اپنے ہاتھوں سے بیلنسنگ مشینیں۔

۱۔ تعارف

(اس کام کو لکھنے کی کیا ضرورت تھی؟)

LLC "Kinematics" (Vibromera) کے ذریعہ تیار کردہ بیلنسنگ ڈیوائسز کے استعمال کے ڈھانچے کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ ان میں سے تقریباً 30% مشینوں اور/یا اسٹینڈز کو بیلنس کرنے کے لیے اسٹیشنری پیمائش اور کمپیوٹنگ سسٹم کے طور پر استعمال کرنے کے لیے خریدے گئے ہیں۔ ہمارے آلات کے صارفین (صارفین) کے دو گروہوں کی شناخت کرنا ممکن ہے۔

پہلا گروپ اُن اداروں پر مشتمل ہے جو بیلنسنگ مشینوں کی بڑے پیمانے پر تیاری میں مہارت رکھتے ہیں اور انہیں بیرونی صارفین کو فروخت کرتے ہیں۔ یہ ادارے اعلیٰ تربیت یافتہ ماہرین کو ملازمت دیتے ہیں جن کے پاس مختلف اقسام کی بیلنسنگ مشینوں کے ڈیزائن، تیاری اور آپریشن میں گہرا علم اور وسیع تجربہ ہوتا ہے۔ اس گروپ کے صارفین کے ساتھ تعامل میں جو چیلنجز سامنے آتے ہیں، وہ زیادہ تر ہمارے پیمائش کے نظام اور سافٹ ویئر کو موجودہ یا نئی تیار کردہ مشینوں کے مطابق ڈھالنے سے متعلق ہوتے ہیں، جبکہ ان کے ساختی نفاذ کے مسائل حل نہیں کیے جاتے۔

دوسرا گروپ اُن صارفین پر مشتمل ہے جو اپنی ضروریات کے لیے خود مشینیں (اسٹینڈز) تیار اور بناتے ہیں۔ اس طریقہ کار کی بنیادی وجہ آزاد صنعت کاروں کی اپنی پیداوار کے اخراجات کم کرنے کی خواہش ہے، جو بعض صورتوں میں دو سے تین گنا یا اس سے بھی زیادہ کم ہو سکتے ہیں۔ اس گروپ کے صارفین کو عموماً مشینیں بنانے کا مناسب تجربہ نہیں ہوتا اور وہ عام فہم، انٹرنیٹ سے حاصل کردہ معلومات اور دستیاب کسی بھی مماثل نمونوں پر انحصار کرتے ہیں۔

ان کے ساتھ تعامل کرنے سے بہت سے سوالات پیدا ہوتے ہیں، جو بیلنسنگ مشینوں کے پیمائش کے نظام کے بارے میں اضافی معلومات کے علاوہ، مشینوں کی ساختی ترتیب، بنیاد پر ان کی تنصیب کے طریقے، ڈرائیوز کے انتخاب، اور مناسب بیلنسنگ درستگی کے حصول وغیرہ سے متعلق مسائل کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کرتے ہیں۔

آزادانہ طور پر بیلنسنگ مشینوں کی تیاری کے مسائل میں ہمارے صارفین کے ایک بڑے گروپ کی نمایاں دلچسپی کو مدنظر رکھتے ہوئے، LLC "Kinematics" (Vibromera) کے ماہرین نے اکثر پوچھے گئے سوالات پر تبصروں اور سفارشات کے ساتھ ایک تالیف تیار کی ہے۔

2. بیلنسنگ مشینوں (اسٹینڈز) کی اقسام اور ان کی ڈیزائن خصوصیات

بیلنسنگ مشین ایک تکنیکی ڈیوائس ہے جسے مختلف مقاصد کے لیے روٹرز کے جامد یا متحرک عدم توازن کو ختم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس میں ایک ایسا طریقہ کار شامل کیا گیا ہے جو متوازن روٹر کو ایک مخصوص گردش کی فریکوئنسی تک تیز کرتا ہے اور ایک مخصوص پیمائش اور کمپیوٹنگ سسٹم جو روٹر کے عدم توازن کی تلافی کے لیے درکار اصلاحی وزنوں کی تعداد اور جگہ کا تعین کرتا ہے۔

مشین کے مکینیکل حصے کی تعمیر عام طور پر ایک بیڈ فریم پر مشتمل ہوتی ہے جس پر سپورٹ پوسٹس (بیرنگ) نصب ہوتے ہیں۔ یہ متوازن پروڈکٹ (روٹر) کو ماؤنٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں اور اس میں ایک ڈرائیو شامل ہوتی ہے جس کا مقصد روٹر کو گھومنا ہوتا ہے۔ بیلنسنگ کے عمل کے دوران، جو پروڈکٹ کے گھومنے کے دوران انجام دیا جاتا ہے، پیمائش کرنے والے نظام کے سینسرز (جن کی قسم مشین کے ڈیزائن پر منحصر ہے) یا تو بیرنگ میں کمپن رجسٹر کرتے ہیں یا بیرنگز پر زور دیتے ہیں۔

اس طریقے سے حاصل کردہ ڈیٹا عدم توازن کی تلافی کے لیے ضروری تصحیحی وزنوں کی کمیت اور تنصیب کے مقامات کا تعین کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

فی الحال بیلنسنگ مشین (اسٹینڈ) کے دو قسم کے ڈیزائن سب سے زیادہ رائج ہیں:

• نرم بیئرنگ مشینیں (لچکدار سہاروں کے ساتھ);
• ہارڈ بیئرنگ مشینیں۔ (سخت سہاروں کے ساتھ).

2.1 نرم بیرنگ مشینیں اور اسٹینڈز

سافٹ بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں (اسٹینڈز) کی بنیادی خصوصیت یہ ہے کہ ان میں نسبتاً لچکدار سہارا ہوتا ہے، جو اسپرنگ سسپنشنز، اسپرنگ سے منسلک کیریجز، چپٹے یا سلنڈر نما اسپرنگ سہاروں وغیرہ کی بنیاد پر تیار کیا جاتا ہے۔ ان سہاروں کی قدرتی تعدد ان پر نصب متوازن روٹر کی گردش کی تعدد سے کم از کم دو سے تین گنا کم ہوتی ہے۔ لچکدار نرم بیئرنگ سپورٹس کے ساختی نفاذ کی ایک کلاسیکی مثال مشین ماڈل DB-50 کے سپورٹ میں دیکھی جا سکتی ہے، جس کی ایک تصویر شکل 2.1 میں دکھائی گئی ہے۔

شکل 2.1۔ بیلنسنگ مشین ماڈل DB-50 کی سپورٹ۔

جیسا کہ شکل 2.1 میں دکھایا گیا ہے، متحرک فریم (سلائیڈر) 2 کو سپورٹ کے جامد ستون 1 سے پٹی نما اسپرنگز 3 پر مشتمل معلق نظام کے ذریعے منسلک کیا گیا ہے۔ سپورٹ پر نصب روٹر کے عدم توازن کے نتیجے میں پیدا ہونے والی مرکز فرار قوت کے اثر سے، کیریج (سلائیڈر) 2 جامد ستون 1 کے حوالے سے افقی ارتعاشات انجام دے سکتا ہے، جنہیں وائبریشن سینسر کے ذریعے ماپا جاتا ہے۔

اس سہارا کے ساختی نفاذ سے گاڑی کی ارتعاشات کی کم قدرتی تعدد حاصل ہوتی ہے، جو تقریباً 1–2 ہرٹز کے درمیان ہو سکتی ہے۔ اس سے روٹر کو 200 آر پی ایم سے شروع ہونے والی وسیع رینج میں متوازن کرنے کی سہولت ملتی ہے۔ یہ خصوصیت اور ایسے سہاروں کی نسبتاً آسان تیاری اس ڈیزائن کو ہمارے بہت سے صارفین کے لیے پرکشش بناتی ہے جو مختلف مقاصد کے لیے متوازن کرنے والی مشینیں خود تیار کرتے ہیں۔

شکل 2.2۔ بیلنسنگ مشین کی نرم بیئرنگ سپورٹ، "پولیمر لمیٹڈ"، مکھچکالا کے ذریعہ تیار کردہ

شکل 2.2 میں ایک سافٹ بیئرنگ بیلنسنگ مشین کی تصویر دکھائی گئی ہے جس میں سسپنشن اسپرنگس سے بنی سپورٹ ہے، جو ماخچکالا میں "Polymer LTD" میں اندرون ملک ضروریات کے لیے تیار کی گئی ہے۔ مشین پولیمر مواد کی تیاری میں استعمال ہونے والے رولرس کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے۔

شکل 2.3 ایک توازن برقرار رکھنے والی مشین کی تصویر پیش کی گئی ہے جس میں گاڑی کے لیے اسی طرح کی پٹی نما معطلی ہے، جو مخصوص اوزاروں کو متوازن کرنے کے لیے بنائی گئی ہے۔

شکل 2.4.a اور 2.4.b ڈرائیو شافٹوں کو توازن کرنے کے لیے ایک گھریلو ساختہ Soft Bearing مشین کی تصاویر دکھائی گئی ہیں، جس کے سپورٹس بھی پٹی نما معلق اسپرنگز سے بنے ہیں۔

شکل 2.5 ایک سافٹ بیئرنگ مشین کی تصویر پیش کرتا ہے جسے ٹربو چارجرز کو متوازن کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس کے کیریجز کے سپورٹ بھی اسپرنگس پر معطل ہیں۔ A. Shahgunyan (سینٹ پیٹرزبرگ) کے نجی استعمال کے لیے بنائی گئی یہ مشین "Balanset 1" پیمائشی نظام سے لیس ہے۔

بنانے والے کے مطابق (دیکھیں شکل 2.6)، یہ مشین ٹربائنز کو ایسے متوازن کرنے کی صلاحیت فراہم کرتی ہے کہ باقی ماندہ عدم توازن 0.2 g*mm سے زیادہ نہ ہو۔

شکل 2.3۔ نرم بیرنگ مشین برائے توازن کے اوزار، سٹرپ اسپرنگز پر مشتمل معاون معطل نظام کے ساتھ

شکل 2.4.a. ڈرائیو شافٹوں کے توازن کے لیے نرم بیئرنگ مشین (مشین اسمبل شدہ)

شکل 2.4.b. نرم بیرنگ مشین ڈرائیو شافٹوں کے توازن کے لیے، جس میں کیریج سپورٹس پٹی نما اسپرنگز پر معطل ہیں۔ (بہار پٹی معلق نظام کے ساتھ مرکزی اسپنڈل سپورٹ)

شکل 2.5. نرم بیرنگ مشین ٹربو چارجرز کو سٹرپ اسپرنگز پر سپورٹس کے ساتھ بیلنس کرنے کے لیے، اے. شاہگونین (سینٹ پیٹرزبرگ) کی تیار کردہ۔

شکل 2.6۔ A. Shahgunyan کی مشین پر ٹربائن روٹر بیلنسنگ کے نتائج دکھاتے ہوئے 'Balanset 1' پیمائشی نظام کی سکرین کاپی

مذکورہ بالا نرم بیرنگ بیلنسنگ مشین کے روایتی ورژن کے علاوہ، دیگر ساختی حل بھی عام ہو گئے ہیں۔

شکل 2.7 اور 2.8 ڈرائیو شافٹ کے لیے بیلنسنگ مشینوں کی تصویریں، جن کے سپورٹ فلیٹ (پلیٹ) اسپرنگس کی بنیاد پر بنائے گئے ہیں۔ یہ مشینیں بالترتیب نجی انٹرپرائز "Dergacheva" اور LLC "Tatcardan" ("Kinetics-M") کی ملکیتی ضروریات کے لیے تیار کی گئی تھیں۔

ایسی سپورٹ کے ساتھ نرم بیئرنگ بیلنسنگ مشینیں اکثر شوقیہ مینوفیکچررز ان کی نسبتاً سادگی اور پیداواری صلاحیت کی وجہ سے دوبارہ تیار کرتی ہیں۔ یہ پروٹو ٹائپ عام طور پر یا تو "K. Schenck" کی VBRF سیریز کی مشینیں ہیں یا اسی طرح کی گھریلو پیداوار کی مشینیں ہیں۔

شکل 2.7 اور 2.8 میں دکھائی گئی مشینیں دو سہارا، تین سہارا اور چار سہارا ڈرائیو شافٹوں کے توازن کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ ان کی ساخت ایک جیسی ہے، جس میں شامل ہیں:

• ایک ویلڈیڈ بیڈ فریم 1، جو دو آئی-بیمز کو کراس ربس کے ذریعے جوڑ کر بنایا گیا ہے۔;
• ایک جامد (سامنے والا) اسپنڈل سہارا 2؛;
• ایک حرکت پذیر (پچھلا) اسپنڈل سہارا ۳؛;
• ایک یا دو متحرک (درمیانی) سہارا 4۔ سہارے 2 اور 3 میں اسپنڈل یونٹس 5 اور 6 نصب ہیں، جو مشین پر متوازن ڈرائیو شافٹ 7 کو نصب کرنے کے لیے ہیں۔

شکل 2.7۔ فلیٹ (پلیٹ) اسپرنگس پر سپورٹ کے ساتھ پرائیویٹ انٹرپرائز "Dergacheva" کی طرف سے ڈرائیو شافٹ کو متوازن کرنے کے لیے سافٹ بیئرنگ مشین

شکل 2.8۔ ایل ایل سی "ٹاٹکارڈن" ("کائنیٹکس-ایم") کے ذریعے فلیٹ اسپرنگس پر سپورٹ کے ساتھ ڈرائیو شافٹ کو متوازن کرنے کے لیے سافٹ بیئرنگ مشین

تمام سپورٹس پر کمپن سینسر 8 نصب کیے گئے ہیں، جو سپورٹس کی عرضی ارتعاشات کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مرکزی اسپنڈل 5، جو سپورٹ 2 پر نصب ہے، ایک برقی موٹر کے ذریعے بیلٹ ڈرائیو سے گھمایا جاتا ہے۔

شکل 2.9.a اور 2.9.b توازن مشین کے اس سپورٹ کی تصاویر دکھائی گئی ہیں، جو فلیٹ اسپرنگز پر مبنی ہے۔

شکل 2.9۔ نرم بیرنگ بیلنسنگ مشین کا فلیٹ اسپرنگز کے ساتھ سپورٹ

• الف) پہلو کا منظر؛;
• ب) سامنے کا منظر

چونکہ شوقیہ بنانے والے اکثر اپنے ڈیزائنز میں ایسے سپورٹس استعمال کرتے ہیں، اس لیے ان کی ساخت کی خصوصیات کا مزید تفصیل سے جائزہ لینا مفید ہے۔ جیسا کہ شکل 2.9.a میں دکھایا گیا ہے، یہ سپورٹ تین اہم اجزاء پر مشتمل ہے:

• نچلی سپورٹ پلیٹ 1: سامنے کے اسپنڈل سپورٹ کے لیے پلیٹ گائیڈز سے سختی سے منسلک ہوتی ہے؛ درمیانی یا پچھلے اسپنڈل سپورٹس کے لیے نچلی پلیٹ ایک کیریج کی صورت میں ڈیزائن کی گئی ہے جو فریم کے گائیڈز پر حرکت کر سکتی ہے۔
• اوپری معاون پلیٹ 2, جس پر معاون یونٹس نصب کیے جاتے ہیں (رولر سپورٹس 4، اسپنڈلز، درمیانی بیئرنگز، وغیرہ)۔
• دو فلیٹ اسپرنگز ۳،, نچلی اور اوپری بیرنگ پلیٹوں کو جوڑنا۔

آپریشن کے دوران سپورٹس میں کمپن میں اضافے کے خطرے کو روکنے کے لیے، جو متوازن روٹر کی تیز رفتاری یا سست رفتاری کے دوران پیش آ سکتا ہے، سپورٹس میں لاکنگ میکانزم شامل کیا جا سکتا ہے (دیکھیں شکل 2.9.b)۔ یہ میکانزم ایک سخت بریکٹ 5 پر مشتمل ہوتا ہے، جسے ایک غیر مرکز قفل 6 کے ذریعے مصروف کیا جا سکتا ہے جو سپورٹ کے ایک فلیٹ اسپرنگ سے منسلک ہوتا ہے۔ جب قفل 6 اور بریکٹ 5 مصروف ہو جاتے ہیں تو سپورٹ لاک ہو جاتا ہے، جس سے تیز رفتاری اور سست رفتاری کے دوران ارتعاش میں اضافے کا خطرہ ختم ہو جاتا ہے۔

