini belirleyen özel bir ölçüm ve hesaplama sistemi içerir.
Makinenin mekanik kısmının yapısı tipik olarak üzerine destek direklerinin (rulmanlar) monte edildiği bir yatak çerçevesinden oluşur. Bunlar dengelenmiş ürünü (rotor) monte etmek için kullanılır ve rotoru döndürmek için tasarlanmış bir tahrik içerir. Ürün dönerken gerçekleştirilen dengeleme işlemi sırasında, ölçüm sisteminin sensörleri (tipi makinenin tasarımına bağlıdır) ya yataklardaki titreşimleri ya da yataklardaki kuvvetleri kaydeder.
Bu şekilde elde edilen veriler, dengesizliği telafi etmek için gerekli düzeltici ağırlıkların kütlelerinin ve montaj konumlarının belirlenmesine olanak tanır.
Şu anda, iki tür dengeleme makinesi (stand) tasarımı en yaygın olanıdır:
2.1. Yumuşak Yatak Makineleri ve Standları Yumuşak yataklı balans makinelerinin (standların) temel özelliği, yaylı süspansiyonlar, yaylı taşıyıcılar, düz veya silindirik yaylı destekler vb. temelinde yapılan nispeten esnek desteklere sahip olmalarıdır. Bu desteklerin doğal frekansı, üzerlerine monte edilen dengelenmiş rotorun dönüş frekansından en az 2-3 kat daha düşüktür. Esnek Yumuşak Yatak desteklerinin yapısal uygulamasının klasik bir örneği, fotoğrafı Şekil 2.1'de gösterilen DB-50 model makinenin desteğinde görülebilir.
Şekil 2.1. DB-50 model dengeleme makinesinin desteği.
Şekil 2.1'de gösterildiği gibi, hareketli çerçeve (kaydırıcı) 2, şerit yaylar 3 üzerindeki bir süspansiyon kullanılarak desteğin sabit direklerine 1 bağlanır. Destek üzerine monte edilen rotorun dengesizliğinden kaynaklanan merkezkaç kuvvetinin etkisi altında, taşıyıcı (kaydırıcı) 2, bir titreşim sensörü kullanılarak ölçülen sabit direk 1'e göre yatay salınımlar gerçekleştirebilir.
Bu desteğin yapısal uygulaması, taşıyıcı salınımlarının 1-2 Hz civarında olabilen düşük bir doğal frekansının elde edilmesini sağlar. Bu da rotorun 200 RPM'den başlayarak geniş bir dönme frekansı aralığında dengelenmesini sağlar. Bu özellik ve bu tür desteklerin üretiminin görece basitliği, bu tasarımı kendi ihtiyaçları için çeşitli amaçlarla dengeleme makineleri üreten birçok tüketicimiz için cazip hale getirmektedir.
Şekil 2.2. "Polymer LTD", Makhachkala tarafından üretilen Balans Makinesinin Yumuşak Yatak Desteği
Şekil 2.2'de, Makhachkala'daki "Polymer LTD" şirketinde şirket içi ihtiyaçlar için üretilen, süspansiyon yaylarından yapılmış desteklere sahip bir Yumuşak Yatak dengeleme makinesinin fotoğrafı gösterilmektedir. Makine, polimer malzemelerin üretiminde kullanılan silindirleri dengelemek için tasarlanmıştır.
Şekil 2.3 özel aletlerin dengelenmesi için tasarlanmış, taşıyıcı için benzer bir şerit süspansiyona sahip bir dengeleme makinesinin fotoğrafı yer almaktadır.
Şekil 2.4.a ve 2.4.b tahrik millerini dengelemek için kullanılan ve destekleri de şerit süspansiyon yayları kullanılarak yapılan ev yapımı bir Yumuşak Yatak makinesinin fotoğraflarını göstermektedir.
Şekil 2.5 turboşarjları dengelemek için tasarlanmış, taşıyıcılarının destekleri de şerit yaylar üzerinde asılı olan bir Yumuşak Rulman makinesinin fotoğrafını sunuyor. A. Shahgunyan'ın (St. Petersburg) özel kullanımı için yapılan makine, "Balanset 1" ölçüm sistemi ile donatılmıştır.
