Balansiranje i alati

mill002

Uzroci neuravnoteženosti

 

Nesimmetricčan deizajn rotirajučeg sklopa (npr. Držač alata na držaču alata kao što je navedeno u DIN 69871 ili stezni vijak Weldon držača alata).

Nesimetrična raspodela mase usled grešaka koncentričnosti uzrokovanih proizvodnim tolerancijama, npr. Koncentričnost spoljnog prečnika alata u odnosu na konus.

Greške poravnanja prilikom montiranja rotirajućeg sklopa koji se sastoji od nekoliko komponenata, npr. Vreteno glodalice i držača alata, držača alata i alata.

Koncentričnost greške u ležajevima rotora, npr. Ležaj vretena.

Šta je balansiranje?

Balansiranje se koristi za kompenzaciju nesimetrične raspodele mase u rotoru. 
Ovo je moguće:

  • primjenom mase, npr. steznu težinu za balansiranje auto guma
  • uklanjanje mase, npr. bušenjem rupa
  • podešavanje mase, npr. dodavanje balansnih prstena, vijka.

Balansiranje u jednoj ravni (statički)

Kompenzacija za statički deo neuravnoteženosti

  • Težište rotora se vraća na osu rotacije (ekscentričnost e = 0).
  • Par disbalansa dinamičke neravnoteže ostaje nepromenjena.

Balansiranje u dve ravni (dinamički)

Kompletna kompenzacija za neuravnoteženost (statička i par disbalansa)

  • U principu, mogu se odabrati bilo koji balansni planovi (najbolje je ako su što dalje moguće odvojeno).

Balansiranje se koristi za kompenzaciju nesimetrične raspodele mase u rotoru. 
Ovo je moguće:

  • primjenom mase, npr. steznu težinu za balansiranje auto guma
  • uklanjanje mase, npr. bušenjem rupa
  • podešavanje mase, npr. dodavanje balansnih prstena, vijka.

Balansiranje u jednoj ravni (statički)

Kompenzacija za statički deo neuravnoteženosti

  • Težište rotora se vraća na osu rotacije (ekscentričnost e = 0).
  • Par disbalansa dinamičke neravnoteže ostaje nepromenjena.

Balansiranje u dve ravni (dinamički)

Kompletna kompenzacija za neuravnoteženost (statička i par disbalansa)

  • U principu, mogu se odabrati bilo koji balansni planovi (najbolje je ako su što dalje moguće odvojeno).

Merenje neuravnoteženosti

  • Držač alata se ubacuje u balansno vreteno i okreće se.
  • Senzori sile mjeri bilo koje centrifugalne sile.
  • Centrifugalne sile se mjere u dvije različite ravni na nosaču balansirajućeg vretena. Sinusoidni signal se proizvodi kao smer u kojem centrifugalne sile deluju okrenuti sa vretenom. Treba utvrditi i veličinu signala i njegov ugao prema vretenu.
  • Signali sile se koriste za izračunavanje ravnoteže u odnosu na ravnotežu ravnoteže. Ako se promeni položaj balansnih ravnina, izračunati neispravnosti će se takođe promijeniti.
  • Kompenzacija neuravnoteženosti izračunava se iz vrednosti neuravnoteženosti.
  • DIN ISO 1940-1  definiše principe za merenje neravnoteže i balansiranja. Tačnost balansiranja se izražava kao balansiranje kvaliteta G (ranije: Q). Stepen balansnog kvaliteta je jedino validan samo za određenu brzinu rotacije rotor. Dozvoljena preostala neuravnoteženost izračunava se iz kvaliteta balansiranja, brzine rotacije i težine rotoka.

per = (G • M) / n • 9549 
per = Dozvoljena preostala neravnoteža rotora u gmm 
G = balansiranje kvaliteta kvaliteta 
M = težina rotorja u kg 
n = brzina rotacije rotor u o / min 
9549 = konstanta koja se proizvodi

Primer proračuna

  • Alat za freziranje je pričvršćen u steznu glavu.
  • Ukupna težina je 0,8 kg.
  • Rezno glodalo treba koristiti pri brzini rada od n = 15.000 o / min.
  • Proizvođač vretena zahteva balansni kvalitet od G = 2,5.
  • Dozvoljena preostala neuravnoteženost Uper = 1,3 gmm.