فلیٹ (پلیٹ) اسپرنگز سے بنے سپورٹس ڈیزائن کرتے وقت، مشین بنانے والے کو ان کی قدرتی ارتعاشات کی تعدد کا اندازہ لگانا چاہیے، جو اسپرنگز کی سختی اور متوازن روٹر کے ماس پر منحصر ہوتی ہے۔ اس پیرامیٹر کا علم ڈیزائنر کو روٹر کی عملیاتی گھومنے والی تعدد کی حد شعوری طور پر منتخب کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے بیلنسنگ کے دوران سپورٹس میں گونجدار ارتعاشات کے خطرے سے بچا جا سکتا ہے۔

سیکشن 3 میں سپورٹس کی ارتعاشات کی قدرتی تعدد اور توازن کرنے والی مشینوں کے دیگر اجزاء کی قدرتی تعدد کا حساب لگانے اور تجرباتی طور پر تعین کرنے کے لیے سفارشات پر بحث کی گئی ہے۔

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، فلیٹ (پلیٹ) اسپرنگز کے استعمال سے سپورٹ ڈیزائن کی سادگی اور قابلِ ساختہ ہونا مختلف مقاصد کے لیے بیلنسنگ مشینوں کے شوقیہ تیار کرنے والوں کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے، جن میں کرینک شافٹ، آٹوموٹو ٹربو چارجر روٹرز وغیرہ کی بیلنسنگ کے لیے مشینیں شامل ہیں۔

مثال کے طور پر، اعداد و شمار 2.10.a اور 2.10.b ٹربو چارجر روٹرز کو متوازن کرنے کے لیے ڈیزائن کردہ مشین کا عمومی منظر کا خاکہ پیش کرتے ہیں۔ یہ مشین تیار کی گئی تھی اور اسے Penza میں LLC "SuraTurbo" میں گھریلو ضروریات کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

2.10.a. ٹربو چارجر روٹرز کے توازن کے لیے مشین (طرفی منظر)

2.10.b. ٹربو چارجر روٹرز کے توازن کے لیے مشین (سامنے والے سپورٹ سائیڈ سے منظر)

پہلے زیرِ بحث نرم بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں کے علاوہ، نسبتاً سادہ نرم بیئرنگ اسٹینڈز بھی بعض اوقات بنائے جاتے ہیں۔ یہ اسٹینڈز کم لاگت میں مختلف مقاصد کے لیے گھومنے والے نظاموں کی اعلیٰ معیار کی بیلنسنگ ممکن بناتے ہیں۔

اس طرح کے کئی اسٹینڈز کا ذیل میں جائزہ لیا گیا ہے، جو بیلناکار کمپریشن اسپرنگس پر سیٹ کردہ فلیٹ پلیٹ (یا فریم) کی بنیاد پر بنائے گئے ہیں۔ ان چشموں کو عام طور پر اس طرح منتخب کیا جاتا ہے کہ اس پر نصب متوازن میکانزم کے ساتھ پلیٹ کے دوغلوں کی قدرتی تعدد توازن کے دوران اس میکانزم کے روٹر کی گردش کی فریکوئنسی سے 2 سے 3 گنا کم ہوتی ہے۔

شکل 2.11 P. Asharin کے اندرونی استعمال کے لیے تیار کردہ کھرچنے والے پہیوں کو توازن کرنے والے ایک اسٹینڈ کی تصویر دکھائی گئی ہے۔

شکل 2.11. رگڑنے والی پہیوں کو متوازن کرنے کے لیے اسٹینڈ

اس اسٹینڈ میں درج ذیل اہم اجزاء شامل ہیں:

• تختہ 1, ، چار سلنڈر نما اسپرنگز 2 پر نصب؛;
• برقی موٹر ۳, جس کا روٹر اسپنڈل کے طور پر بھی کام کرتا ہے، جس پر مینڈریل ۴ نصب ہوتا ہے، جو اسپنڈل پر رگڑنے والے پہیے کو نصب کرنے اور محفوظ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

اس اسٹینڈ کی ایک اہم خصوصیت الیکٹرک موٹر کے روٹر کے گھومنے والے زاویے کے لیے پلس سینسر 5 کا شامل ہونا ہے، جو اسٹینڈ کے پیمائشی نظام کے حصے کے طور پر استعمال ہوتا ہے ("Balanset 2C") کھرچنے والے پہیے سے اصلاحی ماس کو ہٹانے کے لیے کونیی پوزیشن کا تعین کرنے کے لیے۔

شکل 2.12 ویکیوم پمپ کو متوازن کرنے کے لیے استعمال ہونے والے اسٹینڈ کی تصویر دکھاتا ہے۔ یہ اسٹینڈ JSC "میجرمنٹ پلانٹ" کے آرڈر کے لیے تیار کیا گیا تھا۔

تصویر 2.12۔ جے ایس سی "میجرمنٹ پلانٹ" کے ذریعہ ویکیوم پمپس کو متوازن کرنے کے لئے کھڑے ہو جاؤ"

اس اسٹینڈ کی بنیاد میں بھی تختہ 1، سلنڈر نما اسپرنگز 2 پر نصب پلیٹ 1 استعمال ہوتی ہے۔ پلیٹ 1 پر ویکیوم پمپ 3 نصب ہے، جس میں اپنی برقی ڈرائیو ہے جو رفتار کو 0 سے 60,000 RPM تک وسیع حد میں بدل سکتی ہے۔ کمپن سینسر 4 پمپ کی casing پر نصب ہیں، جو مختلف بلندیوں پر دو مختلف حصوں میں کمپن کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

پمپ روٹر کے گھومنے والے زاویہ کے ساتھ کمپن کی پیمائش کے عمل کی ہم آہنگی کے لیے، اسٹینڈ پر لیزر فیز اینگل سینسر 5 استعمال کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے اسٹینڈز کی بظاہر سادہ بیرونی تعمیر کے باوجود، یہ پمپ کے امپیلر کے بہت اعلیٰ معیار کے توازن کو حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

مثال کے طور پر، sub-critical rotational frequencies پر pump rotor کا residual imbalance، ISO 21940-11 (formerly ISO 1940-1) میں متعین سب سے باریک balance quality grade G0.4 کی tolerance سے کم ہے — ایک in-house bench result جو notional G0.16 کے برابر ہے، اور standard میں درج کسی بھی grade سے زیادہ سخت ہے۔

پمپ کے کیسنگ کی باقی ماندہ کمپن، جو 8,000 آر پی ایم تک کی گردش کی رفتار پر توازن کے دوران حاصل کی گئی، 0.01 ملی میٹر فی سیکنڈ سے زیادہ نہیں ہوتی۔

مندرجہ بالا بیان کردہ اسکیم کے مطابق تیار کردہ بیلنسنگ اسٹینڈز دیگر آلات مثلاً پنکھوں کے توازن کے لیے بھی مؤثر ہیں۔ پنکھوں کے توازن کے لیے ڈیزائن کیے گئے اسٹینڈز کی مثالیں شکلوں 2.13 اور 2.14 میں دکھائی گئی ہیں۔

شکل 2.13۔ پنکھے کے امپیلرز کو متوازن کرنے کے لیے اسٹینڈ

اس طرح کے اسٹینڈز پر فین بیلنسنگ کا معیار کافی بلند ہے۔ "Atlant-project" LLC کے ماہرین کے مطابق، "Kinematics" LLC کی سفارشات کی بنیاد پر ان کے تیار کردہ اسٹینڈ پر (تصویر 2.14 دیکھیں)، پرستاروں کو متوازن کرنے پر حاصل ہونے والی بقایا کمپن کی سطح 0.8 ملی میٹر فی سیکنڈ تھی۔ یہ آئی ایس او 31350-2007 کے مطابق BV5 کیٹیگری میں شائقین کے لیے سیٹ برداشت سے تین گنا زیادہ بہتر ہے "وائبریشن۔ صنعتی پنکھے۔ تیار کردہ کمپن اور بیلنس کوالٹی کے تقاضے۔""

شکل 2.14۔ "Atlant-project" LLC، Podolsk کے ذریعے دھماکہ پروف آلات کے فین امپیلرز کو متوازن کرنے کے لیے کھڑے ہوں۔

JSC "Lissant Fan Factory" میں حاصل کردہ اسی طرح کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اس طرح کے اسٹینڈز، جو ڈکٹ پنکھوں کی سیریل پروڈکشن میں استعمال ہوتے ہیں، مستقل طور پر ایک بقایا کمپن کو یقینی بناتے ہیں جو 0.1 ملی میٹر فی سیکنڈ سے زیادہ نہ ہو۔

2.2. ہارڈ بیئرنگ مشینیں

ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشینیں پہلے زیرِ بحث سافٹ بیئرنگ مشینوں سے اپنے سپورٹس کے ڈیزائن میں مختلف ہوتی ہیں۔ ان کے سپورٹس پیچیدہ سلاٹس (کٹ آؤٹس) والی سخت پلیٹوں کی شکل میں بنائے جاتے ہیں۔ ان سپورٹس کی قدرتی تعدد مشین پر بیلنس کیے جانے والے روٹر کی زیادہ سے زیادہ گھومنے والی تعدد سے کم از کم دو سے تین گنا زیادہ ہوتی ہے۔

سخت بیئرنگ والی مشینیں نرم بیئرنگ والی مشینوں کے مقابلے میں زیادہ ورسٹائل ہوتی ہیں، کیونکہ یہ عام طور پر روٹرز کو ان کے ماس اور طول و عرض کی خصوصیات کی وسیع رینج میں اعلیٰ معیار کے توازن کی اجازت دیتی ہیں۔ ان مشینوں کا ایک اہم فائدہ یہ بھی ہے کہ یہ نسبتاً کم گردش رفتار پر روٹرز کی اعلیٰ درستگی کے ساتھ توازن ممکن بناتی ہیں، جو 200–500 آر پی ایم یا اس سے کم کی حد میں ہو سکتی ہے۔

شکل 2.15 "K. Schenk" کی تیار کردہ ایک عام ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشین کی تصویر دکھاتی ہے۔ اس اعداد و شمار سے، یہ واضح ہے کہ حمایت کے انفرادی حصے، جو پیچیدہ سلاٹوں سے بنائے جاتے ہیں، میں مختلف سختی ہوتی ہے۔ روٹر کے عدم توازن کی قوتوں کے اثر و رسوخ کے تحت، یہ دوسروں کی نسبت سپورٹ کے کچھ حصوں کی خرابی (بے گھر ہونے) کا باعث بن سکتا ہے۔ (شکل 2.15 میں، سپورٹ کے سخت حصے کو سرخ نقطے والی لکیر سے نمایاں کیا گیا ہے، اور اس کا نسبتاً موافق حصہ نیلے رنگ میں ہے)۔

مذکورہ نسبتی انحرافات کو ناپنے کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشینیں یا تو فورس سینسرز استعمال کر سکتی ہیں یا مختلف اقسام کے انتہائی حساس کمپن سینسرز، جن میں بغیر رابطے کے کمپن انحراف سینسرز بھی شامل ہیں۔

شکل 2.15۔ "K. Schenk" کی طرف سے ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشین"

جیسا کہ "Balanset" سیریز کے آلات کے لیے صارفین سے موصول ہونے والی درخواستوں کے تجزیے سے ظاہر ہوتا ہے، اندرون ملک استعمال کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشینوں کی تیاری میں دلچسپی مسلسل بڑھ رہی ہے۔ گھریلو بیلنسنگ مشینوں کے ڈیزائن کی خصوصیات کے بارے میں اشتہاری معلومات کے وسیع پیمانے پر پھیلانے سے یہ سہولت ملتی ہے، جو شوقیہ مینوفیکچررز اپنی ترقی کے لیے اینالاگ (یا پروٹو ٹائپ) کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔

آئیے "Balanset" سیریز کے آلات کے متعدد صارفین کی اندرونی ضروریات کے لیے تیار کردہ ہارڈ بیئرنگ مشینوں کے کچھ تغیرات پر غور کریں۔

شکل 2.16.a – 2.16.d ڈرائیو شافٹ کو متوازن کرنے کے لیے بنائی گئی ہارڈ بیئرنگ مشین کی تصاویر دکھائیں، جسے این اوبیدکوف (میگنیٹوگورسک کا شہر) نے تیار کیا تھا۔ جیسا کہ تصویر 2.16.a میں دیکھا گیا ہے، مشین ایک سخت فریم 1 پر مشتمل ہے، جس پر سپورٹ 2 (دو سپنڈل اور دو انٹرمیڈیٹ) نصب ہیں۔ مشین کا مرکزی سپنڈل 3 ایک بیلٹ ڈرائیو کے ذریعے ایک غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر 4 کے ذریعے گھمایا جاتا ہے۔ الیکٹرک موٹر 4 کی گردش کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے فریکوئنسی کنٹرولر 6 کا استعمال کیا جاتا ہے۔ مشین "Balanset 4" ماپنے اور کمپیوٹنگ سسٹم 5 سے لیس ہے، جس میں ایک پیمائشی یونٹ، ایک کمپیوٹر، چار فورس سینسرز، اور ایک فیز اینگل سینسر شامل ہیں (تصویر 2.16 میں نہیں دکھائے گئے سینسر)۔

شکل 2.16.a. ڈرائیو شافٹوں کے توازن کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشین، تیار کردہ این. اوبیڈکوو (میگنیٹو گورسک)

شکل 2.16.ب یہ مشین کے سامنے والے سپورٹ کی ایک تصویر دکھاتا ہے جس میں لیڈنگ اسپنڈل 3 شامل ہے، جو جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، غیر ہم وقت برقی موٹر 4 کے بیلٹ ڈرائیو کے ذریعے چلایا جاتا ہے۔ یہ سپورٹ فریم پر سختی سے نصب ہے۔

شکل 2.16.ب۔ سامنے (آگے والی) اسپنڈل سپورٹ۔

شکل 2.16.c یہ مشین کے دو حرکت پذیر درمیانی سہاروں میں سے ایک کی تصویر پیش کرتا ہے۔ یہ سہارا سلائیڈز 7 پر ٹکا ہوتا ہے، جو اسے فریم گائیڈز کے ساتھ لمبی سمت میں حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس سہارے میں ایک خاص آلہ 8 شامل ہے، جو متوازن ڈرائیو شافٹ کے درمیانی بیئرنگ کی اونچائی نصب کرنے اور ایڈجسٹ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

شکل 2.16.c. مشین کا درمیانی متحرک سہارا

شکل 2.16.d پیچھے (چلائے جانے والے) سپنڈل سپورٹ کی تصویر دکھاتا ہے، جو انٹرمیڈیٹ سپورٹ کی طرح مشین کے فریم کے گائیڈز کے ساتھ حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

شکل 2.16.d. پچھلا (چلایا جانے والا) اسپنڈل سپورٹ۔

مذکورہ بالا تمام سپورٹس عمودی پلیٹیں ہیں جو ہموار بنیادوں پر نصب کی گئی ہیں۔ ان پلیٹوں میں ٹی نما سلاٹس (دیکھیں شکل 2.16.d) ہیں، جو سپورٹ کو اندرونی حصہ 9 (زیادہ سخت) اور بیرونی حصہ 10 (کم سخت) میں تقسیم کرتی ہیں۔ سپورٹ کے اندرونی اور بیرونی حصوں کی مختلف سختی متوازن روٹر سے پیدا ہونے والی عدم توازن قوتوں کے تحت ان حصوں کی نسبتی انحراف کا باعث بن سکتی ہے۔

فورس سینسر عموماً گھریلو ساختہ مشینوں میں سپورٹس کی نسبتی deformation کو ناپنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ Hard Bearing balancing machine کے سپورٹ پر force sensor کی تنصیب کی ایک مثال Figure 2.16.e میں دکھائی گئی ہے۔ جیسا کہ اس شکل میں دکھایا گیا ہے، force sensor 11 کو bolt 12 کے ذریعے سپورٹ کے اندرونی حصے کی side surface کے ساتھ دبایا جاتا ہے، جو سپورٹ کے بیرونی حصے میں موجود threaded hole سے گزرتا ہے۔

بولٹ 12 کے دباؤ کو فورس سینسر 11 کے پورے سطح پر یکساں رکھنے کے لیے، اس اور سینسر کے درمیان ایک فلیٹ واشر 13 رکھا جاتا ہے۔

شکل 2.16.d۔ سپورٹ پر فورس سینسر کی تنصیب کی مثال۔

مشین کے آپریشن کے دوران، متوازن روٹر سے عدم توازن کی قوتیں سپورٹ کے بیرونی حصے پر سپورٹ یونٹس (اسپنڈلز یا انٹرمیڈیٹ بیرنگ) کے ذریعے عمل کرتی ہیں، جو روٹر کی گردش کی فریکوئنسی پر اس کے اندرونی حصے کی نسبت چکراتی طور پر حرکت (ڈیفارم) کرنا شروع کر دیتی ہیں۔ اس کے نتیجے میں ایک متغیر قوت سینسر 11 پر کام کرتی ہے، جو کہ عدم توازن کی قوت کے متناسب ہے۔ اس کے اثر کے تحت، روٹر کے عدم توازن کی شدت کے متناسب برقی سگنل فورس سینسر کے آؤٹ پٹ پر پیدا ہوتا ہے۔