Üreticiye göre (bkz. Şekil 2.6), bu makine 0,2 g*mm'yi aşmayan artık balanssızlığa sahip türbinleri dengeleme kabiliyeti sağlar.
Şekil 2.3. Şerit Yaylar Üzerinde Destek Süspansiyonlu Balans Aletleri için Yumuşak Rulman Makinesi
Şekil 2.4.a. Tahrik Millerini Dengelemek için Yumuşak Rulman Makinesi (Makine Monte Edilmiş)
Şekil 2.4.b. Şerit Yaylar Üzerinde Asılı Taşıyıcı Destekleri ile Tahrik Millerini Dengelemek için Yumuşak Rulman Makinesi. (Yaylı Şerit Süspansiyonlu Ön Mil Desteği)
Şekil 2.5. A. Shahgunyan (St. Petersburg) tarafından üretilen Şerit Yaylar Üzerinde Destekli Turboşarjları Dengelemek için Yumuşak Rulman Makinesi
Şekil 2.6. A. Shahgunyan'ın Makinesinde Türbin Rotor Balanslama Sonuçlarını Gösteren 'Balanset 1' Ölçüm Sisteminin Ekran Kopyası
Yukarıda bahsedilen Yumuşak Yatak dengeleme makinesi desteklerinin klasik versiyonuna ek olarak, diğer yapısal çözümler de yaygınlaşmıştır.
Şekil 2.7 ve 2.8 destekleri düz (plaka) yaylara dayalı olarak yapılan tahrik milleri için balans makinelerinin fotoğraflarını içermektedir. Bu makineler sırasıyla özel teşebbüs "Dergacheva" ve LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M") şirketlerinin özel ihtiyaçları için üretilmiştir.
Bu tür desteklere sahip yumuşak yataklı balans makineleri, göreceli basitlikleri ve üretilebilirlikleri nedeniyle amatör üreticiler tarafından sıklıkla yeniden üretilmektedir. Bu prototipler genellikle "K. Schenck" firmasının VBRF serisi makineleri ya da benzer yerli üretim makinelerdir.
Şekil 2.7 ve 2.8'de gösterilen makineler iki destekli, üç destekli ve dört destekli tahrik millerini dengelemek için tasarlanmıştır. Aşağıdakiler dahil olmak üzere benzer bir yapıya sahiptirler:
Şekil 2.7. Özel Teşebbüs "Dergacheva" tarafından Tahrik Millerini Dengelemek için Yumuşak Rulman Makinesi, Düz (Plaka) Yaylar Üzerinde Destekler ile
Şekil 2.8. LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M") tarafından Tahrik Millerini Dengelemek için Düz Yaylar Üzerinde Destekli Yumuşak Rulman Makinesi
Tüm desteklere, desteklerin enine salınımlarını ölçmek için kullanılan titreşim sensörleri 8 yerleştirilmiştir. Destek 2 üzerine monte edilmiş olan öncü mil 5, bir kayış tahriki aracılığıyla bir elektrik motoru tarafından döndürülür.
Şekil 2.9.a ve 2.9.b düz yaylara dayanan balans makinesinin desteğinin fotoğraflarını göstermektedir.
Şekil 2.9. Düz Yaylı Yumuşak Yatak Balans Makinesi Desteği
Amatör üreticilerin tasarımlarında bu tür destekleri sıklıkla kullandıkları göz önüne alındığında, yapılarının özelliklerini daha ayrıntılı olarak incelemek faydalı olacaktır. Şekil 2.9.a'da gösterildiği gibi, bu destek üç ana bileşenden oluşmaktadır:
Dengeli rotorun hızlanması veya yavaşlaması sırasında meydana gelebilecek, çalışma sırasında desteklerin titreşiminin artması riskini önlemek için destekler bir kilitleme mekanizması içerebilir (bkz. Şekil 2.9.b). Bu mekanizma, desteğin düz yaylarından birine bağlı eksantrik bir kilit 6 ile kenetlenebilen sert bir braket 5'ten oluşur. Kilit 6 ve braket 5 birbirine geçtiğinde, destek kilitlenir ve hızlanma ve yavaşlama sırasında artan titreşim riskini ortadan kaldırır.
