Перейти к содержанию
Katolix

Некоторые вопросы балансировки

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Некоторые вопросы балансировки

 

Доброго дня. Начну с того, что вопросами балансировки я вообще не задавался, и базовые знания прочитал только вот пару недель назад. Решил, что накопилась критическая масса вращающихся механизмов в мастерской, которые требуют той или иной точности, чуть большей, чем может обеспечить статическая балансировка на ножах. Среди механизмов три категории:

- шлифовальные диски (с балансировочными оправками, и без оных, каменные, алмазные и проч.) – 3-6 тыс. об/мин

- тихоходные шпиндели станков (токарного, фрезерного) – 2-4 тыс. об/мин

- быстроходные шпиндели (шлифовальные и фрезерные) – 10-30 тыс. об/мин

 

Отдавать на сторону на балансировку довольно дорого, да и не потащишь же целый станок. Поэтому решил разобраться сам, и начну со шлифовальных дисков. Кто-то скажет, а что их балансировать, отрихтовал и все. Но у меня есть пара станков, заточной и плоско-шлифовальный, которые имеют достаточно высокую точность и, соответственно, требуют балансировки камней, причем прямо на станке. В общим с них и начнем.

 

У меня вот такие оправки, с конусной посадкой и тремя балансировочными грузами, перемещаемыми по кругу с одним радиусом. На заднем фланце отверстий для балансировочных грузов нет. Импользуются для заточных (3000 об/мин) и шлифовальных (6000 об/мин) станков. 

Picture1.jpg.787b79dbf75cf68abf5c8d686618f5ee.jpg

Опять же, часто статической балансировки на ножах достаточно, даже для шлифовального станка. Но в моем случае, у меня такая оправка одна-две, а дисков много. Статическая балансировка – дело долгое и кропотливое. Поэтому, было бы намного удобнее балансировать каждый раз динамически, т.е. со шлифовальным диском, установленным на станке. Наделать новых оправок, конечно можно (изготовить, закалить, отшлифовать, проверить конусы, снова отшлифовать…), но мы же легких путей не ищем.

Тема будет длинная, поэтому прошу высказываться только по существу. Тема модерируется.

Изменено пользователем Katolix

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Дальше было погружение в теорию. Собственно, в самой теории ничего особо сложного, школьная физика и немного линейных уравнений. Но вот с пониманием методов у меня не все сложилось. Рассматриваем две книжки, в которых описаны методы балансировки, и конкретно метод амплитуд и фаз, который использует подход измерений дисбаланса с пробным грузом:

- Балансировка деталей и узлов, Левит, Рыженков, 1986

- Справочник по балансировке, под.ред. Левита, 1992

Ссылки вставляю, чтобы можно было быстро посмотреть в книжки, так как я разбираю методы и примеры оттуда, ну и вопросы по ним, соответственно. А вопрос пока один, почему в книжке 86-года и в справочнике 92-го, по-разному описан «Способ с измерением амплитуды и фазы вибрации»?

 

В первом случае для расчета корректирующей массы используются только амплитуды колебаний:

Picture2.thumb.jpg.a6aa992c857ba365e1348c8016056430.jpg

Во втором случае – только фазы (ну или углы дисбаланса):

Picture3.thumb.jpg.8298e3214af866d5899b590a3cefa46f.jpg

Хочется понять, почему в одном и том же методе изменился подход к вычислению массы коррекции (возможно, математически, они являются теми же самыми методами, и разница обусловлена техническими возможностями более точных измерений либо амплитуд вибраций, либо фаз). И потом необходимо разобраться, как наилучшим способом использовать этот метод для балансировки оправки с тремя подвижными грузами.


 

Разберем первый случай. Я просто излагаю свое понимание и задаюсь вопросами.

Picture4.thumb.jpg.890120c21c138adf27c1fa5ccb8c7957.jpg

Непонятны несколько моментов. У нас есть начальные измерения амплитуды U0 и фазы фи0 (то есть измерен угол от начальной метки на диске до того положения, где амплитуда U0 максимальна).

- какова должна быть величина пробной массы mпр? Очевидно же, что сравнимой с массой, которой обусловлен начальный дисбаланс Dнач. Но мы же ее не знаем, правильно? Если выбрать в качестве пробной массу, на порядок превышающую массу начального дисбаланса, то можем потом и не получить векторный треугольник, вернее он станет довольно плоским, с очень малым углом коррекции.