تمام سپورٹوں پر نصب فورس سینسرز سے سگنلز مشین کے ماپنے اور کمپیوٹنگ سسٹم میں ڈالے جاتے ہیں، جہاں ان کا استعمال اصلاحی وزن کے پیرامیٹرز کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

شکل 2.17.a. "اسکرو" شافٹ کو متوازن کرنے کے لیے استعمال ہونے والی انتہائی مخصوص ہارڈ بیئرنگ مشین کی تصویر پیش کرتی ہے۔ یہ مشین ایل ایل سی "Ufatverdosplav" میں اندرون ملک استعمال کے لیے تیار کی گئی تھی۔

جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے، مشین کے اسپن اپ میکنزم کی ساخت سادہ ہے، جو درج ذیل اہم اجزاء پر مشتمل ہے:

• ویلڈیڈ فریم 1, ، بستر کے طور پر کام کرنا؛;
• دو جامد سہارا 2, فریم کے ساتھ سختی سے جڑا ہوا؛;
• برقی موٹر ۳، جو بیلٹ ڈرائیو 4 کے ذریعے balanced shaft (screw) 5 کو گھماتی ہے۔

تصویر 2.17.a بیلنسنگ سکرو شافٹ کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشین، ایل ایل سی "Ufatverdosplav" کے ذریعہ تیار کردہ"

مشین کے دو سہارا عمودی طور پر نصب اسٹیل پلیٹس ہیں جن میں ٹی نما سلاٹس ہیں۔ ہر سہارے کے اوپر رولنگ بیئرنگز سے تیار کردہ سپورٹ رولرز لگے ہوتے ہیں جن پر متوازن شافٹ 5 گھومتا ہے۔

سپورٹ کی خرابی کی پیمائش کرنے کے لیے، جو روٹر کے عدم توازن کی وجہ سے ہوتی ہے، فورس سینسرز 6 استعمال کیے جاتے ہیں (دیکھیں تصویر 2.17.b)، جو سپورٹ کے سلاٹ میں نصب ہوتے ہیں۔ یہ سینسرز "Balanset 1" ڈیوائس سے منسلک ہیں، جو اس مشین پر پیمائش اور کمپیوٹنگ سسٹم کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

مشین کے اسپن اپ میکانزم کی نسبتاً سادگی کے باوجود، یہ پیچ کے اعلیٰ معیار کے توازن کو قابل بناتا ہے، جو کہ جیسا کہ تصویر 2.17.a. میں دیکھا گیا ہے، ایک پیچیدہ ہیلیکل سطح رکھتا ہے۔

LLC "Ufatverdosplav" کے مطابق، توازن کے عمل کے دوران اس مشین پر سکرو کا ابتدائی عدم توازن تقریباً 50 گنا کم ہو گیا تھا۔

شکل 2.17.ب. فورس سینسر کے ساتھ سکرو شافٹوں کو متوازن کرنے کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشین سپورٹ

حاصل شدہ residual imbalance screw کی پہلی سطح میں 3552 g*mm (185 mm radius پر 19.2 g) اور دوسری سطح میں 2220 g*mm (185 mm radius پر 12.0 g) تھا۔ 500 kg وزن رکھنے والے اور 3500 RPM rotational frequency پر چلنے والے rotor کے لیے یہ عدم توازن ISO 21940-11 (formerly ISO 1940-1) کے مطابق class G6.3 کے برابر ہے، جو اس کی technical documentation میں متعین تقاضوں کو پورا کرتا ہے۔

ایک اصل ڈیزائن (تصویر 2.18 دیکھیں)، جس میں مختلف سائز کی دو ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں کے لیے بیک وقت سپورٹ کی تنصیب کے لیے سنگل بیس کا استعمال شامل ہے، SV Morozov نے تجویز کیا تھا۔ اس تکنیکی حل کے واضح فوائد، جو مینوفیکچرر کی پیداواری لاگت کو کم سے کم کرنے کی اجازت دیتے ہیں، میں شامل ہیں:

• پیداواری جگہ کی بچت;
• دو مختلف مشینوں کو چلانے کے لیے ایک الیکٹرک موٹر کا استعمال، جس میں متغیر فریکوئنسی ڈرائیو نصب ہو؛;
• دو مختلف مشینوں کو چلانے کے لیے ایک ہی پیمائش کے نظام کا استعمال۔

تصویر 2.18۔ ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشین ("ٹینڈم")، ایس وی موروزوف کی تیار کردہ

۳۔ بیلنسنگ مشینوں کے بنیادی یونٹس اور میکانیزم کی تعمیر کے لیے ضروریات

۳.۱. بیرنگز

3.1.1. بیرنگ ڈیزائن کی نظریاتی بنیادیں

پچھلے حصے میں، بیلنسنگ مشینوں کے لیے سافٹ بیئرنگ اور ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کے مرکزی ڈیزائن پر تفصیل سے تبادلہ خیال کیا گیا تھا۔ ایک اہم پیرامیٹر جس پر ڈیزائنرز کو ان سپورٹوں کو ڈیزائن اور مینوفیکچر کرتے وقت غور کرنا چاہیے وہ ان کی دولن کی قدرتی تعدد ہے۔ یہ ضروری ہے کیونکہ مشین کے ماپنے اور کمپیوٹنگ سسٹم کے ذریعے اصلاحی وزن کے پیرامیٹرز کا حساب لگانے کے لیے نہ صرف سپورٹ کے کمپن کے طول و عرض (سائیکلک ڈیفارمیشن) کی پیمائش بلکہ کمپن کے مرحلے کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔

اگر کسی سپورٹ کی فطری تعدد متوازن روٹر (سپورٹ ریزوننس) کی گردش کی فریکوئنسی کے ساتھ موافق ہو تو، طول و عرض اور کمپن کے مرحلے کی درست پیمائش عملی طور پر ناممکن ہے۔ یہ واضح طور پر گرافوں میں واضح طور پر دکھایا گیا ہے جس میں توازن روٹر کی گردشی فریکوئنسی کے ایک فنکشن کے طور پر سپورٹ کے دوغلوں کے طول و عرض اور مرحلے میں تبدیلیاں دکھائی دیتی ہیں (تصویر 3.1 دیکھیں)۔

ان گرافوں سے یہ نتیجہ نکلتا ہے کہ جیسے جیسے متوازن روٹر کی گھومنے والی تعدد سپورٹ کی قدرتی ارتعاشی تعدد کے قریب پہنچتی ہے (یعنی جب fp/fo کا تناسب 1 کے قریب ہو)، سپورٹ کی resonance oscillations سے وابستہ amplitude میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے (دیکھیں Fig. 3.1.a)۔ اسی دوران، graph 3.1.b سے ظاہر ہوتا ہے کہ resonance zone میں phase angle ∆F° میں تیز تبدیلی آتی ہے، جو 180° تک پہنچ سکتی ہے۔

دوسرے الفاظ میں، جب کسی بھی میکانزم کو ارتعاش کے تال میل والے علاقے میں متوازن کیا جاتا ہے، تو اس کی گردش کی تعدد میں معمولی تبدیلیاں بھی اس کی ارتعاش کے ایمپلیٹیوڈ اور مرحلے کی پیمائش کے نتائج میں نمایاں عدم استحکام کا باعث بن سکتی ہیں، جس سے اصلاحی وزن کے پیرامیٹرز کے حساب میں غلطیاں پیدا ہوتی ہیں اور توازن کی کیفیت پر منفی اثر پڑتا ہے۔

مندرجہ بالا گراف پہلے کی سفارشات کی تصدیق کرتے ہیں کہ ہارڈ بیئرنگ مشینوں کے لیے، روٹر کی آپریشنل فریکوئنسی کی اوپری حد (کم از کم) سپورٹ کی قدرتی فریکوئنسی سے 2-3 گنا کم ہونی چاہیے۔ سافٹ بیئرنگ مشینوں کے لیے، متوازن روٹر کی قابل اجازت آپریشنل فریکوئنسی کی نچلی حد (کم از کم) سپورٹ کی قدرتی فریکوئنسی سے 2-3 گنا زیادہ ہونی چاہیے۔

شکل 3.1. گراف جو گھومنے کی تعدد میں تبدیلیوں کے مطابق بیلنسنگ مشین کے سہارا کے ارتعاشات کی نسبتی شدت اور مرحلے میں تبدیلیاں دکھاتے ہیں۔

• Ад – معاون کے حرکی ارتعاشات کا ایمپلی ٹیوڈ؛;
• e = m*r / M - متوازن روٹر کا مخصوص عدم توازن؛;
• m – روٹر کا عدم متوازن ماس؛
• M – روٹر کا ماس؛
• r – وہ نصف قطر جس پر روٹر پر عدم متوازن ماس واقع ہے؛
• fp – روٹر کی گھومنے کی تعدد؛;
• fo – معاون کی ارتعاشات کی قدرتی تعدد

پیش کردہ معلومات کے پیش نظر، مشین کو اس کے سہاروں کے ارتعاشاتی علاقے (شکل 3.1 میں سرخ رنگ سے نمایاں) میں چلانا سفارش نہیں کیا جاتا۔ شکل 3.1 میں دکھائے گئے گراف یہ بھی ظاہر کرتے ہیں کہ روٹر کے ایک ہی عدم توازن کے لیے، سافٹ بیئرنگ مشین کے سہاروں کی حقیقی ارتعاشات ان ارتعاشات سے نمایاں طور پر کم ہیں جو سافٹ بیئرنگ مشین کے سہاروں پر پیدا ہوتی ہیں۔

اس سے یہ نتیجہ اخذ ہوتا ہے کہ ہارڈ بیئرنگ مشینوں میں سپورٹس کی کمپن ناپنے کے لیے استعمال ہونے والے سینسرز کی حساسیت نرم بیئرنگ مشینوں میں استعمال ہونے والے سینسرز سے زیادہ ہونی چاہیے۔ یہ نتیجہ سینسرز کے عملی استعمال سے بھی بخوبی ثابت ہوتا ہے، جو بتاتا ہے کہ مطلق کمپن سینسرز (وائبرو-ایکسلرومیٹرز اور/یا وائبرو-ویلاسیٹی سینسرز)، جو نرم بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں میں کامیابی سے استعمال ہو چکے ہیں، اکثر ہارڈ بیئرنگ مشینوں پر مطلوبہ بیلنسنگ معیار حاصل کرنے میں ناکام رہتے ہیں۔

ان مشینوں پر نسبتی ارتعاش سینسرز استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے، جیسے قوت سینسرز یا انتہائی حساس ڈسپلیسمنٹ سینسرز۔

3.1.2. کیلکولیشن کے طریقوں کے ذریعے سپورٹس کی قدرتی تعدد کا تخمینہ

ایک ڈیزائنر فارمولا 3.1 استعمال کرتے ہوئے سپورٹ fo کی قدرتی تعدد کا تخمینی حساب کر سکتا ہے، اسے سادہ طور پر ایک درجۂ آزادی والے ارتعاشی نظام کے طور پر لیتے ہوئے، جو (دیکھیں شکل 2.19.a) ماس M سے ظاہر ہوتا ہے اور سختی K والی اسپرنگ پر ارتعاش کرتا ہے۔

متناسب بین بیئرنگ روٹر کے لیے حساب میں استعمال ہونے والا ماس فارمولہ 3.2 کے ذریعے تخمینہ لگایا جا سکتا ہے۔

جہاں Mo​ kg میں سپورٹ کے حرکت پذیر حصے کا ماس ہے۔ مسٹر متوازن روٹر کا وزن کلوگرام میں ہے۔ n توازن میں شامل مشین کے تعاون کی تعداد ہے۔

سپورٹ کی سختی K کو فارمولہ 3.3 کے مطابق حساب کیا جاتا ہے، جو تجرباتی مطالعات کے نتائج پر مبنی ہے جن میں سپورٹ پر جامد قوت P کے تحت پیدا ہونے والی تبدیلی ΔL کو ناپا جاتا ہے (دیکھیں شکل 3.2.a اور 3.2.b)۔

جہاں ΔL میٹر میں سپورٹ کی اخترتی ہے؛ نیوٹن میں P جامد قوت ہے۔

لوڈ کرنے والی قوت P کی مقدار کو قوت ناپنے والے آلے (مثلاً ڈائنامومیٹر) کے ذریعے ماپا جا سکتا ہے۔ سپورٹ کی نقل مکانی ΔL کو خطی نقل مکانی ناپنے والے آلے (مثلاً ڈائل انڈیکیٹر) کے ذریعے طے کیا جاتا ہے۔

3.1.3. سہاروں کی قدرتی تعدد کا تعین کرنے کے تجرباتی طریقے

یہ دیکھتے ہوئے کہ سپورٹ کی قدرتی تعدد کا اوپر زیر بحث حساب، ایک آسان طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا گیا ہے، اہم غلطیوں کا باعث بن سکتا ہے، زیادہ تر شوقیہ ڈویلپر تجرباتی طریقوں سے ان پیرامیٹرز کا تعین کرنے کو ترجیح دیتے ہیں۔ اس کے لیے، وہ بیلنسنگ مشینوں کے جدید کمپن ماپنے والے نظام کی فراہم کردہ صلاحیتوں کو استعمال کرتے ہیں، بشمول "بیلنسیٹ" سیریز کے آلات۔

3.1.3.1. امپیکٹ ایکسائٹیشن طریقہ کے ذریعے سپورٹس کی قدرتی تعدد کا تعین

امپیکٹ ایکسائٹیشن طریقہ کسی سہارا یا کسی بھی دوسرے مشینی جزو کی کمپنوں کی قدرتی تعدد معلوم کرنے کا سب سے آسان اور عام طریقہ ہے۔ یہ اس حقیقت پر مبنی ہے کہ جب کسی شے، جیسے گھنٹی (دیکھیں شکل 3.3)، کو جھٹکے سے تحریک دی جاتی ہے تو اس کا ردعمل بتدریج کمزور ہونے والی کمپن کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ وائیبریشنل سگنل کی تعدد شے کی ساختی خصوصیات سے متعین ہوتی ہے اور اس کی قدرتی ارتعاشات کی تعدد کے برابر ہوتی ہے۔ ارتعاشات کو جھٹکے سے متحرک کرنے کے لیے کسی بھی بھاری اوزار، جیسے ربڑ کا ہتھوڑا یا عام ہتھوڑا، استعمال کیا جا سکتا ہے۔

شکل 3.3۔ ایک شے کی قدرتی تعددوں کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہونے والا امپیکٹ ایکسائٹیشن کا خاکہ۔

ہتھوڑے کا وزن تحریک پانے والی شے کے وزن کا تقریباً 10% ہونا چاہیے۔ ارتعاشی ردعمل کو قید کرنے کے لیے معائنہ کیے جانے والی شے پر ایک ارتعاش سینسر نصب کیا جانا چاہیے، جس کی ماپنے والی محور ضرب سے پیدا ہونے والی تحریک کی سمت کے ساتھ ہم آہنگ ہو۔ بعض صورتوں میں شے کے ارتعاشی ردعمل کو محسوس کرنے کے لیے شور ناپنے والے آلے کے مائیکروفون کو سینسر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

آبجیکٹ کی وائبریشنز کو سینسر کے ذریعے برقی سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے، جسے پھر پیمائش کرنے والے آلے کو بھیجا جاتا ہے، جیسے کہ سپیکٹرم اینالائزر کا ان پٹ۔ یہ آلہ وقت کے فنکشن اور زوال پذیر کمپن عمل کے سپیکٹرم کو ریکارڈ کرتا ہے (تصویر 3.4 دیکھیں)، جس کا تجزیہ آبجیکٹ کے قدرتی کمپن کی فریکوئنسی (تعدد) کا تعین کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

شکل 3.5۔ پروگرام انٹرفیس جو وقت کے فنکشن گراف اور معائنہ شدہ ڈھانچے کی زوال پذیر اثر کی کمپنوں کے طیف کو دکھاتا ہے۔

شکل 3.5 میں پیش کردہ اسپیکٹرم گراف کے تجزیے (ورک ونڈو کے نچلے حصے کو دیکھیں) سے معلوم ہوتا ہے کہ زیرِ مطالعہ ڈھانچے کی قدرتی ارتعاشات کا مرکزی جزو، جسے گراف کے محورِ افقی کے حوالے سے متعین کیا گیا ہے، 9.5 ہرٹز کی تعدد پر واقع ہے۔ یہ طریقہ نرم بیرنگ اور سخت بیرنگ دونوں کے بیلنسنگ مشین سپورٹس کی قدرتی ارتعاشات کے مطالعے کے لیے تجویز کیا جا سکتا ہے۔