Düz (plaka) yaylarla yapılan destekleri tasarlarken, makine üreticisi yayların sertliğine ve dengelenmiş rotorun kütlesine bağlı olan doğal salınımlarının frekansını değerlendirmelidir. Bu parametrenin bilinmesi, tasarımcının dengeleme sırasında desteklerin rezonans salınımları tehlikesinden kaçınarak rotorun çalışma dönme frekansları aralığını bilinçli bir şekilde seçmesini sağlar.
Desteklerin ve dengeleme makinelerinin diğer bileşenlerinin salınımlarının doğal frekanslarının hesaplanması ve deneysel olarak belirlenmesine yönelik öneriler Bölüm 3'te ele alınmaktadır.
Daha önce belirtildiği gibi, düz (plaka) yaylar kullanan destek tasarımının basitliği ve üretilebilirliği, krank millerini, otomotiv turboşarj rotorlarını vb. dengelemek için makineler de dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için dengeleme makinelerinin amatör geliştiricilerini çekmektedir.
Örnek olarak, Şekil 2.10.a ve 2.10.b turboşarj rotorlarını dengelemek için tasarlanmış bir makinenin genel görünüm taslağını sunmaktadır. Bu makine Penza'daki "SuraTurbo" LLC'de şirket içi ihtiyaçlar için üretilmiş ve kullanılmaktadır.
2.10.a. Turboşarj Rotorlarını Dengelemek için Makine (Yandan Görünüm)
2.10.b. Turboşarj Rotorlarını Dengeleme Makinesi (Ön Destek Tarafından Görünüm)
Daha önce tartışılan Yumuşak Yatak balans makinelerine ek olarak, bazen nispeten basit Yumuşak Yatak standları da oluşturulmaktadır. Bu standlar, çeşitli amaçlar için döner mekanizmaların minimum maliyetle yüksek kalitede dengelenmesini sağlar.
Aşağıda, silindirik sıkıştırma yayları üzerine yerleştirilmiş düz bir plaka (veya çerçeve) temelinde inşa edilen bu tür birkaç stand incelenmektedir. Bu yaylar genellikle, üzerine dengelenmiş mekanizma yerleştirilmiş plakanın doğal salınım frekansı, dengeleme sırasında bu mekanizmanın rotorunun dönüş frekansından 2 ila 3 kat daha düşük olacak şekilde seçilir.
Şekil 2.11 P. Asharin tarafından şirket içi üretim için üretilen aşındırıcı diskleri dengelemek için kullanılan bir standın fotoğrafını göstermektedir.
Şekil 2.11. Aşındırıcı Tekerlekleri Dengelemek için Stand
Stand aşağıdaki ana bileşenlerden oluşmaktadır:
Bu standın önemli bir özelliği, elektrik motorunun rotorunun dönme açısı için bir darbe sensörü 5 içermesidir; bu, düzeltici kütlenin aşındırıcı çarktan çıkarılması için açısal konumu belirlemek üzere standın ölçüm sisteminin ("Balanset 2C") bir parçası olarak kullanılır.
Şekil 2.12 vakum pompalarını dengelemek için kullanılan bir standın fotoğrafını göstermektedir. Bu stand JSC "Measurement Plant" tarafından sipariş üzerine geliştirilmiştir.
Şekil 2.12. JSC "Measurement Plant" tarafından Vakum Pompalarının Dengelenmesi için Stand
Bu standın temelinde ayrıca Plaka 1silindirik yaylar 2 üzerine monte edilmiştir. Plaka 1 üzerine, 0 ila 60.000 RPM arasında değişen hızlarda çalışabilen kendi elektrikli tahrikine sahip bir vakum pompası 3 monte edilmiştir. Farklı yüksekliklerde iki farklı bölümdeki titreşimleri ölçmek için kullanılan titreşim sensörleri 4 pompa gövdesine monte edilmiştir.