- зачем рекомендуется прикреплять пробную массу в произвольной точке? Было бы логичнее «отступить» от угла начальной фазы градусов 30-40, чтобы расчеты держать в одном квадранте. Ну и так же теряется точная информация об угле установки пробной массы – она ведь, в отличие от остальных углов, не померена, а точно известна. Почему это значение не используется в алгоритме?

Далее:

Picture5.thumb.jpg.c9c454d3ebd003ae013e6450bc6d6a81.jpg

Picture6.thumb.jpg.6d502932195e3666e064f83717918025.jpg

На сколько я понимаю, нам нужен вектор DeltaU, так как он пропорционален разнице дисбалансов, начального и привнесенного пробной массой. Но почему корректирующая масса mk вычисляется по этой формуле, совсем не понятно.

Ну и угол установки корректирующей массы Фик нам предлагается найти из треугольника, хотя было бы логично устанавливать корректирующий груз напротив первоначального угла фи1.

 

Разберем второй случай. Здесь начальные измерения такие же, за исключением того, что мы теперь замечаем угол установки пробного груза (Альфа).

Picture7.thumb.jpg.d495d0c058bff787b65dd586d2eda39b.jpg

Picture8.thumb.jpg.af884898bf4798e7f77bd34b65703091.jpg

Picture9.thumb.jpg.e29ec7b84771725854bddb565deef8be.jpg

Другими словами нам тут поясняется следующее.

- Мы измерили Амплитуды векторов начальной неуравновешенной массы (OA) и суммарной массы, т.е. неуравновешенной и пробной (OB).

- Из треугольника мы можем рассчитать Амплитуду только пробной массы. Этот вектор на рисунке никак не обозначен, но он равен вектору AB, из правил вычитания векторов.

- Так как амплитуды дисбалансов пропорциональны массам (U=a*m*r), то недостающую массу дисбаланса можно найти из соотношения амплитуды начальной неуравновешенной массы UOA и амплитуды корректирующей массы UAB. А это соотношение определяется геометрической теоремой синусов для треугольников (устанавливающей зависимость между длинами сторон треугольника и величиной противолежащих им углов):

UAB/sin(beta) = UOA/sin(alfa-beta)

Так как радиус установки пробного груза и груза коррекции одинаковый, то, подставляя значения амплитуд, мы сокращаем радиусы и балансировочную чувствительность (из формулы U=a*m*r). И у нас остается:

mк/sin(beta) = mп/sin(alfa-beta), откуда и получается mк.

 

Что примечательно, в этом случае метод нам таки и говорит, корректировочную массу устанавливать противоположно начальной неуравновешенности, т.е. вектору OA.

 

Странно другое. Из формулы для расчета корректировочной массы убраны амплитуды (они заменены пропорциональными им массами). Насколько эта формула остается верна, если разница амплитуд будет значительной?

Получается, это не метод амплитуд и фаз, а метод фаз?

  

@Дмитрий43

Дмитрий, можете прокомментировать?

Изменено пользователем Katolix

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Katolix сказал:

Наделать новых оправок, конечно можно (изготовить, закалить, отшлифовать, проверить конусы, снова отшлифовать…), но мы же легких путей не ищем.

Не легких, а быстрых. Если делать как положено, круги устанавливаются с использованием влажных (но не мокрых!) картонных прокладок. По мере высыхания оправки протягиваются положенным моментом. Итого, правильная смена круга занимает сутки.

Изменено пользователем Пронька Грезной

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
17 часов назад, Katolix сказал:

Дмитрий, можете прокомментировать?

Извините - не силен в теории.

Так глубоко не вникал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Дмитрий43 сказал:

не силен в теории

Хорошо, а из практики, какой принцип выбора массы пробного груза?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
16 минут назад, Katolix сказал:

Хорошо, а из практики, какой принцип выбора массы пробного груза?

Исходить надо из массы балансируемой детали, радиуса установки груза и допустимого остаточного эксцентриситета.

Для примера.Масса детали 10 кг, радиус установки груза 80мм, допустимый остаточный эксцентриситет 40мкм.