3.1.3.2. سہاروں کی قدرتی تعدد کا تعین کوسٹنگ موڈ میں

بعض صورتوں میں، سپورٹ کی قدرتی تعدد کا تعین "ساحل پر" کمپن کے طول و عرض اور مرحلے کو چکرا کر پیمائش کر کے کیا جا سکتا ہے۔ اس طریقہ کار کو لاگو کرتے ہوئے، جانچ شدہ مشین پر نصب روٹر کو ابتدائی طور پر اس کی زیادہ سے زیادہ گردش کی رفتار تک تیز کیا جاتا ہے، جس کے بعد اس کی ڈرائیو منقطع ہو جاتی ہے، اور روٹر کے عدم توازن سے وابستہ پریشان کن قوت کی فریکوئنسی بتدریج زیادہ سے زیادہ سے روکنے کے مقام تک کم ہوتی جاتی ہے۔

اس صورت میں، سہاروں کی قدرتی تعددیں دو خصوصیات کے ذریعے متعین کی جا سکتی ہیں:

• رزونینس کے علاقوں میں مشاہدہ شدہ کمپن کی شدت میں ایک مقامی چھلانگ کے ذریعے؛
• ایمپلی ٹیوڈ جمپ کے زون میں مشاہدہ شدہ کمپن کے مرحلے میں 180° تک کی تیز تبدیلی۔

"Balanset" سیریز کے آلات میں، "وائبرومیٹر" موڈ ("Balanset 1") یا "Balancing. Monitoring" موڈ ("Balanset 2C" اور "Balanset 4") کو "ساحل پر" اشیاء کی قدرتی تعدد کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس سے روٹ روٹ فریکوئنسی کے طول و عرض اور مرحلے کے چکراتی پیمائش کی اجازت دی جا سکتی ہے۔

مزید برآں، "Balanset 1" سافٹ ویئر میں ایک خصوصی "Graphs. Coasting" موڈ بھی شامل ہے، جو ساحل پر گردش کی فریکوئنسی کو تبدیل کرنے کے ایک فنکشن کے طور پر طول و عرض اور معاون وائبریشنز کے مرحلے میں تبدیلیوں کے گراف کو پلاٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے گونج کی تشخیص کے عمل میں نمایاں طور پر سہولت ملتی ہے۔

یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ واضح وجوہات کی بنا پر (دیکھیں سیکشن 3.1.1)، ساحل پر سپورٹس کی قدرتی فریکوئنسیوں کی شناخت کا طریقہ صرف نرم بیئرنگ والی بیلنسنگ مشینوں کے مطالعے کے سلسلے میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جہاں روٹر کی گردش کی کام کرنے والی فریکوئنسیاں عرضی سمت میں سپورٹس کی قدرتی فریکوئنسیوں سے نمایاں طور پر زیادہ ہوں۔

سخت بیئرنگ والی مشینوں کے معاملے میں، جہاں روٹر کی گردش کی کام کرنے والی تعددیں، جو ساحل پر موجود سپورٹس میں ارتعاش پیدا کرتی ہیں، سپورٹس کی قدرتی تعددوں سے نمایاں طور پر کم ہوں، اس طریقے کا استعمال عملی طور پر ناممکن ہے۔

3.1.4. بیلنسنگ مشینوں کے لیے سپورٹس کے ڈیزائن اور تیاری کے لیے عملی سفارشات

3.1.2. کمپیوٹیشنل طریقوں کے ذریعے سپورٹس کی قدرتی تعدد کا حساب

مندرجہ بالا بیان کردہ طریقۂ کار کے تحت سپورٹس کی قدرتی تعددوں کی حساب کتاب دو سمتوں میں کی جا سکتی ہے:

• سپورٹس کی عرضی سمت، جو روٹر کے عدم توازن کی قوتوں کے باعث پیدا ہونے والی ان کی ارتعاشات کی پیمائش کی سمت کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے۔;
• محوری سمت میں، جو مشین کے سہاروں پر نصب متوازن روٹر کے گردش کے محور کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے۔

عمودی سمت میں سپورٹ کی قدرتی تعدد کا حساب لگانے کے لیے زیادہ پیچیدہ کیلکولیشن تکنیک کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جسے (خود سپورٹ اور متوازن روٹر کے پیرامیٹرز کے علاوہ) فریم کے پیرامیٹرز اور فاؤنڈیشن پر مشین کی تنصیب کی تفصیلات کو بھی مدنظر رکھنا چاہیے۔ اس طریقہ کار پر اس اشاعت میں بحث نہیں کی گئی ہے۔ فارمولہ 3.1 کا تجزیہ کچھ آسان سفارشات کی اجازت دیتا ہے جن پر مشین ڈیزائنرز کو اپنی عملی سرگرمیوں میں غور کرنا چاہیے۔ خاص طور پر، سپورٹ کی قدرتی تعدد کو اس کی سختی اور/یا بڑے پیمانے پر تبدیل کر کے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ سختی میں اضافہ سپورٹ کی قدرتی تعدد کو بڑھاتا ہے، جب کہ بڑے پیمانے پر اضافہ اس میں کمی لاتا ہے۔ ان تبدیلیوں کا ایک غیر لکیری، مربع الٹا تعلق ہے۔ مثال کے طور پر، سپورٹ کی سختی کو دوگنا کرنے سے اس کی فطری تعدد صرف 1.4 کے فیکٹر سے بڑھ جاتی ہے۔ اسی طرح، سپورٹ کے حرکت پذیر حصے کی کمیت کو دوگنا کرنے سے اس کی قدرتی تعدد صرف 1.4 کے عنصر سے کم ہو جاتی ہے۔

3.1.4.1. نرم بیرنگ مشینیں فلیٹ پلیٹ اسپرنگز کے ساتھ

فلیٹ اسپرنگس کے ساتھ بنی بیلنسنگ مشین سپورٹ کے ڈیزائن کے متعدد تغیرات کو اوپر سیکشن 2.1 میں زیر بحث لایا گیا ہے اور ان کی تصویر 2.7 - 2.9 میں دی گئی ہے۔ ہماری معلومات کے مطابق، اس طرح کے ڈیزائن عام طور پر مشینوں میں استعمال ہوتے ہیں جن کا مقصد ڈرائیو شافٹ کو متوازن کرنا ہوتا ہے۔

مثال کے طور پر، آئیے ایک کلائنٹ (LLC "Rost-Service", St. Petersburg) کی طرف سے اپنی مشین سپورٹ کی تیاری میں استعمال ہونے والے موسم بہار کے پیرامیٹرز پر غور کریں۔ اس مشین کا مقصد 2، 3، اور 4 سپورٹ ڈرائیو شافٹ کو متوازن کرنا تھا، جس کا وزن 200 کلوگرام سے زیادہ نہ ہو۔ اسپرنگس کے ہندسی طول و عرض (اونچائی * چوڑائی * موٹائی) کلائنٹ کے ذریعہ منتخب کردہ مشین کے سرکردہ اور چلنے والے اسپنڈلز کی حمایت میں استعمال ہونے والے بالترتیب 300*200*3 ملی میٹر تھے۔

اُن لوڈ شدہ سپورٹ کی قدرتی فریکوئنسی، جو تجرباتی طور پر "Balanset 4" مشین کے معیاری پیمائش کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے اثر حوصلہ افزائی کے طریقہ سے طے کی گئی، 11 - 12 Hz پائی گئی۔ سپورٹ کی کمپن کی ایسی قدرتی فریکوئنسی پر، بیلنسنگ کے دوران متوازن روٹر کی تجویز کردہ گردشی فریکوئنسی 22-24 Hz (1320 - 1440 RPM) سے کم نہیں ہونی چاہیے۔

انٹرمیڈیٹ سپورٹ پر ایک ہی مینوفیکچرر کے استعمال کردہ فلیٹ اسپرنگس کے ہندسی طول و عرض بالترتیب 200*200*3 ملی میٹر تھے۔ مزید برآں، جیسا کہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے، ان حمایتوں کی قدرتی تعدد زیادہ تھی، جو 13-14 ہرٹز تک پہنچ جاتی ہے۔

ٹیسٹ کے نتائج کی بنیاد پر، مشین کے مینوفیکچررز کو اسپنڈل اور انٹرمیڈیٹ سپورٹ کی قدرتی تعدد کو سیدھ میں (برابر) کرنے کا مشورہ دیا گیا تھا۔ یہ توازن کے دوران ڈرائیو شافٹ کی آپریشنل گردشی فریکوئنسیوں کی حد کے انتخاب میں سہولت فراہم کرے گا اور گونجنے والی کمپن کے علاقے میں داخل ہونے والے سپورٹ کی وجہ سے پیمائش کے نظام کی ریڈنگز کے ممکنہ عدم استحکام سے بچیں گے۔

فلیٹ اسپرنگز پر سہاروں کی ارتعاشات کی قدرتی تعدد کو ایڈجسٹ کرنے کے طریقے واضح ہیں۔ یہ ایڈجسٹمنٹ فلیٹ اسپرنگز کے جیومیٹرک ابعاد یا شکل کو تبدیل کر کے حاصل کی جا سکتی ہے، مثلاً ان کی سختی کم کرنے کے لیے طولی یا عرضی سلاٹس کی ملنگ کر کے۔

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، اس قسم کی ایڈجسٹمنٹ کے نتائج کی توثیق سیکشن 3.1.3.1 اور 3.1.3.2 میں بیان کردہ طریقوں کے ذریعے سپورٹس کی ارتعاشات کی قدرتی تعدد کی شناخت کر کے کی جا سکتی ہے۔

شکل 3.6 ایک کلاسک ورژن پیش کرتا ہے سپورٹ ڈیزائن کا فلیٹ اسپرنگز پر، جو A. سینٹسن نے اپنی ایک مشین میں استعمال کیا تھا۔ جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے، سپورٹ درج ذیل اجزاء پر مشتمل ہے:

• اوپری پلیٹ 1؛;
• دو فلیٹ اسپرنگز 2 اور 3؛;
• نچلی پلیٹ 4؛;
• اسٹاپ بریکٹ 5۔

شکل 3.6۔ فلیٹ اسپرنگز پر سپورٹ کی ڈیزائن میں تبدیلی

سپورٹ کی اوپری پلیٹ 1 کو اسپنڈل یا درمیانی بیئرنگ نصب کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سپورٹ کے مقصد کے مطابق، نچلی پلیٹ 4 کو مشین کے گائیڈز سے سختی سے منسلک کیا جا سکتا ہے یا حرکت پذیر سلائیڈز پر نصب کیا جا سکتا ہے، جس سے سپورٹ گائیڈز کے ساتھ حرکت کر سکتی ہے۔ بریکٹ 5 سپورٹ کے لیے لاکنگ میکانزم نصب کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، جو متوازن روٹر کی تیز رفتاری اور سست رفتاری کے دوران اسے محفوظ طریقے سے مستحکم کرنے کے قابل بناتا ہے۔

نرم بیئرنگ مشین سپورٹ کے لیے فلیٹ اسپرنگس لیف اسپرنگ یا اعلیٰ معیار کے الائے اسٹیل سے بنائے جائیں۔ کم پیداوار والی طاقت کے ساتھ عام ساختی اسٹیل کا استعمال مناسب نہیں ہے، کیونکہ وہ آپریشن کے دوران جامد اور متحرک بوجھ کے تحت بقایا خرابی پیدا کر سکتے ہیں، جس سے مشین کی جیومیٹرک درستگی میں کمی واقع ہو سکتی ہے اور یہاں تک کہ سپورٹ کے استحکام کو بھی نقصان پہنچ سکتا ہے۔

شکل 3.7. برقی موٹر روٹرز کے توازن کے لیے مشین، اسمبل شدہ، اے. موکھوف کی تیار کردہ۔

شکل 3.8۔ ٹربوپمپ روٹرز کے توازن کے لیے مشین، جی۔ گلازوف (بشکیک) کی تیار کردہ

3.1.4.2. نرم بیرنگ مشین سپورٹس جو پٹی نما اسپرنگز پر معلق ہوں

معطل نظاموں کی حمایت کے لیے استعمال ہونے والی پٹی نما اسپرنگز کے ڈیزائن میں اسپرنگ پٹی کی موٹائی اور چوڑائی کے انتخاب پر توجہ دینی چاہیے، جو ایک طرف روٹر کے جامد اور متحرک بوجھ کو سہارے پر برداشت کرے، اور دوسری طرف سہارے کی گھومنے والی کمپنوں کے امکان کو روکے، جو محوری رن آؤٹ کی صورت میں ظاہر ہوتی ہیں۔

سٹرپ اسپرنگ سسپنشنز کا استعمال کرتے ہوئے بیلنسنگ مشینوں کے ساختی نفاذ کی مثالیں اعداد و شمار 2.1 - 2.5 (سیکشن 2.1 دیکھیں) کے ساتھ ساتھ اس سیکشن کے اعداد و شمار 3.7 اور 3.8 میں دکھائی گئی ہیں۔

3.1.4.4 مشینوں کے لیے ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کرتا ہے۔

جیسا کہ کلائنٹس کے ساتھ ہمارا وسیع تجربہ ظاہر کرتا ہے، خود ساختہ بیلنسر مینوفیکچررز کے ایک اہم حصے نے حال ہی میں سخت سپورٹ کے ساتھ ہارڈ بیئرنگ مشینوں کو ترجیح دینا شروع کر دی ہے۔ سیکشن 2.2 میں، اعداد و شمار 2.16 - 2.18 مشینوں کے مختلف ساختی ڈیزائنوں کی تصاویر دکھاتے ہیں جو اس طرح کی معاونت کو استعمال کرتی ہیں۔ ایک سخت سپورٹ کا ایک عام خاکہ، جو ہمارے ایک کلائنٹ نے اپنی مشین کی تعمیر کے لیے تیار کیا ہے، تصویر 3.10 میں پیش کیا گیا ہے۔ یہ سپورٹ ایک فلیٹ اسٹیل پلیٹ پر مشتمل ہوتا ہے جس میں P کی شکل کی نالی ہوتی ہے، جو روایتی طور پر سپورٹ کو "سخت" اور "لچکدار" حصوں میں تقسیم کرتی ہے۔ عدم توازن کی قوت کے زیر اثر، سپورٹ کا "لچکدار" حصہ اپنے "سخت" حصے کی نسبت بگاڑ سکتا ہے۔ اس اخترتی کی شدت، جس کا تعین سپورٹ کی موٹائی، نالیوں کی گہرائی، اور سپورٹ کے "لچکدار" اور "سخت" حصوں کو جوڑنے والے پل کی چوڑائی سے ہوتا ہے، مشین کے ماپنے کے نظام کے مناسب سینسر کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جا سکتا ہے۔ اس طرح کے سپورٹس کی ٹرانسورس سختی کا حساب لگانے کے لیے طریقہ کی کمی کی وجہ سے، P-شکل کی نالی کی گہرائی h، پل کی چوڑائی t، اور ساتھ ہی سپورٹ r کی موٹائی (تصویر 3.10 دیکھیں)، ڈیزائن کے یہ پیرامیٹرز عام طور پر ڈیولپرز کے ذریعے تجرباتی طور پر طے کیے جاتے ہیں۔

متوازن روٹر ماس والی مشینوں کے لیے جن کا وزن 300 - 500 کلوگرام سے زیادہ نہ ہو، سپورٹ کی موٹائی 30 - 40 ملی میٹر تک بڑھائی جا سکتی ہے، اور 1000 سے 3000 کلوگرام تک زیادہ سے زیادہ ماس والے روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے تیار کی گئی مشینوں کے لیے، سپورٹ کی موٹائی 50 - 60 ملی میٹر تک پہنچ سکتی ہے۔ جیسا کہ اوپر بیان کردہ سپورٹس کی متحرک خصوصیات کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے، ان کی قدرتی کمپن فریکوئنسی، ٹرانسورس جہاز ("لچکدار" اور "سخت" حصوں کی نسبتہ خرابیوں کی پیمائش کا طیارہ) میں ماپا جاتا ہے، عام طور پر 100 ہرٹز یا اس سے زیادہ ہوتا ہے۔ ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کی قدرتی وائبریشن فریکوئنسی سامنے والے جہاز میں کھڑی ہوتی ہے، جو متوازن روٹر کی گردش کے محور کے موافق سمت میں ماپا جاتا ہے، عام طور پر نمایاں طور پر کم ہوتا ہے۔ اور مشین پر متوازن گھومنے والے روٹرز کے لیے آپریٹنگ فریکوئنسی رینج کی اوپری حد کا تعین کرتے وقت ان فریکوئنسیوں کو بنیادی طور پر سمجھا جانا چاہیے۔

شکل 3.26۔ اوگرز کی بیلنسنگ کے لیے ہارڈ بیئرنگ مشین بنانے میں استعمال شدہ لیتھ بیڈ کی مثال۔