Titreşim ölçüm sürecinin pompa rotorunun dönüş açısıyla senkronizasyonu için stand üzerinde bir lazer faz açısı sensörü 5 kullanılır. Bu tür standların görünüşte basit dış yapısına rağmen, pompa çarkının çok yüksek kalitede dengelenmesini sağlar.
Örneğin, alt kritik dönme frekanslarında, pompa rotorunun kalan dengesizliği ISO 1940-1-2007 "Titreşim "e göre denge kalite sınıfı G0.16 için belirlenen gereksinimleri karşılar. Rijit rotorların denge kalitesi için gereklilikler. Bölüm 1. İzin verilen dengesizliğin belirlenmesi."
Pompa gövdesinin 8.000 RPM'ye kadar dönme hızlarında dengeleme sırasında elde edilen artık titreşimi 0,01 mm/sn'yi aşmaz.
Yukarıda açıklanan şemaya göre üretilen dengeleme sehpaları, fanlar gibi diğer mekanizmaların dengelenmesinde de etkilidir. Fanların dengelenmesi için tasarlanan sehpa örnekleri Şekil 2.13 ve 2.14'te gösterilmektedir.
Şekil 2.13. Fan Pervanelerini Dengelemek için Stand
Bu tür standlarda elde edilen fan balanslama kalitesi oldukça yüksektir. "Atlant-project" LLC uzmanlarına göre, "Kinematics" LLC'nin tavsiyelerine dayanarak tasarladıkları stantta (bkz. Şekil 2.14), fanlar dengelenirken elde edilen artık titreşim seviyesi 0,8 mm/sn idi. Bu, ISO 31350-2007 "Titreşim." standardına göre BV5 kategorisindeki fanlar için belirlenen toleranstan üç kat daha iyidir. Endüstriyel fanlar. Üretilen titreşim ve balans kalitesi için gereklilikler."
Şekil 2.14. "Atlant-project" LLC, Podolsk tarafından Patlamaya Dayanıklı Ekipmanların Fan Pervanelerini Dengelemek için Stand
JSC "Lissant Fan Fabrikası "nda elde edilen benzer veriler, kanal fanlarının seri üretiminde kullanılan bu tür stantların sürekli olarak 0,1 mm/s'yi aşmayan bir artık titreşim sağladığını göstermektedir.
2.2. Sert Rulmanlı Makineler.
Sert Rulmanlı balans makineleri, desteklerinin tasarımında daha önce tartışılan Yumuşak Rulmanlı makinelerden farklıdır. Destekleri, karmaşık yarıklara (kesiklere) sahip sert plakalar şeklinde yapılır. Bu desteklerin doğal frekansları, makine üzerinde dengelenen rotorun maksimum dönme frekansını önemli ölçüde (en az 2-3 kat) aşmaktadır.
Sert Rulmanlı makineler, Yumuşak Rulmanlı makinelere göre daha çok yönlüdür, çünkü tipik olarak rotorların kütle ve boyutsal özelliklerinin daha geniş bir aralığında yüksek kalitede dengelenmesine izin verirler. Bu makinelerin önemli bir avantajı da, 200-500 RPM ve daha düşük aralıkta olabilen nispeten düşük dönme hızlarında rotorların yüksek hassasiyetli balansını mümkün kılmasıdır.
Şekil 2.15 "K. Schenk" tarafından üretilen tipik bir Sert Yatak dengeleme makinesinin fotoğrafını göstermektedir. Bu şekilden, karmaşık yarıklardan oluşan desteğin münferit parçalarının değişen sertliğe sahip olduğu açıkça görülmektedir. Rotor balanssızlığı kuvvetlerinin etkisi altında, bu durum desteğin bazı kısımlarının diğerlerine göre deformasyonuna (yer değiştirmesine) yol açabilir. (Şekil 2.15'te, desteğin daha sert kısmı kırmızı noktalı çizgi ile vurgulanmıştır ve nispeten uyumlu kısmı mavi renktedir).
Söz konusu göreceli deformasyonları ölçmek için Sert Rulmanlı makinelerde kuvvet sensörleri veya temassız titreşim yer değiştirme sensörleri de dahil olmak üzere çeşitli tiplerde son derece hassas titreşim sensörleri kullanılabilir.