Умножаем массу выраженную в тоннах(0,01т) на 40 мкм.Получаем допустимый дисбаланс 0,4г*м.Делим эту величину на радиус установки грузов, выраженный в метрах.Т.е. на 0,08.Получаем 5г.Соответственно вполне нормально ставить пробный груз грамм на 10.Если этого будет мало, всегда можно добавить.Ну потеряете 1 пуск и все.

Конечно возникнет вопрос, зачем переводить вес в тонны.Можно 10кг*40мкм и поделить на 1000.Можно, но у меня это уже в крови.Просто обозначил сам подход.

А когда будет личный опыт, тогда подсказки станут не нужны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
34 минуты назад, Katolix сказал:

а из практики

Из практики - три груза не нужно, достаточно двух.
Массу груза обычно не выбирают, используют какая есть. Момент он m*l, m -фиксировано, перемещением грузов меняем только l.
Для изношенного гидрошпинделя плоскошлифа ножей недостаточно, как с подшипниками - не знаю.
Я с плоскошлифом мучался, пока не купил виброанализатор одноканальный, Viana, с ним все получается. Он же хорошо помогает в балансировке любых роторов.

 

 

Изменено пользователем Anton

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 минут назад, Vodoley18 сказал:

Если этого будет мало, всегда можно добавить.Ну потеряете 1 пуск и все.

Ну это понятно, что сходу, возможно, пробный груз неправилным окажется и надо подобрать. Вопрос в том, как считать, что мало и что достаточно? (предположу, что измеренная амплитуда дисбаланса, с новым углом, соизмерима с первоначальной амплитудой без пробного груза, так?)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
38 минут назад, Katolix сказал:

Хорошо, а из практики, какой принцип выбора массы пробного груза?

После постановки пробного груза показания должны изменятся. Не менее чем на 30%. По величине (амплитуде) и/или фазе (углу).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
9 минут назад, Anton сказал:

Из практики - три груза не нужно, достаточно двух.

И что же тепрь, из балансировочных оправок третий груз выковыривать? :)

 

10 минут назад, Anton сказал:

пока не купил виброанализатор одноканальный, Viana, с ним все получается

Я собираюсь сделать собственный виброанализатор, и даже не одно- а двухканальный.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
11 минут назад, Katolix сказал:

Ну это понятно, что сходу, возможно, пробный груз неправилным окажется и надо подобрать

Вот так сходу, с одного раза было пару раз из тысяч балансировок, и то на тех механизмах, где ранее работали.

 

13 минут назад, Katolix сказал:

Вопрос в том, как считать, что мало и что достаточно

О том, что может быть достаточно, написал.

По опыту - лучше недоставить.

16 минут назад, Дмитрий43 сказал:

После постановки пробного груза показания должны изменятся. Не менее чем на 30%.

Должны?Но не обязаны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
20 часов назад, Katolix сказал:

мы же легких путей не ищем.

мы наделали на шипман фланцев поставили и отбаланисировали круги и горя не знали.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
15 минут назад, Katolix сказал:

И что же тепрь, из балансировочных оправок третий груз выковыривать?

Да. Третий груз абсолютно бесполезен.

15 минут назад, Katolix сказал:

Я собираюсь сделать собственный виброанализатор, и даже не одно- а двухканальный.

Если полно свободного времени, то почему бы и нет. Но "Балком" двухканальный что-то около 50 тыр стоит.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
18 минут назад, Anton сказал:

Но "Балком" двухканальный что-то около 50 тыр стоит.

С одной стороны можно сделать по-быстрому, взять плату сбора данных типа L-card и простенькую прогу написать. Но по деньгам дешевле не выйдет.

Либо с нуля разводить плату с быстрым ацп и ПЛИС, тогда выйдет дешевле, но не будет быстро.

Я бы готовое решение купил....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 минуту назад, Hub-steer сказал:

Либо с нуля разводить плату

Здесь все зависит от желаний ТС, хочется ли ему потрахаться с плоскошлифом или просто шлифовать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
13 минут назад, Hub-steer сказал:

Либо с нуля разводить плату с быстрым ацп и ПЛИС, тогда выйдет дешевле, но не будет быстро.

Я бы готовое решение купил....

