Dengesiz Bir Milin Gerçek Maliyeti

Dakikada 12.000 devir yapan bir mil, saniyede 200 devir yapar. Kütle merkezinin dönüş ekseninden sadece 5 mikron sapması durumunda, ortaya çıkan merkezkaç kuvveti saniyede 200 kez yataklara çarpar ve bu kuvvet hızın karesiyle artar. Devir sayısı iki katına çıkarsa, kuvvet dört katına çıkar. Bu bir metafor değil; her CNC makinesindeki her mili yöneten fiziktir.

Etkileri hızlı ve ölçülebilir şekillerde ortaya çıkar:

Mil yatakları en pahalı kayıptır. 12.000 RPM ve üzeri bir mil için tipik bir hassas çift veya üç kademeli yatak seti, yalnızca parçalar için 2.000-6.000 €'ya mal olur. İşçilik, hizalama, alıştırma ve makine duruş süresini de eklediğinizde, toplam genellikle 8.000-25.000 €'ya ulaşır. Ve yataklar aşırı yüklenmeden değil, dengesizliğin yarattığı döngüsel darbe yüklemesinden dolayı arızalanır. Her devirde, her darbede, makinenin çalıştığı her saatte.

ISO Denge Sınıfları: Hangi Hedefe Ulaşmayı Amaçlamalısınız?

Dengeleme aletini elinize almadan önce, iş miliniz için "dengeli" olmanın ne anlama geldiğini tanımlayın. Cevap, hıza, rulman sınıfına ve ne işlediğinize bağlıdır.

Terazi kaliteleri (ISO 1940-1 / ISO 21940-11)

Denge kalitesi, G (mm/s) derecesi olarak ifade edilir; bu, çalışma hızında kalan kütle merkezi yer değiştirmesinin izin verilen hızıdır. Daha düşük G = daha sıkı tolerans = daha az titreşim.

Tolerans hesaplama

İzin verilen artık dengesizlik \(U_{\mathrm{per}}\) (g·mm cinsinden), rotor kütlesi ve çalışma hızından hesaplanır:

Yerinde Mil Dengeleme — Adım Adım

Yerinde ölçüm, "pozisyonda" anlamına gelir; mil, makinenin içinde kendi yataklarında çalışır. Bu, CNC milleri için standart yöntemdir çünkü titreşimi etkileyen her şeyi yakalar: tahrik sistemi, yataklar, sıkıştırma, termal durum ve gerçek çalışma hızı. Atölyede dengelenmiş ve dengeleme makinesinin yataklarında ölçülen miller, koşullar farklı olduğu için yeniden takıldıktan sonra genellikle titreşir.

Teçhizat: Balanset-1A Taşınabilir dengeleyici, dizüstü bilgisayar, ivmeölçer, lazer takometre, deneme ağırlıkları, düzeltme ağırlıkları veya ayar vidaları, kadran göstergesi (salınım kontrolü için).

Frezeleme, Tornalama ve Taşlama: Mil Özel Notları

Deneme ağırlığı yöntemi tüm mil tiplerinde aynıdır. Değişen şey erişim, düzeltme yöntemi ve hedeflediğiniz denge derecesidir.

Takım Tutucu Balanslama

8.000 RPM'nin üzerinde, takım tutucu birincil dengesizlik kaynağı haline gelir. Mil mükemmel şekilde dengelenmiş olsa bile, takım düzeneği spesifikasyon dışıysa titreşim yine de kabul edilemez olacaktır. 20.000 RPM ve üzeri hızlarda bu bir öneri değil, durumun fiziksel gerçeğidir.

Takım tutucu dengesizliği nereden kaynaklanıyor?

Asimetrik tasarım. Weldon düz yüzeyleri, yan kilitleme vidaları, kama kanalları ve talaş kırıcı geometrileri, doğal bir kütle asimetrisi yaratır. Yan vidalı bir Weldon tutucu, tasarım gereği ölçülebilir derecede dengesizdir; 5.000 RPM'nin üzerindeki hızlar için asla tasarlanmamıştır.

Üretim eksantrikliği. Konik eksen ve delik ekseni asla mükemmel şekilde eşmerkezli değildir. Delik ekseni, takım şaftıyla da mükemmel şekilde eşmerkezli değildir. Her bir arayüz, salınım ve kütle kayması ekler.

Pens ve somun. ER pens somunları genellikle dişten kaynaklanan eksantriklik taşır. Yüksek hızlarda, somunun kendisi bir titreşim kaynağı haline gelir. Yüksek hızlı (HSC) çalışmalarında hassas taşlanmış dengeli somunlar kullanın.

Kesici alet. Tek kanallı freze uçları, asimetrik kesici takımlar ve eksantrik geometrili takımlar, tutucu düzeltmesiyle ortadan kaldırılamayacak bir dengesizlik yaratır. Bu takımların pratik devir sayısı (RPM) sınırı, kendi kütle dağılımlarıyla belirlenir.