Şekil 2.15. "K. Schenk" tarafından üretilen Sert Rulman Balans Makinesi
"Balanset" serisi aletler için müşterilerden gelen taleplerin analizinden de anlaşılacağı üzere, şirket içi kullanım için Sert Rulmanlı makinelerin üretimine olan ilgi sürekli artmaktadır. Bu durum, amatör üreticiler tarafından kendi geliştirmeleri için analog (veya prototip) olarak kullanılan yerli balans makinelerinin tasarım özellikleri hakkında reklam bilgilerinin yaygın bir şekilde yayılmasıyla kolaylaşmaktadır.
"Balanset" serisi enstrümanların bir dizi tüketicisinin kurum içi ihtiyaçları için üretilen Sert Rulman makinelerinin bazı varyasyonlarını ele alalım.
Şekil 2.16.a - 2.16.d N. Obyedkov (Magnitogorsk şehri) tarafından üretilen, tahrik millerini dengelemek için tasarlanmış bir Sert Yatak makinesinin fotoğraflarını göstermektedir. Şekil 2.16.a'da görüldüğü gibi, makine, üzerine desteklerin 2 (iki mil ve iki ara) monte edildiği sert bir çerçeveden 1 oluşmaktadır. Makinenin ana fener mili 3, bir kayış tahriki aracılığıyla bir asenkron elektrik motoru 4 tarafından döndürülür. Elektrik motorunun 4 dönüş hızını kontrol etmek için bir frekans kontrolörü 6 kullanılır. Makine, bir ölçüm ünitesi, bir bilgisayar, dört kuvvet sensörü ve bir faz açısı sensörü (sensörler Şekil 2.16.a'da gösterilmemiştir) içeren "Balanset 4" ölçüm ve hesaplama sistemi 5 ile donatılmıştır.
Şekil 2.16.a. N. Obyedkov (Magnitogorsk) tarafından üretilen Tahrik Millerini Dengelemek için Sert Rulman Makinesi
Şekil 2.16.b daha önce belirtildiği gibi asenkron bir elektrik motorundan 4 kayış tahriki ile tahrik edilen önde gelen iş mili 3 ile makinenin ön desteğinin bir fotoğrafını göstermektedir. Bu destek çerçeveye sağlam bir şekilde monte edilmiştir.
Şekil 2.16.b. Ön (Önde) İş Mili Desteği.
Şekil 2.16.c makinenin iki hareketli ara desteğinden birinin fotoğrafını içermektedir. Bu destek, çerçeve kılavuzları boyunca uzunlamasına hareket etmesini sağlayan kızaklar 7 üzerinde durmaktadır. Bu destek, dengeli tahrik milinin ara yatağının yüksekliğini takmak ve ayarlamak için tasarlanmış özel bir cihaz 8 içerir.
Şekil 2.16.c. Makinenin Ara Hareketli Desteği
Şekil 2.16.d ara destekler gibi makine şasisinin kılavuzları boyunca harekete izin veren arka (tahrikli) iş mili desteğinin bir fotoğrafını göstermektedir.
Şekil 2.16.d. Arka (Tahrikli) İş Mili Desteği.
Yukarıda ele alınan tüm destekler düz tabanlar üzerine monte edilmiş dikey plakalardır. Plakalar, desteği bir iç kısma 9 (daha sert) ve bir dış kısma 10 (daha az sert) bölen T şeklinde yarıklara sahiptir (bkz. Şekil 2.16.d). Desteğin iç ve dış kısımlarının farklı sertliği, dengeli rotordan gelen dengesizlik kuvvetleri altında bu kısımların göreceli deformasyonuna neden olabilir.
Kuvvet sensörleri tipik olarak ev yapımı makinelerdeki desteklerin göreceli deformasyonunu ölçmek için kullanılır. Bir kuvvet sensörünün Sert Yatak dengeleme makinesi desteğine nasıl monte edildiğine dair bir örnek Şekil 2.16.e'de gösterilmektedir. Bu şekilde görüldüğü gibi, kuvvet sensörü 11, desteğin dış kısmındaki dişli bir delikten geçen bir cıvata 12 ile desteğin iç kısmının yan yüzeyine bastırılır.