شکل 3.27۔ بیلنسنگ شافٹ کے لیے نرم بیئرنگ مشین بنانے کے لیے استعمال شدہ لیتھ بیڈ کے استعمال کی مثال۔

شکل 3.28۔ چینلز سے اسمبلڈ بیڈ بنانے کی مثال

شکل 3.29۔ چینلز سے ویلڈڈ بیڈ بنانے کی مثال

تصویر 3.30۔ چینلز سے ویلڈڈ بیڈ تیار کرنے کی مثال

شکل 3.31۔ پولیمر کنکریٹ سے بنے بیلنسنگ مشین بیڈ کی مثال

عام طور پر، ایسے بستروں کو تیار کرتے وقت، ان کے اوپری حصے کو گائیڈ کے طور پر استعمال ہونے والے اسٹیل انسرٹس سے مضبوط کیا جاتا ہے جس پر بیلنسنگ مشین کے سپورٹ اسٹینڈ ہوتے ہیں۔ حال ہی میں، پولیمر کنکریٹ سے بنی ہوئی بیڈ کمپن ڈیمپنگ کوٹنگز کے ساتھ بڑے پیمانے پر استعمال ہونے لگی ہیں۔ بستروں کی تیاری کے لیے اس ٹیکنالوجی کو آن لائن اچھی طرح سے بیان کیا گیا ہے اور اسے DIY مینوفیکچررز آسانی سے لاگو کر سکتے ہیں۔ نسبتاً سادگی اور پیداوار کی کم لاگت کی وجہ سے، ان بستروں کے اپنے دھاتی ہم منصبوں پر کئی اہم فوائد ہیں:

• کمپن دوغلوں کے لیے زیادہ ڈیمپنگ گتانک؛
• کم تھرمل چالکتا، بستر کی کم سے کم تھرمل اخترتی کو یقینی بنانا؛
• اعلی سنکنرن مزاحمت؛
• اندرونی دباؤ کی عدم موجودگی۔

3.1.4.3. سلنڈر نما اسپرنگز کے استعمال سے تیار کردہ نرم بیئرنگ مشین سپورٹس

ایک نرم بیئرنگ بیلنسنگ مشین کی مثال، جس میں سپورٹس کے ڈیزائن میں سلنڈر نما کمپریشن اسپرنگز استعمال کیے گئے ہیں، شکل 3.9 میں دکھائی گئی ہے۔ اس ڈیزائن حل کا بنیادی نقصان سامنے اور پچھلے سپورٹس میں اسپرنگ کی تبدیلی کی مختلف مقداروں سے متعلق ہے، جو غیر متناسب روٹرز کی بیلنسنگ کے دوران سپورٹس پر غیر مساوی بوجھ کی صورت میں پیدا ہوتی ہیں۔ اس سے فطری طور پر سپورٹس کی غیر ہم محوری اور عمودی طیارے میں روٹر کے محور کی کجی پیدا ہوتی ہے۔ اس نقص کے منفی نتائج میں سے ایک ایسی قوتوں کا پیدا ہونا ہو سکتا ہے جو گردش کے دوران روٹر کو محوری طور پر سرکنے پر مجبور کریں۔

شکل 3.9۔ سلنڈر نما اسپرنگز استعمال کرنے والی بیلنسنگ مشینوں کے لیے نرم بیئرنگ سپورٹ کی ساختی قسم۔

3.1.4.4 مشینوں کے لیے ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کرتا ہے۔

شکل 3.10۔ بیلنسنگ مشین کے لیے ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کا خاکہ

ہمارے کلائنٹس کی اپنی مشینوں کے لیے تیار کردہ اس طرح کے تعاون کے مختلف نفاذ کو ظاہر کرنے والی تصاویر، اعداد و شمار 3.11 اور 3.12 میں پیش کی گئی ہیں۔ ہمارے متعدد کلائنٹس سے حاصل کردہ ڈیٹا کا خلاصہ کرتے ہوئے جو مشین مینوفیکچررز ہیں، سپورٹ کی موٹائی کے لیے تقاضے، مختلف سائز کی مشینوں اور بوجھ کی صلاحیتوں کے لیے مرتب کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 0.1 سے 50-100 کلوگرام وزنی روٹرز کو متوازن کرنے کے لیے مشینوں کے لیے، سپورٹ کی موٹائی 20 ملی میٹر ہو سکتی ہے۔

شکل 3.11. توازن مشین کے لیے سخت بیرنگ سپورٹس، اے. سینیٹسن کے تیار کردہ

شکل 3.12۔ توازن مشین کے لیے سخت بیئرنگ سپورٹ، ڈی. کراسیلنکوف کے تیار کردہ

متوازن روٹر ماس والی مشینوں کے لیے جن کا وزن 300 - 500 کلوگرام سے زیادہ نہ ہو، سپورٹ کی موٹائی 30 - 40 ملی میٹر تک بڑھائی جا سکتی ہے، اور 1000 سے 3000 کلوگرام تک زیادہ سے زیادہ ماس والے روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے تیار کی گئی مشینوں کے لیے، سپورٹ کی موٹائی 50 - 60 ملی میٹر تک پہنچ سکتی ہے۔ جیسا کہ اوپر بیان کردہ سپورٹس کی متحرک خصوصیات کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے، ان کی قدرتی کمپن فریکوئنسی، ٹرانسورس جہاز ("لچکدار" اور "سخت" حصوں کی نسبتہ خرابیوں کی پیمائش کا طیارہ) میں ماپا جاتا ہے، عام طور پر 100 ہرٹز یا اس سے زیادہ ہوتا ہے۔ ہارڈ بیئرنگ سپورٹ کی قدرتی وائبریشن فریکوئنسی سامنے والے جہاز میں کھڑی ہوتی ہے، جو متوازن روٹر کی گردش کے محور کے موافق سمت میں ماپا جاتا ہے، عام طور پر نمایاں طور پر کم ہوتا ہے۔ اور مشین پر متوازن گھومنے والے روٹرز کے لیے آپریٹنگ فریکوئنسی رینج کی اوپری حد کا تعین کرتے وقت ان فریکوئنسیوں کو بنیادی طور پر سمجھا جانا چاہیے۔ جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، ان تعدد کا تعین سیکشن 3.1 میں بیان کردہ اثر جوش طریقہ سے کیا جا سکتا ہے۔

3.2. بیلنسنگ مشینوں کے اسمبلیوں کی معاونت

3.2.1. معاون اسمبلیوں کی اہم اقسام

سخت بیئرنگ اور نرم بیئرنگ دونوں قسم کی بیلنسنگ مشینوں کی تیاری میں، سپورٹس پر متوازن روٹرز کی تنصیب اور گردش کے لیے استعمال ہونے والی درج ذیل معروف معاون اسمبلیاں تجویز کی جا سکتی ہیں:

• پریسمیٹک معاون اسمبلیاں؛;
• گھومتے ہوئے رولرز کے ساتھ اسمبلیوں کی حمایت؛;
• سپنڈل سپورٹنگ اسمبلیاں.

3.2.1.1. عدسی معاون اجزاء کے مجموعے

یہ اسمبلیاں، جن میں ڈیزائن کے مختلف اختیارات ہوتے ہیں، عام طور پر چھوٹی اور درمیانے درجے کی مشینوں کے سپورٹ پر نصب ہوتے ہیں، جن پر 50 - 100 کلوگرام سے زیادہ وزن والے روٹرز کو متوازن کیا جا سکتا ہے۔ پرزمیٹک سپورٹنگ اسمبلی کے آسان ترین ورژن کی ایک مثال شکل 3.13 میں پیش کی گئی ہے۔ یہ معاون اسمبلی سٹیل سے بنی ہے اور ٹربائن بیلنسنگ مشین پر استعمال ہوتی ہے۔ چھوٹی اور درمیانے درجے کی بیلنسنگ مشینوں کے متعدد مینوفیکچررز، جب پرزمیٹک سپورٹنگ اسمبلیاں تیار کرتے ہیں، تو غیر دھاتی مواد (ڈائی الیکٹرکس) جیسے ٹیکسٹولائٹ، فلورو پلاسٹک، کیپرولن وغیرہ استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں۔

3.13. پرائزمیٹک سپورٹنگ اسمبلی کا عملدرآمد شدہ متغیر، جو آٹوموبائل ٹربائنز کے لیے بیلنسنگ مشین پر استعمال ہوتا ہے۔

اسی طرح کی معاون اسمبلیاں (اوپر تصویر 3.8 دیکھیں) کو لاگو کیا گیا ہے، مثال کے طور پر، G. Glazov نے اپنی مشین میں، جس کا مقصد آٹوموبائل ٹربائنز کو متوازن کرنا بھی ہے۔ فلورو پلاسٹک سے بنا پرزمیٹک سپورٹنگ اسمبلی کا اصل تکنیکی حل (شکل 3.14 دیکھیں)، ایل ایل سی "ٹیکنو بیلنس" کے ذریعہ تجویز کیا گیا ہے۔

تصویر 3.14۔ ایل ایل سی "ٹیکنو بیلنس" کے ذریعہ پرزمیٹک سپورٹ اسمبلی"

یہ خاص معاون اسمبلی دو بیلناکار آستین 1 اور 2 کا استعمال کرتے ہوئے بنائی گئی ہے، جو ایک دوسرے کے زاویے پر نصب ہیں اور معاون محوروں پر طے کی گئی ہیں۔ متوازن روٹر سلنڈروں کی پیدا کرنے والی لائنوں کے ساتھ آستین کی سطحوں سے رابطہ کرتا ہے، جو روٹر شافٹ اور سپورٹ کے درمیان رابطے کے علاقے کو کم کرتا ہے، نتیجتاً سپورٹ میں رگڑ کی قوت کو کم کرتا ہے۔ اگر ضروری ہو تو، روٹر شافٹ کے ساتھ رابطے کے علاقے میں سپورٹ کی سطح کو پہننے یا نقصان پہنچنے کی صورت میں، آستین کو اپنے محور کے گرد کچھ زاویے سے گھما کر پہننے کے معاوضے کا امکان فراہم کیا جاتا ہے۔ واضح رہے کہ غیر دھاتی مواد سے بنی معاون اسمبلیوں کا استعمال کرتے وقت، مشین کے جسم میں متوازن روٹر کو گراؤنڈ کرنے کا ساختی امکان فراہم کرنا ضروری ہے، جو آپریشن کے دوران ہونے والے طاقتور جامد بجلی کے چارجز کے خطرے کو ختم کرتا ہے۔ یہ، سب سے پہلے، بجلی کی مداخلت اور خلل کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے جو مشین کے ماپنے کے نظام کی کارکردگی کو متاثر کر سکتا ہے، اور دوسرا، جامد بجلی کے عمل سے اہلکاروں کے متاثر ہونے کے خطرے کو ختم کرتا ہے۔

3.2.1.2. رولر سپورٹنگ اسمبلیاں

یہ اسمبلیاں عام طور پر 50 کلوگرام اور اس سے زیادہ وزن والے روٹرز کو متوازن کرنے کے لیے تیار کی گئی مشینوں کی مدد پر لگائی جاتی ہیں۔ ان کا استعمال پرزمیٹک سپورٹ کے مقابلے سپورٹ میں رگڑ کی قوتوں کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے، جو متوازن روٹر کی گردش کو آسان بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، شکل 3.15 ایک معاون اسمبلی کے ڈیزائن کی مختلف شکل کو ظاہر کرتا ہے جہاں پروڈکٹ کی پوزیشننگ کے لیے رولرس استعمال کیے جاتے ہیں۔ اس ڈیزائن میں، معیاری رولنگ بیرنگ کو رولرس 1 اور 2 کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جن کے بیرونی حلقے مشین کے سپورٹ 3 کے باڈی میں متعین سٹیشنری محوروں پر گھومتے ہیں۔ شکل 3.16 میں رولر سپورٹنگ اسمبلی کے زیادہ پیچیدہ ڈیزائن کا خاکہ دکھایا گیا ہے جسے ان کے پراجیکٹ میں لاگو کیا گیا سیلف ماڈی مشین بنانے والے میں سے ایک۔ جیسا کہ ڈرائنگ سے دیکھا گیا ہے، رولر کی بوجھ کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے (اور اس کے نتیجے میں مجموعی طور پر معاون اسمبلی)، رولر باڈی 3 میں رولنگ بیرنگ 1 اور 2 کا ایک جوڑا نصب کیا گیا ہے۔ اس ڈیزائن کا عملی نفاذ، اس کے تمام واضح فوائد کے باوجود، ایک پیچیدہ کام معلوم ہوتا ہے، جس سے جڑی ہوئی باڈی کے لیے بہت زیادہ رولر کی ضرورت ہوتی ہے۔ جیومیٹرک درستگی اور مواد کی مکینیکل خصوصیات کو مسلط کیا گیا ہے۔

شکل 3.15. رولر سپورٹنگ اسمبلی کے ڈیزائن کی مثال

شکل 3.16۔ دو رولنگ بیئرنگز کے ساتھ رولر سپورٹنگ اسمبلی کے ڈیزائن کی مثال

شکل 3.17 ایل ایل سی "ٹیکنو بیلنس" کے ماہرین کے ذریعہ تیار کردہ سیلف الائننگ رولر سپورٹنگ اسمبلی کے ڈیزائن کی مختلف شکل پیش کرتا ہے۔ اس ڈیزائن میں، رولرس کی خود سیدھ میں لانے کی صلاحیت انہیں دو اضافی ڈگریوں کی آزادی فراہم کر کے حاصل کی جاتی ہے، جس سے رولرس X اور Y محور کے گرد چھوٹی کونیی حرکتیں کر سکتے ہیں۔ اس طرح کی معاون اسمبلیاں، متوازن روٹرز کی تنصیب میں اعلیٰ درستگی کو یقینی بناتی ہیں، عام طور پر بھاری بیلنسنگ مشینوں کے استعمال کے لیے تجویز کی جاتی ہیں۔

شکل 3.17۔ خود ہم آہنگ رولر سپورٹنگ اسمبلی کے ڈیزائن کی مثال

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، رولر سپورٹ اسمبلیوں کے لیے عموماً درستگی سے تیار کرنے اور سختی کے حوالے سے کافی سخت تقاضے ہوتے ہیں۔ خاص طور پر، رولرز کے ریڈیئل رن آؤٹ کے لیے مقرر کردہ ٹولرنس 3–5 مائکرون سے زیادہ نہیں ہونی چاہئیں۔

عملی طور پر، یہ ہمیشہ معروف مینوفیکچررز کی طرف سے بھی حاصل نہیں کیا جاتا ہے. مثال کے طور پر، مصنف کی جانب سے بیلنسنگ مشین ماڈل H8V، برانڈ "K. Shenk" کے لیے اسپیئر پارٹس کے طور پر خریدے گئے نئے رولر سپورٹ اسمبلیوں کے سیٹ کے ریڈیل رن آؤٹ کی جانچ کے دوران، ان کے رولرز کا ریڈیل رن آؤٹ 10-11 مائکرون تک پہنچ گیا۔

3.2.1.3. اسپنڈل سپورٹنگ اسمبلیاں

جب بیلنسنگ مشینوں پر فلینج ماؤنٹنگ والے روٹرز (مثلاً کارڈن شافٹس) کو بیلنس کیا جاتا ہے، تو اسپنڈلز کو متوازن شدہ پرزوں کی پوزیشننگ، ماؤنٹنگ اور گردش کے لیے معاون اسمبلیوں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

سپنڈلز توازن کی مشینوں کے سب سے پیچیدہ اور اہم اجزاء میں سے ایک ہیں، جو مطلوبہ توازن کے معیار کو حاصل کرنے میں بنیادی کردار ادا کرتے ہیں۔

اسپنڈلز کی ڈیزائننگ اور مینوفیکچرنگ کا نظریہ اور عمل کافی اچھی طرح سے تیار کیا گیا ہے اور اس کی عکاسی وسیع پیمانے پر اشاعتوں میں ہوتی ہے، جن میں سے، مونوگراف "میٹل کٹنگ مشین ٹولز کی تفصیلات اور طریقہ کار" [1]، جسے ڈاکٹر انجینئر نے ترمیم کیا ہے۔ DN Reshetov، ڈویلپرز کے لیے سب سے زیادہ مفید اور قابل رسائی کے طور پر کھڑا ہے۔

متوازن کرنے والی مشین کے اسپنڈلز کے ڈیزائن اور تیاری میں زیرِ غور لانے والی اہم ضروریات میں درج ذیل کو ترجیح دی جانی چاہیے:

a) اسپنڈل اسمبلی کے ڈھانچے کی ایسی اعلیٰ سختی فراہم کرنا جو متوازن روٹر کے عدم توازن قوتوں کے اثر سے پیدا ہونے والی ناقابلِ قبول انحرافات کو روکنے کے لیے کافی ہو۔;