Я уже думал об этом (хотя,  у нас готовые решиня (Hofmann, Schunk,..) несколько дороже 50 тыс. рублей), но всегда будет неудовлетворенность и недостаток универсальности - я не зря упомянул объем зачач, от шлифовальных кругов, до быстроходных шпинделей. 

Быстрые АЦП, ПЛИС или DSP-процессоры - это все атрибуты портативных систем, которые выдают результат "на месте", т.е. используются балансировщиками, как привозное оборудование к месту балансировки. Я на все это не замахиваюсь, как и на специальные балансироваочные станки. Попробую обойтись промышленными датчиками (лазерными и вибрационными) и простыми платами ввода данных в PC. Сейчас даже на ардуиноподобных 3-х осевых аккселерометрах ставят 13-разрядные АЦП с частотой сэмплирования до 3 кГц (ADXL345). Для упомянутых скоростей шпинделей, думаю, относительно достаточно.

Изменено пользователем Katolix

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый вечер. Мой опыт мне говорит что акселерометры надо аналоговые ибо задержки в цифровом тракте ADXL345 не нормируются совсем. И "чуйствительность" у неё (а правильнее будет наверно сигнал/шум приведённый к младшему разряду ) просто кричит что никаких  даже 10 разрядов на пределе 4g там и не пахнет. Да и аналоговые имеют приличный "вч" шум.  Но решать вам.

С уважением

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
43 минуты назад, jonny_no сказал:

Мой опыт мне говорит что акселерометры надо аналоговые ибо задержки в цифровом тракте ADXL345 не нормируются совсем. И "чуйствительность" у неё (а правильнее будет наверно сигнал/шум приведённый к младшему разряду ) просто кричит что никаких  даже 10 разрядов на пределе 4g там и не пахнет. Да и аналоговые имеют приличный "вч" шум.

Спасибо, что поделились этим опытом. Да понятно, что разрядность полезного сигнала будет меньше 10-ти. А вот на счет задержек в цифромом канале передачи, как-то даже не знал.. 

А что скажете насчет LIS3DH? Там разрядность ацп даж 16 бит. Но про задержки тоже непонятно. Хотя ценовой дипазон такой же как и у ADXL345, так что ожидать особо нечего. 
 

Хороший аналоговый аккселерометр, за вменяемые деньги, пока не нашел еще.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 06.02.2022 в 17:14, Katolix сказал:

- зачем рекомендуется прикреплять пробную массу в произвольной точке? Было бы логичнее «отступить» от угла начальной фазы градусов 30-40, чтобы расчеты держать в одном квадранте.

Это рекомендуется потому, что начинающие балансировщики, без опыта работы в принципе не способны анализировать исходную информацию.И вот это предположение - отступлю-ка я на 30-40 градусов, поставлю груз, и вот оно счастье.Нет не счастье - дилетантство. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Vodoley18 сказал:

Это рекомендуется потому, что начинающие балансировщики, без опыта работы в принципе не способны анализировать исходную информацию.И вот это предположение - отступлю-ка я на 30-40 градусов, поставлю груз, и вот оно счастье.Нет не счастье - дилетантство. 

Непонятно, при чем тут начинающие балансировщики. В книге описывается алгоритм, который определяет необходимый угол и вес компенсирующего груза, через параметры пробного груза. Так зачем из уравнения убирать параметр, который мог бы быть заведомо известным - угол установки пробного груза?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 минут назад, Katolix сказал:

который мог бы быть заведомо известным - угол установки пробного груза?

Угол первоначально амплитуды - условная величина. Т.е. если покажет 0 градусов, то это совсем не значит что искомое место точно напротив контрастной метки (или противоположно).

Где датчик и где плоскость коррекции (место постановки груза)?

На некоторых роторах эти значения могут быть более - менее близки. Например  - ротор диск и датчик близко к плоскости кор.

Но в общем случае уголол условный, так сказать. Система координат сформируется только после пуска с пробным грузом. От, него так сказать, и пляшут.

Он является нулем отсчета, а не метка или энкодер.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 06.02.2022 в 16:54, Katolix сказал:

Доброго дня. Начну с того, что вопросами балансировки я вообще не задавался, и базовые знания прочитал только вот пару недель назад.

 

20 минут назад, Katolix сказал:

Непонятно, при чем тут начинающие балансировщики.