Kuvvet sensörü 11'in tüm düzlemi boyunca cıvata 12'nin eşit basınçta olmasını sağlamak için, cıvata ile sensör arasına düz bir rondela 13 yerleştirilir.
Şekil 2.16.d. Bir Destek Üzerinde Kuvvet Sensörü Kurulumu Örneği.
Makinenin çalışması sırasında, dengeli rotordan gelen dengesizlik kuvvetleri, rotor dönüş frekansında iç kısmına göre döngüsel olarak hareket etmeye (deforme olmaya) başlayan desteğin dış kısmındaki destek birimleri (miller veya ara yataklar) aracılığıyla etki eder. Bu, dengesizlik kuvvetiyle orantılı olarak sensör 11'e etki eden değişken bir kuvvetle sonuçlanır. Bunun etkisi altında, kuvvet sensörünün çıkışında rotor dengesizliğinin büyüklüğüyle orantılı bir elektrik sinyali üretilir.
Tüm desteklere monte edilen kuvvet sensörlerinden gelen sinyaller, makinenin ölçüm ve hesaplama sistemine beslenir ve burada düzeltici ağırlıkların parametrelerini belirlemek için kullanılır.
Şekil 2.17.a. "vidalı" şaftları dengelemek için kullanılan son derece özel bir Sert Rulman makinesinin fotoğrafını içeriyor. Bu makine "Ufatverdosplav" LLC'de şirket içi kullanım için üretilmiştir.
Şekilde görüldüğü gibi, makinenin döndürme mekanizması aşağıdaki ana bileşenlerden oluşan basitleştirilmiş bir yapıya sahiptir:
Şekil 2.17.a. LLC "Ufatverdosplav" tarafından üretilen Vida Millerini Dengelemek için Sert Rulman Makinesi
Makinenin destekleri 2, T şeklinde yuvalara sahip dikey olarak yerleştirilmiş çelik plakalardır. Her bir desteğin üst kısmında, üzerinde dengeli milin 5 döndüğü rulmanlı yataklar kullanılarak imal edilmiş destek makaraları bulunmaktadır.
Rotor dengesizliğinin etkisi altında meydana gelen desteklerin deformasyonunu ölçmek için, desteklerin yuvalarına yerleştirilen kuvvet sensörleri 6 kullanılır (bkz. Şekil 2.17.b). Bu sensörler, bu makinede bir ölçüm ve hesaplama sistemi olarak kullanılan "Balanset 1" cihazına bağlıdır.
Makinenin döndürme mekanizmasının göreceli basitliğine rağmen, Şekil 2.17.a.'da görüldüğü gibi karmaşık bir sarmal yüzeye sahip olan vidaların yeterince yüksek kalitede dengelenmesini sağlar.
LLC "Ufatverdosplav "a göre, dengeleme işlemi sırasında vidanın başlangıçtaki dengesizliği bu makinede neredeyse 50 kat azalmıştır.
Şekil 2.17.b. Kuvvet Sensörlü Vida Millerini Dengelemek için Sert Rulmanlı Makine Desteği
Elde edilen artık dengesizlik 3552 g idimm (185 mm yarıçapta 19,2 g) ve vidanın ilk düzleminde 2220 gmm (185 mm yarıçapta 12,0 g) ikinci düzlemde. Bu dengesizlik, 500 kg ağırlığında ve 3500 RPM dönüş frekansında çalışan bir rotor için ISO 1940-1-2007'ye göre G6.3 sınıfına karşılık gelir ve teknik belgelerinde belirtilen gereklilikleri karşılar.
Farklı boyutlardaki iki Sabit Yatak dengeleme makinesinin desteklerinin aynı anda kurulumu için tek bir taban kullanılmasını içeren özgün bir tasarım (bkz. Şekil 2.18) S.V. Morozov tarafından önerilmiştir. Üreticinin üretim maliyetlerini en aza indirmeyi sağlayan bu teknik çözümün belirgin avantajları şunlardır:
Şekil 2.18. Sert Yatak Dengeleme Makinesi ("Tandem"), S.V. Morozov tarafından üretilmiştir