ب) اسپنڈل کے گردش محور کی پوزیشن کی استحکام کو یقینی بنانا، جس کی خصوصیت اسپنڈل کے ریڈیائی، محوری اور محوری رن آؤٹ کی قابلِ قبول اقدار ہیں۔;

ج) اسپنڈل جرنلز کی مناسب رگڑ مزاحمت کو یقینی بنانا، نیز متوازن مصنوعات کی تنصیب کے لیے استعمال ہونے والی ان کی نشست اور معاون سطحوں کو بھی۔

ان تقاضوں کا عملی نفاذ کام کے سیکشن VI "تکلا اور ان کی حمایت" میں تفصیل سے بتایا گیا ہے [1]۔

خاص طور پر اسپنڈلز کی سختی اور گھومنے کی درستگی کی تصدیق کے طریقہ کار، بیئرنگ کے انتخاب کی سفارشات، اسپنڈل کے مواد کے انتخاب اور اس کی سخت کاری کے طریقے، نیز اس موضوع پر بہت سی دیگر مفید معلومات موجود ہیں۔

ورک [1] میں نوٹ کیا گیا ہے کہ زیادہ تر دھات تراشنے والی مشین ٹولز کے اسپنڈلز کے ڈیزائن میں بنیادی طور پر دو بیئرنگ اسکیم استعمال ہوتی ہے۔

ایک مثال اس طرح کے دو بیئرنگ نظام کے ڈیزائن ویرینٹ کی، جو ملنگ مشین کے اسپنڈلز میں استعمال ہوتا ہے (تفصیلات کام [1] میں مل سکتی ہیں)، شکل 3.18 میں دکھائی گئی ہے۔

یہ اسکیم بیلنسنگ مشین کے اسپنڈلز کی تیاری کے لیے کافی موزوں ہے، جن کے ڈیزائن کے مختلف تغیرات کی مثالیں ذیل میں شکلوں 3.19 تا 3.22 میں دکھائی گئی ہیں۔

شکل 3.18۔ دو بیئرنگ والی ملنگ مشین کے اسپنڈل کا خاکہ

شکل 3.19 ایک بیلنسنگ مشین کے مرکزی اسپنڈل اسمبلی کے ڈیزائن کے ایک متغیر کو دکھاتی ہے، جو دو ریڈیئل تھرسٹ بیرنگز پر گھومتی ہے، جن میں سے ہر ایک کا اپنا آزاد ہاؤسنگ 1 اور 2 ہے۔ ایک فلینج 4، جو کارڈن شافٹ کے فلینج ماؤنٹنگ کے لیے ہے، اور ایک پُلی 5، جو برقی موٹر سے V-بیلٹ ڈرائیو کے ذریعے اسپنڈل کو گردش منتقل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے، اسپنڈل شافٹ 3 پر نصب ہیں۔

شکل 3.19۔ دو آزاد بیئرنگ سپورٹس پر اسپنڈل ڈیزائن کی مثال

شکل 3.20 اور 3.21 دو قریبی نوعیت کے لیڈنگ اسپنڈل اسمبلیوں کے ڈیزائن دکھاتی ہیں۔ دونوں صورتوں میں اسپنڈل بیئرنگز ایک مشترکہ ہاؤسنگ 1 میں نصب کی گئی ہیں، جس میں اسپنڈل شافٹ نصب کرنے کے لیے ایک عبوری محوری سوراخ ہوتا ہے۔ اس سوراخ کے داخلے اور خارجی راستے پر ہاؤسنگ میں مخصوص بورز (جو خاکوں میں دکھائے نہیں گئے) ہیں، جو ریڈیئل تھرسٹ بیئرنگز (رولر یا بال) کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، اور بیئرنگز کے بیرونی رنگوں کو محفوظ کرنے کے لیے مخصوص فلینج کورز 5 استعمال کیے گئے ہیں۔

شکل 3.20۔ مشترکہ ہاؤسنگ میں نصب دو بیئرنگ سپورٹس پر مشتمل لیڈنگ اسپنڈل ڈیزائن کی مثال 1

شکل 3.21۔ مشترکہ ہاؤسنگ میں نصب دو بیئرنگ سپورٹس پر لیڈنگ اسپنڈل ڈیزائن کی مثال 2۔

جیسا کہ پچھلے ورژن میں (دیکھیں شکل 3.19)، ایک فیس پلیٹ 2 اسپنڈل شافٹ پر نصب کی جاتی ہے، جو ڈرائیو شافٹ کے فلینج ماؤنٹنگ کے لیے ہوتی ہے، اور ایک پُلی 3، جو برقی موٹر سے بیلٹ ڈرائیو کے ذریعے اسپنڈل کو گردش منتقل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ایک لِمب 4 بھی اسپنڈل شافٹ سے منسلک کیا گیا ہے، جو بیلنسنگ کے دوران روٹر پر ٹیسٹ اور اصلاحی وزن نصب کرتے وقت اسپنڈل کے زاویائی مقام کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

شکل 3.22۔ ڈرائیون (پچھلے) اسپنڈل کے ڈیزائن کی مثال

شکل 3.22 یہ ایک مشین کے ڈرائیون (پچھلے) اسپنڈل اسمبلی کے ڈیزائن کے ایک متغیر ورژن کو دکھاتا ہے، جو لیڈنگ اسپنڈل سے صرف ڈرائیو پُلی اور لِمب کی عدم موجودگی کے سوا مختلف ہے، کیونکہ ان کی ضرورت نہیں ہے۔

شکل 3.23۔ کارفرما (رئیر) سپنڈل کے ڈیزائن پر عمل درآمد کی مثال

جیسا کہ شکل 3.20 – 3.22, اوپر زیرِ بحث اسپنڈل اسمبلیاں خاص کلیمپ (پٹے) 6 کے ذریعے بیلنسنگ مشینوں کے سافٹ بیئرنگ سپورٹس سے منسلک کی جاتی ہیں۔ اگر ضروری ہو تو منسلک کرنے کے دیگر طریقے بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں، بشرطیکہ سپورٹ پر اسپنڈل اسمبلی کی پوزیشننگ میں مناسب سختی اور درستگی برقرار رہے۔

شکل 3.23 یہ اسپِنڈل کے مماثل فلینج ماؤنٹنگ کے ڈیزائن کی وضاحت کرتا ہے، جسے بیلنسنگ مشین کے ہارڈ بیئرنگ سپورٹ پر نصب کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

3.2.1.3.4 تکلی کی سختی اور ریڈیل رن آؤٹ کا حساب لگانا

سپنڈل کی سختی اور متوقع ریڈیل رن آؤٹ کا تعین کرنے کے لیے، فارمولہ 3.4 استعمال کیا جا سکتا ہے (شکل 3.24 میں کیلکولیشن سکیم دیکھیں):

کہاں:

• Y - سپنڈل کنسول کے آخر میں اسپنڈل کی لچکدار نقل مکانی، سینٹی میٹر؛;
• P - سپنڈل کنسول پر کام کرنے والا حساب شدہ بوجھ، کلوگرام؛;
• اے - تکلی کے پیچھے بیئرنگ سپورٹ؛;
• B - تکلی کی سامنے والی بیئرنگ سپورٹ؛;
• g - سپنڈل کنسول کی لمبائی، سینٹی میٹر؛;
• c - سپنڈل کے سپورٹ A اور B کے درمیان فاصلہ، سینٹی میٹر؛;
• J1 - سپورٹ کے درمیان سپنڈل سیکشن کی جڑتا کا اوسط لمحہ، cm⁴؛;
• J2 - سپنڈل کنسول سیکشن کی جڑتا کا اوسط لمحہ، cm⁴؛;
• jB اور jA - سپنڈل کے اگلے اور پچھلے سپورٹ کے لیے بیرنگ کی سختی، بالترتیب، کلو/سینٹی میٹر۔

فارمولہ 3.4 کو تبدیل کرکے، سپنڈل اسمبلی کی سختی کی مطلوبہ حسابی قدر jшп تعین کیا جا سکتا ہے:

درمیانے درجے کی بیلنسنگ مشینوں کے لیے کام کی سفارشات [1] پر غور کرتے ہوئے، یہ قدر 50 کلوگرام/µm سے کم نہیں ہونی چاہیے۔

ریڈیل رن آؤٹ کیلکولیشن کے لیے، فارمولہ 3.5 استعمال کیا جاتا ہے:

کہاں:

• ∆ سپنڈل کنسول کے آخر میں ریڈیل رن آؤٹ ہے، µm؛
• ∆B فرنٹ سپنڈل بیئرنگ کا ریڈیل رن آؤٹ ہے، µm؛
• ∆A عقبی سپنڈل بیئرنگ کا ریڈیل رن آؤٹ ہے، µm؛
• g سپنڈل کنسول کی لمبائی ہے، سینٹی میٹر؛
• c سپنڈل کے سپورٹ A اور B کے درمیان فاصلہ ہے، cm۔

3.2.1.3.5 سپنڈل بیلنس کی ضروریات کو یقینی بنانا

بیلنسنگ مشینوں کی سپنڈل اسمبلیاں اچھی طرح سے متوازن ہونی چاہئیں، کیونکہ کوئی بھی اصل عدم توازن اضافی خرابی کے طور پر متوازن ہونے کی وجہ سے روٹر میں منتقل ہو جائے گا۔ سپنڈل کے بقایا عدم توازن کے لیے تکنیکی رواداری کا تعین کرتے وقت، عام طور پر یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ اس کے توازن کی درستگی کی کلاس مشین پر متوازن ہونے والی مصنوعات کی نسبت کم از کم 1 - 2 کلاس زیادہ ہونی چاہیے۔

اوپر زیر بحث سپنڈلز کے ڈیزائن کی خصوصیات پر غور کرتے ہوئے، ان کا توازن دو طیاروں میں کیا جانا چاہیے۔

3.2.1.3.6 سپنڈل بیرنگ کے لیے بیئرنگ لوڈ کی صلاحیت اور پائیداری کی ضروریات کو یقینی بنانا

spindles کی design اور bearing sizes کے انتخاب کے وقت، bearings کی durability اور load capacity کا ابتدائی جائزہ لینا مناسب ہے۔ ان calculations کی methodology ISO 281 "Rolling Bearings - Dynamic Load Ratings and Rating Life" [3] میں، نیز rolling bearings کے متعدد handbooks (بشمول digital) میں، تفصیل سے دی گئی ہے۔

3.2.1.3.7 سپنڈل بیرنگ کی قابل قبول حرارت کے لیے ضروریات کو یقینی بنانا

کام [1] کی سفارشات کے مطابق، اسپنڈل بیئرنگز کے بیرونی حلقوں کی زیادہ سے زیادہ قابلِ اجازت حرارت 70°C سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ تاہم، اعلیٰ معیار کی بیلنسنگ کو یقینی بنانے کے لیے، بیرونی حلقوں کی تجویز کردہ حرارت 40 – 45°C سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔

3.2.1.3.8 سپنڈل کے لیے بیلٹ ڈرائیو کی قسم اور ڈرائیو پللی کا ڈیزائن منتخب کرنا

بیلنسنگ مشین کے ڈرائیونگ سپنڈل کو ڈیزائن کرتے وقت، فلیٹ بیلٹ ڈرائیو کا استعمال کرتے ہوئے اس کی گردش کو یقینی بنانے کی سفارش کی جاتی ہے۔ سپنڈل آپریشن کے لیے اس طرح کی ڈرائیو کے صحیح استعمال کی ایک مثال پیش کی گئی ہے۔ شکلیں 3.20 اور 3.23. v-belt یا toothed belt drives کا استعمال مناسب نہیں، کیونکہ بیلٹس اور پلیوں کی geometric inaccuracies کے باعث یہ spindle پر اضافی dynamic loads ڈال سکتے ہیں، جو بیلنسنگ کے دوران اضافی measurement errors کا سبب بنتے ہیں۔ flat drive belts کے لیے پلیوں کے تجویز کردہ تقاضے قومی معیار GOST 17383-73 "Pulleys for flat drive belts" [4] میں بیان کیے گئے ہیں۔

ڈرائیو پللی کو اسپنڈل کے پچھلے سرے پر رکھا جانا چاہیے، اور اسے جہاں تک ممکن ہو بیئرنگ اسمبلی کے قریب ہونا چاہیے (یعنی کم سے کم ممکنہ اوورہینگ کے ساتھ)۔ پللی کو اوورہینگ حالت میں رکھنے سے متعلق ڈیزائن فیصلہ، جو اس اسپنڈل کی تیاری میں کیا گیا ہے جو شکل 3.19، کو ناکام سمجھا جا سکتا ہے، کیونکہ یہ سپنڈل سپورٹ پر متحرک ڈرائیو لوڈ کے عمل کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔

اس ڈیزائن کی ایک اور اہم خرابی V-belt ڈرائیو کا استعمال ہے، جس کی مینوفیکچرنگ اور اسمبلی کی غلطیاں بھی اسپنڈل پر ناپسندیدہ اضافی بوجھ کا ذریعہ بن سکتی ہیں۔

3.3. بیڈ (فریم)

بیڈ بیلنسنگ مشین کا بنیادی معاون ڈھانچہ ہے، جس پر اس کے اہم عناصر کی بنیاد ہے، بشمول سپورٹ پوسٹس اور ڈرائیو موٹر۔ بیلنسنگ مشین کے بیڈ کو منتخب کرتے یا تیار کرتے وقت، یہ یقینی بنانا ضروری ہے کہ یہ متعدد تقاضوں کو پورا کرتا ہے، بشمول ضروری سختی، جیومیٹرک درستگی، کمپن مزاحمت، اور اس کے گائیڈز کی پہننے کی مزاحمت۔

پریکٹس سے پتہ چلتا ہے کہ جب اپنی ضروریات کے لیے مشینیں تیار کرتے ہیں، تو بستر کے درج ذیل اختیارات سب سے زیادہ استعمال ہوتے ہیں:

• استعمال شدہ دھاتی کاٹنے والی مشینوں سے کاسٹ آئرن بیڈز (لیتھز، لکڑی کے کام وغیرہ)؛
• چینلز کی بنیاد پر اسمبل شدہ بیڈز، بولٹ کنکشن کا استعمال کرتے ہوئے جمع کیے گئے؛
• چینلز پر مبنی ویلڈڈ بیڈ؛
• کمپن کو جذب کرنے والی کوٹنگز کے ساتھ پولیمر کنکریٹ کے بستر۔

شکل 3.25۔ کارڈن شافٹ کو بیلنس کرنے کے لیے مشین بنانے کے لیے استعمال شدہ ووڈ ورکنگ مشین بیڈ کے استعمال کی مثال۔

3.4 بیلنسنگ مشینوں کے لیے ڈرائیوز

جیسا کہ ہمارے کلائنٹس کی طرف سے بیلنسنگ مشینوں کی تیاری میں استعمال کیے جانے والے ڈیزائن سلوشنز کا تجزیہ ظاہر کرتا ہے، وہ بنیادی طور پر ڈرائیوز کے ڈیزائن کے دوران متغیر فریکوئنسی ڈرائیوز سے لیس AC موٹرز کے استعمال پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ یہ نقطہ نظر کم سے کم لاگت کے ساتھ متوازن روٹرز کے لئے ایڈجسٹ گردش کی رفتار کی ایک وسیع رینج کی اجازت دیتا ہے۔ متوازن روٹرز کو گھمانے کے لیے استعمال ہونے والی مین ڈرائیو موٹرز کی طاقت کا انتخاب عام طور پر ان روٹرز کے بڑے پیمانے پر کیا جاتا ہے اور تقریباً یہ ہو سکتا ہے:

• 0.25 - 0.72 کلو واٹ مشینوں کے لیے جو روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں جن کا وزن ≤ 5 کلوگرام ہے۔;
• 0.72 - 1.2 کلو واٹ ان مشینوں کے لیے جو روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جس کا وزن 5 ≤ 50 کلوگرام ہے؛;
• 1.2 - 1.5 کلو واٹ مشینوں کے لیے جو روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے بڑے پیمانے پر > 50 ≤ 100 کلوگرام؛;
• 1.5 - 2.2 کلو واٹ مشینوں کے لیے جو روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جس کا وزن 100 ≤ 500 کلوگرام ہے؛;
• 500 ≤ 1000 کلوگرام کے ساتھ روٹرز کو متوازن کرنے کے لیے ڈیزائن کردہ مشینوں کے لیے 2.2 - 5 کلو واٹ؛;
• 1000 ≤ 3000 کلوگرام کے ساتھ روٹرز کو بیلنس کرنے کے لیے ڈیزائن کردہ مشینوں کے لیے 5 - 7.5 کلو واٹ۔