U gore navedenom primeru postoji dozvoljena preostala neuravnoteženost od 1,3 grama. Da bi ilustrovala 
ovu vrijednost, korisno je pretvoriti neuravnoteženost i ekscentričnost.

per = M • e po
po = U po / M = 1.3 g / 800 g = 0.0016 mm = 1.6 μm

Zbog toga centar gravitacije držača alata može se nadmašiti maks. 1,6 μm od ose rotacije. Tokom balansiranja pretpostavlja se da je osa rotacije osovina konusa ili HSK. Međutim, u mašini za glodanje alat se okreće oko osovine vretena. Čak i novo vreteno TIR do 5 μm (ekvivalentno ekscentričnosti e = 2,5 μm). 

Dalje primer:
Balansiranje kvaliteta G = 1 
Brzina rotacije n = 40.000 rpm 
Težina alata M = 0.8 kg 
per = 0.2 gmm 
per = 0.3 μm 

[/vc_column_text]

Ovakav dopušteni ekscentričnost se ne može postići u praksi. 
Čak i dobra vretena imaju ponovljivost od 1-2 μm kada se alat promeni.
Mala količina prljavštine značajno pogoršava rezultat.

 

Standardi balansiranja

DIN ISO 1940-1  definiše principe za merenje neravnoteže i balansiranja. Tačnost balansiranja se izražava kao balansiranje kvaliteta G (ranije: Q). Stepen balansnog kvaliteta je jedino validan samo za određenu brzinu rotacije rotor. Dozvoljena preostala neuravnoteženost izračunava se iz kvaliteta balansiranja, brzine rotacije i težine rotoka.

per = (G • M) / n • 9549 
per = Dozvoljena preostala neravnoteža rotora u gmm 
G = balansiranje kvaliteta kvaliteta 
M = težina rotorja u kg 
n = brzina rotacije rotor u o / min 
9549 = konstanta koja se proizvodi

 

ISO 1940 DYNAMIC BALANCE STANDARD
Balance Grade G0,4 G1 G2,5 G6,3 G16 G40 G100 G250 G630 G1600 G4000
Prec.Req.exw(mm/s) 0,4 1 2,5 6,3 16 40 100 250 630 1600 4000
Prec.Req.exw(μm*rpm) 3820 9549 23875 60165 152800 382000 954900 2387500 6016500 15280000 38200000

 

Balansiranje i alati
Balansiranje i alati

Primeri balansiranja

Primer:
Alat za freziranje je pričvršćen u steznu glavu.

  • Ukupna težina je 0,8 kg.
  • Rezno glodalo treba koristiti pri brzini rada od n = 15.000 o / min.
  • Proizvođač vretena zahteva balansni kvalitet od G = 2,5.
  • Dozvoljena preostala neuravnoteženost Uper = 1,3 gmm.

U gore navedenom primeru postoji dozvoljena preostala neuravnoteženost od 1,3 grama. Da bi ilustrovala 
ovu vrijednost, korisno je pretvoriti neuravnoteženost i ekscentričnost.

per = M • e po
po = U po / M = 1.3 g / 800 g = 0.0016 mm = 1.6 μm

Zbog toga centar gravitacije držača alata može se nadmašiti maks. 1,6 μm od ose rotacije. Tokom balansiranja pretpostavlja se da je osa rotacije osovina konusa ili HSK. Međutim, u mašini za glodanje alat se okreće oko osovine vretena. Čak i novo vreteno TIR do 5 μm (ekvivalentno ekscentričnosti e = 2,5 μm). 

Dalje primer:
Balansiranje kvaliteta G = 1 
Brzina rotacije n = 40.000 rpm 
Težina alata M = 0.8 kg 
per = 0.2 gmm 
per = 0.3 μm 

Ovakav dopušteni ekscentričnost se ne može postići u praksi. 
Čak i dobra vretena imaju ponovljivost od 1-2 μm kada se alat promeni.
Mala količina prljavštine značajno pogoršava rezultat.

Balansiranje i alati

Na ukupnu neravnotežu vretena mjerenja utiču mnogi faktori:

  • greška koncentričnosti u alatu (neuravnoteženost, zakrivljenje, nepravilno oštrenje, oštećenje reznih ivica, prevelika dužina, vibracije)
  • neuravnoteženost vretena
  • neuravnoteženost zbog grešaka koncentričnosti u vretenu (osovina simetrije nije osa rotacije).
  • greške u koncentričnosti kod dodataka za vreteno (otvora za rashladno sredstvo, uređaj za stezanje)
  • bočno izobličenje steznog sistema po zatezanju (opruge, izvlačenje šipke)
  • greške koncentričnosti i nagib držača alata u vretenu
  • neuravnoteženost nosača alata
  • greška koncentričnosti povlakača (Kod ATC vretena)
  • neuravnoteženost pribora za držanje alata (npr. pričvrsna navrtka ili čaura)

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Shop By Department