Dengeleme yöntemleri

Saha Raporu: 24.000 RPM'de Çalışan HSC Freze Mili

Batı Avrupa'da bir havacılık taşeronu, 24.000 RPM doğrudan tahrikli iş mili bulunan 5 eksenli bir HSC merkezinde alüminyum yapısal bileşenler işliyordu. Planlı bir rulman değişiminden sonra, iş mili makine üreticisinin kabul testini geçti, ancak atölye iki şey fark etti: kritik yüzeylerdeki yüzey pürüzlülüğü Ra 0,4'ten Ra 0,7 µm'ye düşmüştü ve karbür freze uçları normalde 55 dakika yerine 25 dakika dayanıyordu.

Makine üreticisinin servis ekibi, hizalamayı ve rulman ön yükünü kontrol etmişti; her ikisi de belirtilen değerler içindeydi. Sorun, rulman değişiminden kaynaklanan artık dengesizlikti. Yeni rulmanların kütle dağılımı eski sete göre biraz farklıydı ve yeniden monte edilen mil artık orijinal dengesine sahip değildi.

Mil gövdesine Balanset-1A'yı kurduk, 24.000 RPM'de FFT'yi çalıştırdık ve temiz bir 1× RPM tepe noktası doğruladık - ders kitaplarında yer alan dengesizlik örneği. İlk titreşim: ön yatakta 4,2 mm/s. Bu hızdaki bir mil için hedef 0,5 mm/s'nin altında (G 1.0) olmalıdır.

Tek deneme, tek düzeltme — mil ucu dengeleme deliğine 194° açıyla takılan 3,8 g'lık bir ayar vidası. Toplam işlem süresi: Kurulum dahil 55 dakika.

Düzeltme işleminden sonra yüzey pürüzlülüğü Ra 0,38 µm'ye geri döndü. Takım ömrü 50 dakikanın üzerine çıktı. Atölye artık her rulman bakımından sonra iş mili titreşimini ölçüyor; bu 55 dakikalık kontrol, haftalarca süren üretim düşüşünü önlüyor.

Dengeleme Titreşimi Gidermediğinde

İşlem adımlarını izlediniz, düzeltmeyi uyguladınız ve titreşim hala yüksek. Cihazın arızalı olduğunu varsaymadan önce, şu dört yaygın engelleyici faktörü kontrol edin:

1. Yapısal rezonans. Eğer milin çalışma hızı, makine yapısının doğal frekansıyla çakışıyorsa, denge kalitesinden bağımsız olarak titreşim artar. Test: Düşük devirden çalışma hızına yavaşça çıkarken titreşimi kaydedin. Belirli bir devirde keskin bir yükseliş görüp, bunun üstünde ve altında düşüş gösteriyorsa, bu rezonanstır. Çözüm dengeleme değil; ya çalışma hızını 5-10% değiştirmek, yapıyı sertleştirmek ya da sönümleme eklemektir.

2. Çeki demiri / Belleville yay sorunları. Eğer takım tutucuyu sıkıştıran Belleville yayları yıpranmış veya kırılmışsa, takım konik yuvaya tam olarak oturmaz. Bu durum "yüzer" bir dengesizliğe yol açar; her sökme ve yeniden sıkıştırma işleminde kayma meydana gelir. Titreşim, her çalıştırma arasında rastgele değişir. Tekrarlanabilir olmayan mekanik bir uyumu hiçbir dengeleme telafi edemez.

3. Konik uç kirlenmesi. Mil konik yüzeyindeki talaşlar, soğutma sıvısı kalıntıları veya mikro çapaklar, takım tutucunun tam olarak oturmasını engeller. Sonuç: yüksek salınım ve her takım değişiminde değişen titreşim. Konik yüzeyi bir konik yüzey temizleme beziyle temizleyin ve Prusya mavisi ile kontrol edin (temas deseni çevre boyunca >80% olmalıdır).

4. Kama yuvası kuralı hatası. Kama ile çalışan bir milin (eski makineler, kayış tahrikli miller) dengelenmesinde yarım kama kuralı izlenmelidir: rotor, kama yuvasının yarısını taşıdığı varsayılarak dengelenir ve eşleşen parça (kasnak, kaplin) diğer yarısını taşır. Bir taraf tam kama, diğer taraf kama yok varsayılırsa, birleşik düzenek dengesiz olacaktır.

Ekipman: Balanset-1A Özellikleri

Yukarıdaki prosedür şunu kullanır: Balanset-1A Taşınabilir dengeleme sistemi. Mil çalışması için ilgili özellikler:

Kit içeriğinde iki adet ivmeölçer, lazer takometre, yansıtıcı bant, manyetik montaj aparatları, USB üzerinde yazılım ve taşıma çantası bulunmaktadır. Abonelik gerektirmez. Tekrarlayan lisans ücreti yoktur.

Sıkça Sorulan Sorular