ان موٹروں کو مشین کے بستر یا اس کی بنیاد پر سختی سے نصب کیا جانا چاہئے۔ مشین پر انسٹال کرنے سے پہلے (یا انسٹالیشن سائٹ پر)، مین ڈرائیو موٹر، اس کے آؤٹ پٹ شافٹ پر لگائی گئی گھرنی کے ساتھ، احتیاط سے متوازن ہونا چاہیے۔ متغیر فریکوئنسی ڈرائیو کی وجہ سے برقی مقناطیسی مداخلت کو کم کرنے کے لیے، اس کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ پر نیٹ ورک فلٹرز کو انسٹال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ یہ معیاری آف دی شیلف پروڈکٹس ہو سکتے ہیں جو ڈرائیوز کے مینوفیکچررز کے ذریعے فراہم کیے جاتے ہیں یا فیرائٹ رِنگز کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے گھریلو فلٹرز۔

4. توازن مشینوں کے ماپنے کے نظام

بیلنسنگ مشینوں کے زیادہ تر شوقیہ مینوفیکچررز، جو ایل ایل سی "کائنی میٹکس" (وائبرومیرا) سے رابطہ کرتے ہیں، اپنے ڈیزائن میں ہماری کمپنی کے تیار کردہ "بیلنسیٹ" سیریز کے پیمائشی نظام کو استعمال کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ تاہم، کچھ ایسے صارفین بھی ہیں جو اس طرح کے پیمائشی نظام کو آزادانہ طور پر تیار کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ لہذا، توازن مشین کے لیے پیمائش کے نظام کی تعمیر پر مزید تفصیل سے بات کرنا سمجھ میں آتا ہے۔ ان سسٹمز کے لیے بنیادی ضرورت وائبریشنل سگنل کے گردشی جزو کے طول و عرض اور مرحلے کی اعلیٰ درستگی کی پیمائش فراہم کرنے کی ضرورت ہے، جو متوازن روٹر کی گردش کی فریکوئنسی پر ظاہر ہوتا ہے۔ یہ مقصد عام طور پر تکنیکی حل کے امتزاج سے حاصل کیا جاتا ہے، بشمول:

• اعلیٰ سگنل تبدیلی ضریب کے حامل کمپن سینسرز کا استعمال؛;
• جدید لیزر فیز اینگل سینسرز کا استعمال؛;
• سخت‌افزار کی تخلیق (یا استعمال) جو سینسر سگنلز کی تقویت اور ڈیجیٹل تبدیلی (ابتدائی سگنل پروسیسنگ) کی اجازت دیتا ہو۔;
• وائبریشنل سگنل کی سافٹ ویئر پروسیسنگ کا نفاذ، جو متوازن روٹر (ثانوی پروسیسنگ) کی گردش کی فریکوئنسی پر ظاہر ہونے والے وائبریشنل سگنل کے گردشی جزو کے اعلی ریزولوشن اور مستحکم نکالنے کی اجازت دیتا ہے۔

ذیل میں، ہم اس طرح کے تکنیکی حلوں کی معروف قسموں پر غور کرتے ہیں، جو متعدد معروف توازن سازی کے آلات میں لاگو ہوتے ہیں۔

4.1. کمپن سینسرز کا انتخاب

توازن مشینوں کے پیمائش کے نظام میں مختلف اقسام کے کمپن سینسر (ٹرانسڈوسرز) استعمال کیے جا سکتے ہیں، جن میں شامل ہیں:

• وائیبریشن ایکسلریشن سینسرز (ایکسلرومیٹرز);
• وائیبریشن ویلوسیٹی سینسرز;
• وائیبریشن ڈسپلیسمنٹ سینسرز;
• طاقت کے سینسر.

4.1.1. کمپن کی تیز رفتاری کے سینسر

وائبریشن ایکسلریشن سینسرز میں، پیزو اور کیپسیٹیو (چپ) ایکسلرومیٹر سب سے زیادہ استعمال ہوتے ہیں، جو سافٹ بیئرنگ ٹائپ بیلنسنگ مشینوں میں مؤثر طریقے سے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ عملی طور پر، 10 سے 30 mV/(m/s²) تک کے کنورژن کوفیشینٹس (Kpr) کے ساتھ وائبریشن ایکسلریشن سینسر استعمال کرنا عام طور پر جائز ہے۔ بیلنسنگ مشینوں میں جو خاص طور پر اعلی توازن درستگی کی ضرورت ہوتی ہے، یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ Kpr 100 mV/(m/s²) اور اس سے اوپر کی سطح تک پہنچنے والے ایکسلرومیٹر استعمال کریں۔ piezo accelerometers کی ایک مثال کے طور پر جو مشینوں کو بیلنس کرنے کے لیے وائبریشن سینسر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، شکل 4.1 DN3M1 اور DN3M1V6 پائیزو ایکسلرومیٹر دکھاتا ہے جو LLC "Izmeritel" کے تیار کردہ ہیں۔

شکل 4.1. پیزو ایکسلرومیٹرز DN 3M1 اور DN 3M1V6

ایسے سینسرز کو کمپن ناپنے والے آلات اور نظاموں سے منسلک کرنے کے لیے بیرونی یا اندرونی چارج ایمپلیفائرز استعمال کرنا ضروری ہے۔

شکل 4.2۔ Capacitive Accelerometers AD1 LLC "Kinematics" (Vibromera) کے ذریعہ تیار کردہ

یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ یہ سینسر، جن میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے کیپیسیٹیو ایکسلرومیٹرز ADXL 345 کے مارکیٹ بورڈز شامل ہیں (دیکھیں شکل 4.3)، پائیزو ایکسلرومیٹرز کے مقابلے میں کئی اہم فوائد رکھتے ہیں۔ خاص طور پر، یہ تکنیکی خصوصیات کے لحاظ سے یکساں رہتے ہوئے 4 سے 8 گنا سستے ہیں۔ مزید برآں، انہیں پائیزو ایکسلرومیٹرز کے لیے درکار مہنگے اور نازک چارج ایمپلیفائرز کے استعمال کی ضرورت نہیں ہوتی۔

جہاں بیلنسنگ مشینوں کے پیمائش کے نظام میں دونوں اقسام کے ایکسلرومیٹرز استعمال کیے جاتے ہیں، وہاں سینسر سگنلز کا ہارڈویئر انٹیگریشن (یا ڈبل انٹیگریشن) عموماً کیا جاتا ہے۔

شکل 4.2. کیپیسیٹیو ایکسلرومیٹرز AD 1، اسمبل شدہ۔

شکل 4.3. کیپیسیٹیو ایکسلرومیٹر بورڈ ADXL 345۔

اس صورت میں، ابتدائی سینسر سگنل، جو ارتعاشی تیز رفتاری کے متناسب ہوتا ہے، اسی مناسبت سے ارتعاشی رفتار یا جابجایی کے متناسب سگنل میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ ارتعاشی سگنل کے دو مرتبہ انٹیگریشن کا طریقہ کار خاص طور پر کم رفتار بیلنسنگ مشینوں کے پیمائشی نظام میں ایکسلرومیٹرز کے استعمال کے دوران متعلقہ ہوتا ہے، جہاں بیلنسنگ کے دوران روٹر کی گھومنے کی کم تعدد 120 آر پی ایم یا اس سے کم تک پہنچ سکتی ہے۔ جب بیلنسنگ مشینوں کے پیمائشی نظام میں کیپیسیٹیو ایکسلرومیٹرز استعمال کیے جائیں تو اس بات کا خیال رکھنا چاہیے کہ انٹیگریشن کے بعد ان کے سگنلز میں 0.5 سے 3 ہرٹز کے درمیان کم تعدد کی مداخلت شامل ہو سکتی ہے۔ یہ ان مشینوں پر بیلنسنگ کی نچلی تعدد کی حد کو محدود کر سکتا ہے جن کے لیے یہ سینسرز استعمال کیے جانے ہیں۔

4.1.2. کمپن رفتار سینسر

4.1.2.1. استقرائی کمپن رفتار سینسرز.

یہ سینسر ایک انڈکٹیو کوائل اور ایک مقناطیسی کور پر مشتمل ہوتے ہیں۔ جب کوائل ایک جامد کور کے مقابلے میں (یا کور ایک جامد کوائل کے مقابلے میں) کمپن کرتا ہے، تو کوائل میں ایک برقی محرک قوت (EMF) پیدا ہوتی ہے، جس کا وولٹیج سینسر کے متحرک جزو کی کمپن کی رفتار کے براہِ راست متناسب ہوتا ہے۔ انڈکٹیو سینسرز کے تبدیلی کے ضریب (Кпр) عموماً کافی زیادہ ہوتے ہیں، جو کئی عشروں یا سینکڑوں mV/mm/sec تک پہنچ جاتے ہیں۔ خاص طور پر، شینک ماڈل T77 سینسر کا تبدیلی کا ضریب 80 mV/mm/sec ہے، اور IRD Mechanalysis ماڈل 544M سینسر کے لیے یہ 40 mV/mm/sec ہے۔ کچھ صورتوں میں (مثلاً شینک بیلنسنگ مشینوں میں)، میکینیکل ایمپلیفائر کے ساتھ خصوصی طور پر انتہائی حساس انڈکٹیو وائبریشن ویلوسٹی سینسرز استعمال کیے جاتے ہیں، جہاں Кпр 1000 mV/mm/sec سے تجاوز کر سکتا ہے۔ اگر بیلنسنگ مشینوں کے پیمائشی نظام میں انڈکٹیو وائبریشن ویلوسٹی سینسرز استعمال کیے جائیں تو وائبریشن ویلوسٹی کے متناسب برقی سگنل کا ہارڈویئر انٹیگریشن بھی کیا جا سکتا ہے، جس سے اسے وائبریشن ڈسپلیسمنٹ کے متناسب سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

شکل 4.4۔ IRD Mechanalysis کا ماڈل 544M سینسر۔

شکل 4.5۔ شینک کے ماڈل T77 سینسر

یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ ان کی تیاری میں محنت کی زیادہ مقدار کے باعث انڈکٹیو وائبریشن ویلوسٹی سینسرز کافی نایاب اور مہنگے ہیں۔ لہٰذا، ان سینسرز کے واضح فوائد کے باوجود، بیلنسنگ مشینوں کے شوقیہ بنانے والے انہیں بہت کم استعمال کرتے ہیں۔

4.2. مرحلہ زاویہ سینسر

متوازن روٹر کے گردشی زاویہ کے ساتھ کمپن کی پیمائش کے عمل کو ہم آہنگ کرنے کے لیے، فیز اینگل سینسر، جیسے لیزر (فوٹو الیکٹرک) یا انڈکٹیو سینسر استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ سینسرز ملکی اور بین الاقوامی پروڈیوسروں کے ذریعے مختلف ڈیزائنوں میں تیار کیے جاتے ہیں۔ ان سینسرز کی قیمت کی حد تقریباً 40 سے 200 ڈالرز تک نمایاں طور پر مختلف ہو سکتی ہے۔ اس طرح کے آلے کی ایک مثال "Diamex" کی طرف سے تیار کردہ فیز اینگل سینسر ہے، جسے شکل 4.11 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 4.11: فیز اینگل سینسر بذریعہ "Diamex""

ایک اور مثال کے طور پر، شکل 4.12 LLC "Kinematics" (Vibromera) کے ذریعے نافذ کردہ ایک ماڈل کو دکھاتا ہے، جس میں چین میں بنائے گئے DT 2234C ماڈل کے لیزر ٹیکو میٹر کو فیز اینگل سینسر کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ اس سینسر کے واضح فوائد میں شامل ہیں:

• ایک وسیع آپریٹنگ رینج جو روٹر کی گردش کی تعدد کو 2.5 سے 99,999 چکر فی منٹ تک ناپنے کی اجازت دیتی ہے، اور قرارداد کم از کم ایک چکر ہو؛;
• ڈیجیٹل ڈسپلے؛;
• ماپنے کے لیے ٹیکومیٹر کو ترتیب دینے میں آسانی؛;
• سستی اور کم مارکیٹ لاگت;
• توازن مشین کے پیمائش کے نظام میں ضم کرنے کے لیے ترمیم کی نسبتاً سادگی۔

شکل 4.12: لیزر ٹیچومیٹر ماڈل DT 2234C

بعض صورتوں میں، جب آپٹیکل لیزر سینسرز کا استعمال کسی بھی وجہ سے ناپسندیدہ ہوتا ہے، تو انہیں انڈکٹیو نان کنٹیکٹ ڈسپلیسمنٹ سینسرز سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ پہلے ذکر کردہ ISAN E41A ماڈل یا دیگر مینوفیکچررز سے ملتی جلتی مصنوعات۔

4.3 وائبریشن سینسرز میں سگنل پروسیسنگ کی خصوصیات

توازن کے سازوسامان میں کمپن سگنل کے گردشی جزو کے طول و عرض اور مرحلے کی درست پیمائش کے لیے، عام طور پر ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر پروسیسنگ ٹولز کا مجموعہ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ٹولز قابل بناتے ہیں:

• سینسر کے اینالاگ سگنل کی براڈ بینڈ ہارڈویئر فلٹرنگ؛;
• سینسر کے ینالاگ سگنل کو بڑھانا؛;
• اینالاگ سگنل کا انضمام اور/یا ڈبل انضمام (اگر ضروری ہو)؛
• ٹریکنگ فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے اینالاگ سگنل کی تنگ بینڈ فلٹرنگ؛
• سگنل کی اینالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی؛
• ڈیجیٹل سگنل کی ہم وقت ساز فلٹرنگ؛
• ڈیجیٹل سگنل کا ہارمونک تجزیہ۔

4.3.1 براڈ بینڈ سگنل فلٹرنگ

یہ طریقہ کار ممکنہ مداخلتوں کے وائبریشن سینسر سگنل کو صاف کرنے کے لیے ضروری ہے جو آلے کی فریکوئنسی رینج کے نچلے اور اوپری دونوں حصوں پر ہو سکتا ہے۔ بیلنسنگ مشین کے ماپنے والے آلے کے لیے یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ وہ بینڈ پاس فلٹر کی نچلی حد کو 2-3 ہرٹز اور اوپری حد کو 50 (100) ہرٹز پر سیٹ کرے۔ "لوئر" فلٹرنگ کم فریکوئنسی شور کو دبانے میں مدد کرتا ہے جو مختلف قسم کے سینسر کی پیمائش کرنے والے ایمپلیفائرز کے آؤٹ پٹ پر ظاہر ہو سکتے ہیں۔ "اوپر" فلٹرنگ مشین کے انفرادی مکینیکل اجزاء کے امتزاج کی تعدد اور ممکنہ گونج والی کمپن کی وجہ سے مداخلت کے امکان کو ختم کرتی ہے۔

4.3.2 سینسر سے ینالاگ سگنل کو بڑھانا

اگر بیلنسنگ مشین کے ماپنے کے نظام کی حساسیت کو بڑھانے کی ضرورت ہو تو، کمپن سینسر سے پیمائش کرنے والے یونٹ کے ان پٹ تک سگنلز کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ مستقل فائدہ کے ساتھ معیاری ایمپلیفائر اور ملٹی اسٹیج ایمپلیفائر، جن کا فائدہ سینسر سے حقیقی سگنل کی سطح کے لحاظ سے پروگرام کے لحاظ سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، استعمال کیا جا سکتا ہے۔ قابل پروگرام ملٹی اسٹیج ایمپلیفائر کی ایک مثال میں وولٹیج کی پیمائش کے کنورٹرز جیسے E154 یا E14-140 by LLC "L-Card" میں لاگو ایمپلیفائر شامل ہیں۔

4.3.3 انضمام

جیسا کہ پہلے بتایا گیا ہے، بیلنسنگ مشینوں کے ماپنے کے نظام میں ہارڈویئر انٹیگریشن اور/یا وائبریشن سینسر سگنلز کے ڈبل انضمام کی سفارش کی جاتی ہے۔ اس طرح، ابتدائی ایکسلرومیٹر سگنل، وائبرو ایکسلریشن کے متناسب، وائبرو اسپیڈ (انٹیگریشن) یا وائبرو ڈسپلیسمنٹ (ڈبل انٹیگریشن) کے متناسب سگنل میں تبدیل ہو سکتا ہے۔ اسی طرح، انضمام کے بعد وائبرو اسپیڈ سینسر سگنل کو وائبرو ڈسپلیسمنٹ کے متناسب سگنل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

4.3.4 ٹریکنگ فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے اینالاگ سگنل کی تنگ بینڈ فلٹرنگ

مداخلت کو کم کرنے اور بیلنسنگ مشینوں کے پیمائشی نظام میں وائبریشن سگنل پروسیسنگ کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے، تنگ بینڈ ٹریکنگ فلٹرز استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ان فلٹرز کی مرکزی فریکوئنسی روٹر کے ریوولیوشن سینسر سگنل کا استعمال کرتے ہوئے متوازن روٹر کی گردش کی فریکوئنسی کے مطابق خود بخود ہو جاتی ہے۔ جدید مربوط سرکٹس، جیسے MAX263, MAX264, MAX267, MAX268 by "MAXIM" ایسے فلٹرز بنانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