Интересно, в первом послании обозначено, что "базовые знания прочитал пару недель назад", а в последующем послании непонимание,"при чем тут начинающие балансировщики?".Так Вы даже не начинающий.Им надо еще стать, имея в руках хоть какой-то прибор.

Вопрос, для Вас.Если надо отбалансировать 10 единиц сейчас, а потом 1-2 в год, и есть другое(главное) направление бизнеса, то стоит ли заморачиваться с балансировкой?

Профессионально занимался балансировкой и знаю, что небольшие фирмы не занимаются организацией собственного балансировочного хозяйства.Работы для балансировщика мало, содержать просто так невыгодно, приходится его делать совместителем.А балансировщик(как и любой другой узкий специалист) без постоянной практики теряет профессионализм.Соответственно и качество работы.И кому это надо?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
35 минут назад, Дмитрий43 сказал:

Угол первоначально амплитуды - условная величина. Т.е. если покажет 0 градусов, то это совсем не значит что искомое место точно напротив контрастной метки (или противоположно).

Где датчик и где плоскость коррекции (место постановки груза)?

На некоторых роторах эти значения могут быть более - менее близки. Например  - ротор диск и датчик близко к плоскости кор.

Спасибо, это дает ответ на мой вопрос в начале темы, где я удивлялся, почему в первой книжке угол установки корректирующего груза вычисляется, а во второй - устанавливать противоположно начальной неуравновешенности. Видимо это описывалась именно для случая системы ротор-диск.

 

37 минут назад, Дмитрий43 сказал:

Но в общем случае уголол условный, так сказать. Система координат сформируется только после пуска с пробным грузом. От, него так сказать, и пляшут.

Он является нулем отсчета, а не метка или энкодер.

Я с этим еще не разбирался, как и с двухплоскостной балансировкой. Но буду иметь ввиду, спасибо. Меня просто смутила методология от Hofmann, где углы установки пробного груза не просто учитываются, а вычисляются после первого пуска. Опишу ее подробно позже, там тоже есть вопросы. Спасибо, что отвечаете на них.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Перевел шпиндель на подшипники. Балансировка попроще, результат в принципе устраивает. Купил акселерометры аналоговые. Пока типа балансировочные весы не построил. Просто на цилиндрических ножах балансирую.  Постепенно прихожу к тому что куча кругов на оправках нужно. Придется смириться и готовить оснастку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
17 минут назад, Vodoley18 сказал:

Интересно, в первом послании обозначено, что "базовые знания прочитал пару недель назад", а в последующем послании непонимание,"при чем тут начинающие балансировщики?".Так Вы даже не начинающий.Им надо еще стать, имея в руках хоть какой-то прибор.

Ну дело не во мне, а в формальном алгоритме, который описывается в справочнике. Я то, конечно, балансировщик нулевой. Но с математикой и геометрией у меня все в порядке. Поэтому пытаюсь разобраться с теорией, заложенной в алгоритм, а не тупо следовать рекомендациям. Покупка готового прибора мне не интересна - слишком много готовых приборов придется купить (или один, но очень дорогой).

20 минут назад, Vodoley18 сказал:

Вопрос, для Вас.Если надо отбалансировать 10 единиц сейчас, а потом 1-2 в год, и есть другое(главное) направление бизнеса, то стоит ли заморачиваться с балансировкой?

Профессионально занимался балансировкой и знаю, что небольшие фирмы не занимаются организацией собственного балансировочного хозяйства.Работы для балансировщика мало, содержать просто так невыгодно, приходится его делать совместителем.А балансировщик(как и любой другой узкий специалист) без постоянной практики теряет профессионализм.Соответственно и качество работы.И кому это надо?

Заморачиваться стоит, если затраты на балансировку составляют какое-то конечное количество времени, потраченное на изучение предмета (это только на пользу), и несколько денежных знаков, потраченных на датчики. Как я уже говорил, профессиональную балансировку своих механизмов я не потяну. Поэтому озадачился этим вопросом сам.

Развивать это в бизнес смысла не вижу. Я своим основным трудом, не связанным с механизмами, зарабатываю на хлеб. А качество работы, сделанной для себя, никак не нормируется, и варьируется между "и так пойдет" и "я доволен".

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

  • Модераторы тем

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.