4.3.5 سگنلز کی ینالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی

اینالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی ایک اہم طریقہ کار ہے جو طول و عرض اور مرحلے کی پیمائش کے دوران وائبریشن سگنل پروسیسنگ کے معیار کو بہتر بنانے کے امکان کو یقینی بناتا ہے۔ یہ طریقہ کار توازن مشینوں کے تمام جدید پیمائشی نظاموں میں لاگو ہوتا ہے۔ ایسے ADCs کے موثر نفاذ کی ایک مثال میں LLC "L-Card" کے ذریعے وولٹیج کی پیمائش کرنے والے کنورٹرز کی قسم E154 یا E14-140 شامل ہیں، جو LLC "Kinematics" (Vibromera) کے ذریعے تیار کردہ بیلنسنگ مشینوں کے متعدد پیمائشی نظاموں میں استعمال ہوتے ہیں۔ مزید برآں، LLC "Kinematics" (Vibromera) کو "Arduino" کنٹرولرز، PIC18F4620 مائیکرو کنٹرولر بذریعہ "Microchip" اور اسی طرح کے آلات پر مبنی سستے مائکرو پروسیسر سسٹم استعمال کرنے کا تجربہ ہے۔

4.1.2.2 Piezoelectric Accelerometers پر مبنی وائبریشن ویلوسیٹی سینسرز

اس قسم کا ایک سینسر معیاری پیزو الیکٹرک ایکسلرومیٹر سے مختلف ہوتا ہے جو اس کی رہائش میں بلٹ ان چارج ایمپلیفائر اور انٹیگریٹر رکھتا ہے، جو اسے کمپن کی رفتار کے متناسب سگنل آؤٹ پٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، گھریلو پروڈیوسر (ZETLAB کمپنی اور LLC "Vibropribor") کے تیار کردہ piezoelectric vibration velocity sensors کو اعداد و شمار 4.6 اور 4.7 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 4.6. ZETLAB (روس) کا ماڈل AV02 سینسر

شکل 4.7۔ ماڈل DVST 2 سینسر بذریعہ LLC "Vibropribor""

یہ سینسر مختلف صنعت کاروں (ملکی اور غیر ملکی) کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں اور فی الحال خاص طور پر پورٹیبل کمپن آلات میں وسیع پیمانے پر استعمال ہو رہے ہیں۔ ان سینسرز کی قیمت کافی زیادہ ہے اور یہ ہر ایک کے لیے 20,000 سے 30,000 روبل تک پہنچ سکتی ہے، یہاں تک کہ ملکی صنعت کاروں سے بھی۔

4.1.3. جابجائی کے سینسر

بیلنسنگ مشینوں کے پیمائشی نظام میں، غیر رابطہ نقل مکانی کے سینسرز - کیپسیٹو یا انڈکٹیو - بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یہ سینسر جامد موڈ میں کام کر سکتے ہیں، 0 ہرٹز سے شروع ہونے والے کمپن کے عمل کے اندراج کی اجازت دیتے ہیں۔ ان کا استعمال 120 rpm اور اس سے نیچے کی گردش کی رفتار کے ساتھ کم رفتار والے روٹرز کو متوازن کرنے کی صورت میں خاص طور پر مؤثر ثابت ہو سکتا ہے۔ ان سینسرز کے تبادلوں کے گتانک 1000 mV/mm اور اس سے زیادہ تک پہنچ سکتے ہیں، جو نقل مکانی کی پیمائش میں اعلیٰ درستگی اور ریزولوشن فراہم کرتا ہے، یہاں تک کہ اضافی اضافہ کے بغیر۔ ان سینسر کا ایک واضح فائدہ ان کی نسبتاً کم قیمت ہے، جو کچھ گھریلو مینوفیکچررز کے لیے 1000 روبل سے زیادہ نہیں ہے۔ ان سینسرز کو بیلنسنگ مشینوں میں استعمال کرتے وقت، اس بات پر غور کرنا ضروری ہے کہ سینسر کے حساس عنصر اور ہلتی ہوئی چیز کی سطح کے درمیان کام کرنے کا معمولی فرق سینسر کوائل کے قطر کے لحاظ سے محدود ہے۔ مثال کے طور پر، شکل 4.8 میں دکھائے گئے سینسر کے لیے، ماڈل ISAN E41A بذریعہ "TEKO"، مخصوص ورکنگ گیپ عام طور پر 3.8 سے 4 ملی میٹر ہے، جو ±2.5 ملی میٹر کی حد میں ہلتی ہوئی چیز کی نقل مکانی کی پیمائش کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

شکل 4.8. TEKO (روس) کا انڈکٹیو ڈسپلیسمنٹ سینسر ماڈل ISAN E41A

4.1.4. قوت کے سینسر

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں میں نصب پیمائش کے نظام میں فورس سینسرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ سینسرز، خاص طور پر ان کی تیاری میں سادگی اور نسبتاً کم لاگت کی وجہ سے، عموماً پائیزو الیکٹرک فورس سینسرز ہوتے ہیں۔ ایسے سینسرز کی مثالیں شکلوں 4.9 اور 4.10 میں دکھائی گئی ہیں۔

شکل 4.9۔ فورس سینسر SD 1، کینیماٹیکا ایل ایل سی کی طرف سے

شکل 4.10: آٹوموٹیو بیلنسنگ مشینوں کے لیے فورس سینسر، "STO مارکیٹ" کے ذریعے فروخت کیا گیا"

سٹرین گیج فورس سینسرز، جو گھریلو اور غیر ملکی متعدد صنعت کاروں کی جانب سے تیار کیے جاتے ہیں، ہارڈ بیئرنگ بیلنسنگ مشینوں کے سہاروں میں نسبتی انحرافات کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

4.4 بیلنسنگ مشین کے پیمائشی نظام کی فنکشنل سکیم، "بیلنسیٹ 2""

"Balanset 2" پیمائش کا نظام بیلنسنگ مشینوں میں پیمائش اور کمپیوٹنگ کے افعال کو مربوط کرنے کے لیے ایک جدید نقطہ نظر کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ نظام اثر و رسوخ کے گتانک کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے اصلاحی وزن کا خودکار حساب کتاب فراہم کرتا ہے اور اسے مختلف مشینوں کی ترتیب کے لیے ڈھال لیا جا سکتا ہے۔

فنکشنل اسکیم میں سگنل کنڈیشنگ، اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورژن، ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ، اور خودکار حساب کتاب الگورتھم شامل ہیں۔ یہ نظام اعلیٰ درستگی کے ساتھ دو ہوائی جہاز اور ملٹی پلین توازن کے منظرناموں کو سنبھال سکتا ہے۔

4.5. روٹر بیلنسنگ میں استعمال ہونے والے اصلاحی وزن کے پیرامیٹرز کا حساب

اصلاحی وزن کا حساب اثر قابلیت کے طریقہ کار پر مبنی ہے، جو اس بات کا تعین کرتا ہے کہ روٹر مختلف طیاروں میں وزن کی جانچ کے لیے کس طرح ردعمل ظاہر کرتا ہے۔ یہ طریقہ تمام جدید توازن کے نظام کے لیے بنیادی ہے اور سخت اور لچکدار روٹرز دونوں کے لیے درست نتائج فراہم کرتا ہے۔

4.5.1. دوہری معاونت والے روٹرز کے توازن کا کام اور اس کے حل کے طریقے

دوہری سپورٹ روٹرز (سب سے زیادہ عام ترتیب) کے لیے، توازن کے کام میں دو اصلاحی وزن کا تعین کرنا شامل ہے - ہر اصلاحی جہاز کے لیے ایک۔ اثر و رسوخ کا طریقہ درج ذیل نقطہ نظر کا استعمال کرتا ہے:

1. ابتدائی پیمائش (رن 0): بغیر کسی آزمائشی وزن کے کمپن کی پیمائش کریں۔
2. پہلا ٹرائل رن (رن 1): پلین 1 میں معلوم آزمائشی وزن شامل کریں، ردعمل کی پیمائش کریں۔
3. دوسرا ٹرائل رن (رن 2): آزمائشی وزن کو پلین 2 میں منتقل کریں، ردعمل کی پیمائش کریں۔
4. حساب کتاب: سافٹ ویئر ناپے ہوئے جوابات کی بنیاد پر مستقل اصلاحی وزن کا حساب لگاتا ہے۔

ریاضیاتی فاؤنڈیشن میں دونوں طیاروں میں بیک وقت مطلوبہ تصحیح پر آزمائشی وزن کے اثرات سے متعلق لکیری مساوات کے نظام کو حل کرنا شامل ہے۔

شکلیں 3.26 اور 3.27 لیتھ بیڈز کے استعمال کی مثالیں دکھاتی ہیں، جن کی بنیاد پر اوگرز کی بیلنسنگ کے لیے ایک مخصوص ہارڈ بیئرنگ مشین اور سلنڈری روٹرز کے لیے ایک یونیورسل سافٹ بیئرنگ بیلنسنگ مشین تیار کی گئی تھی۔ DIY مینوفیکچررز کے لیے، ایسے حل کم سے کم وقت اور لاگت کے ساتھ بیلنسنگ مشین کے لیے ایک سخت سپورٹ سسٹم بنانے کی اجازت دیتے ہیں، جس پر مختلف اقسام کے سپورٹ اسٹینڈز (ہارڈ بیئرنگ اور سافٹ بیئرنگ دونوں) نصب کیے جا سکتے ہیں۔ اس صورت میں مینوفیکچرر کا بنیادی کام ان مشین گائیڈز کی ہندسی درستگی کو یقینی بنانا (اور ضرورت پڑنے پر بحال کرنا) ہے جن پر سپورٹ اسٹینڈز قائم ہوں گے۔ DIY پیداوار کے حالات میں، گائیڈز کی مطلوبہ ہندسی درستگی کو بحال کرنے کے لیے عموماً باریک اسکریپنگ استعمال کی جاتی ہے۔

شکل 3.28 دو چینلز سے بنائے گئے اسمبلڈ بیڈ کا ورژن دکھاتا ہے۔ اس بیڈ کی تیاری میں، ڈیٹیچ ایبل بولڈ کنکشن استعمال کیے جاتے ہیں، جس سے بیڈ کی اخترتی کو کم سے کم یا مکمل طور پر ختم کیا جا سکتا ہے بغیر کسی اضافی تکنیکی آپریشن کے اسمبلی کے دوران۔ مخصوص بیڈ کے گائیڈز کی درست جیومیٹرک درستگی کو یقینی بنانے کے لیے، استعمال کیے جانے والے چینلز کے اوپری فلینجز کی مکینیکل پروسیسنگ (پیسنے، باریک ملنگ) کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

شکلیں 3.29 اور 3.30 دو چینلز سے بنے ویلڈڈ بیڈز کی مختلف اقسام پیش کرتی ہیں۔ ایسے بیڈز کی تیاری کی ٹیکنالوجی میں اضافی آپریشنز کی ایک سیریز درکار ہو سکتی ہے، مثلاً ویلڈنگ کے دوران پیدا ہونے والے اندرونی تناؤ کو دور کرنے کے لیے حرارتی علاج۔ اسمبلڈ بیڈز کی طرح، ویلڈڈ بیڈز کے گائیڈز کی درست ہندسی درستگی کو یقینی بنانے کے لیے استعمال ہونے والے چینلز کے اوپری فلینجز کی مکینیکل پروسیسنگ (گرائنڈنگ، باریک ملنگ) کی پیشگی منصوبہ بندی کی جانی چاہیے۔

4.5.2. کثیر-سپورٹ روٹرز کے متحرک توازن کے لیے طریقہ کار

ملٹی سپورٹ روٹرز (تین یا چار بیئرنگ پوائنٹس) کو زیادہ پیچیدہ توازن کے طریقہ کار کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہر سپورٹ پوائنٹ مجموعی طور پر متحرک رویے میں حصہ ڈالتا ہے، اور تصحیح کو تمام طیاروں کے درمیان تعامل کا حساب دینا چاہیے۔

طریقہ کار دو ہوائی جہاز کے نقطہ نظر کو بڑھاتا ہے:

• تمام سپورٹ پوائنٹس پر کمپن کی پیمائش
• متعدد آزمائشی وزن کی پوزیشنوں کا استعمال
• لکیری مساوات کے بڑے نظاموں کو حل کرنا
• اصلاحی وزن کی تقسیم کو بہتر بنانا

کارڈن شافٹ اور اسی طرح کے لمبے روٹرز کے لیے، یہ طریقہ عام طور پر ISO معیار کے گریڈ G6.3 یا اس سے بہتر کے مطابق بقایا عدم توازن کی سطح کو حاصل کرتا ہے۔

4.5.3. کثیر معاونت والے روٹرز کے توازن کے لیے کیلکولیٹرز

تین سپورٹ اور چار سپورٹ روٹر کنفیگریشنز کے لیے مخصوص کیلکولیشن الگورتھم تیار کیے گئے ہیں۔ یہ کیلکولیٹر Balanset-4 سافٹ ویئر میں لاگو ہوتے ہیں اور پیچیدہ روٹر جیومیٹری کو خود بخود سنبھال سکتے ہیں۔

کیلکولیٹرز کا حساب ہے:

• متغیر حمایت کی سختی
• اصلاحی طیاروں کے درمیان کراس کپلنگ
• رسائی کے لیے وزن کی جگہ کے تعین کی اصلاح
• حسابی نتائج کی تصدیق

5. بیلنسنگ مشینوں کے آپریشن اور درستگی کی جانچ کے لیے سفارشات

بیلنسنگ مشین کی درستگی اور وشوسنییتا بہت سے عوامل پر منحصر ہے، بشمول اس کے مکینیکل اجزاء کی ہندسی درستگی، معاونت کی متحرک خصوصیات، اور پیمائش کے نظام کی آپریشنل صلاحیت۔ ان پیرامیٹرز کی باقاعدہ تصدیق مسلسل توازن کے معیار کو یقینی بناتی ہے اور پیداوار کو متاثر کرنے سے پہلے ممکنہ مسائل کی نشاندہی کرنے میں مدد کرتی ہے۔

5.1. مشین کی جیومیٹرک درستگی کی جانچ

ہندسی درستگی کی توثیق میں سپورٹ کی سیدھ، گائیڈز کی ہم آہنگی، اور سپنڈل اسمبلیوں کی مرتکزیت کی جانچ کرنا شامل ہے۔ یہ جانچیں ابتدائی سیٹ اپ کے دوران اور وقتاً فوقتاً آپریشن کے دوران کی جانی چاہئیں تاکہ برقرار درستگی کو یقینی بنایا جا سکے۔

5.2. مشین کی حرکی خصوصیات کا معائنہ

متحرک خصوصیات کی تصدیق میں سپورٹ اور فریم کے اجزاء کی قدرتی فریکوئنسی کی پیمائش شامل ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وہ آپریٹنگ فریکوئنسیوں سے مناسب طریقے سے الگ ہیں۔ یہ گونج کے مسائل کو روکتا ہے جو توازن کی درستگی پر سمجھوتہ کر سکتے ہیں۔

5.3. پیمائش کے نظام کی عملی صلاحیت کی جانچ

پیمائش کے نظام کی تصدیق میں سینسر کیلیبریشن، فیز الائنمنٹ کی تصدیق، اور سگنل پروسیسنگ کی درستگی کی جانچ شامل ہے۔ یہ تمام آپریٹنگ رفتار پر کمپن کے طول و عرض اور مرحلے کی قابل اعتماد پیمائش کو یقینی بناتا ہے۔

5.4. ISO 21940-21 کے مطابق Accuracy Characteristics کی جانچ (formerly ISO 2953)

ISO 21940-21 (formerly ISO 2953) calibrated test rotors استعمال کرتے ہوئے balancing machine accuracy کی تصدیق کے لیے standardized procedures فراہم کرتا ہے۔ یہ procedures مشین کی performance کو بین الاقوامی طور پر تسلیم شدہ standards کے مقابل validate کرنے میں مدد دیتے ہیں۔

ادب

1. Reshetov DN (ایڈیٹر). "میٹل کٹنگ مشین ٹولز کی تفصیلات اور میکانزم۔" ماسکو: Mashinostroenie، 1972۔
2. Kellenberger W. "بیلناکار سطحوں کا سرپل پیسنا۔" مشینری، 1963۔
3. ISO 281 "Rolling Bearings - Dynamic Load Ratings and Rating Life."
4. GOST 17383-73 (قومی معیار) "Pulleys for flat drive belts."
5. ISO 21940-11 (formerly ISO 1940-1) "Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 11: Procedures and tolerances for rotors with rigid behaviour."
6. ISO 21940-21 (formerly ISO 2953) "Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 21: Description and evaluation of balancing machines."