Název projektu: Sbližování teorie s praxí Datum zahájení projektu: 01.11.2010 Datum ukončení projektu: 30.06.2012 Obor: Zámečník Ročník: 3 Zpracoval: Bc. Jan Dula Modul: Metrologie ve strojírenství
Obsah: Úvod..2 Hlavní pojmy....5 1 Druhy nevyváženosti.....7 1.1 Statická nevyváženost. 7 1.2 Momentová nevyváženost.. 11 1.3 Dynamická nevyváženost 12 2 Vyvažování rotorů... 15 3 Vyvažování nástrojů... 18 Otázky...22 Seznam použitých zdrojů... 22 Přílohy - pracovní sešit......23 OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 1 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
ÚVOD VYVAŽOVÁNÍ ROTAČNÍCH SOUČÁSTÍ Pojem nevyváženost se dá odvodit ze slov "vážit", "hmotnost". Na váze se dosáhne rovnováhy, pokud na obou stranách vážících misek je stejné závaží. Obdobně se tak dá posuzovat rozdělení hmoty rotoru ve vztahu ke své ose rotace. Nerovnoměrné rozdělení hmoty se označuje jako nevyváženost. Při rotaci způsobuje odstředivé síly, hluk a chvění, které se s vzrůstajícími otáčkami stupňují a stávají se velmi nepříjemnými. O nevyváženosti mluvíme, když hmota rotačního tělesa není pravidelně rozdělená okolo osy rotace. Vyjádřeno přesně podle ISO, hlavní osa setrvačnosti se neshoduje s osou rotace. Velikost nevyváženosti je násobkem hmoty a poloměru, se kterým těžiště hmoty rotuje okolo osy otáčení. Podle ISO rozlišujeme různé stavy nevyváženosti, které závisí na poloze hlavní osy setrvačnosti v poměru k ose rotace. Jak se projeví vyvážení rotačních součástí? prodlouží životnost Vašich strojů zvýšit střední dobu mezi poruchami strojů (MTBF) sníží poruchovost a náklady na údržbu prodlouží životnost maziv a ložisek sníží hladinu rezonancí, uvolnění, hluku odstraní statické síly od potrubí, spojek, základů zvyšuje bezpečnost a ochranu zdraví při práci při obrábění dřeva a oceli nekvalitní povrch a nepřesné rozměry ovlivňuje konkurenceschopnost na trhu Vibrace Mechanické chvění je kmitavý pohyb pevných těles kolem rovnovážné polohy. Počet cyklů tohoto kmitavého pohybu za sekundu se nazývá kmitočet a vyjadřuje se v (Hz). ČSN ISO 11342 Vibrace - Metody a kritéria vyvažování pružných rotorů ČSN ISO 11342 Tato mezinárodní norma uvádí typické konfigurace pružných rotorů v souladu s jejich vlastnostmi a požadavky na vyvažování, popisuje vyvažovací postupy, určuje metody stanovení zbytkového nevývažku a uvádí návod na kritéria jakosti vyvážení. Tato mezinárodní norma může být také použitelná jako podklad pro OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 2 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
složitější zkoumání, např. je-li nutné přesnější určení požadované jakosti vyvážení. Jestliže budou respektovány stanovené výrobní metody a meze nevyváženosti, lze očekávat uspokojivé provozní podmínky. Tato mezinárodní norma není určena k tomu, aby sloužila jako přejímací podmínky pro jakýkoli rotor, ale spíše, aby dávala návod, jak se vyhnout hrubým omylům nebo zbytečně omezujícím požadavkům. Případy rezonancí konstrukcí a jejich úprav nejsou obsahem této mezinárodní normy. Uváděné metody a kritéria jsou výsledkem zkušeností získaných z provozu běžných průmyslových strojů. Nemusí být přímo použitelné u speciálních zařízení nebo za neobvyklých okolností. Vyvažování. Je to proces, při kterém se zjišťuje a v případě nutnosti koriguje rozložení hmoty rotoru s cílem zajistit, aby se zbytkový nevývažek nebo kmitání v ložiscích pohybovalo při provozních otáčkách v přípustných mezích. Vyvažování rotujících součástí Vyvažováním součástí zajistíme rovnovážné rozložení hmotnosti součástí k ose rotace a je nutné zejména u součástí rychloběžných strojů Nevyvážené strojní součásti vybuzují chvění, rozkmitání stojanů, rámů strojů - > Což způsobuje hluk i úlomové lomy Nevyváženost vyvolává přídavné ohybové síly, které zase způsobují reakce v ložiskách Nevyváženosti mohou vznikat u ozubených kol, řemenic, hřídelů, spojek a setrvačníků na základě chyb odlitků (sraženiny nebo vměstky), nepřesného obrábění, chyb při montáži nebo jednostranným opotřebením U částí strojů s vysokými otáčkami proto musí být stanovena poloha a velikosti nevyváženosti a odstraněna vážením Příklad: Nevyvážené kmitání kola Na vozidle je kolo zavěšené v systému víceméně schopného kmitání. Volné odstředivé síly působící na zavěšení kola způsobují nevyvážené kmitání závislé na rozdílných vlastnostech toho kterého vozidla. Největší vliv na kmitání způsobuje přitom zavěšení kola a pružící systém. Řízení umožňuje svislý pohyb, který vede ke OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 3 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
skákání kola. Na druhé straně umožňuje otáčení kola okolo čepu ramene ve vodorovné poloze jeho vibrace. Pro oba dva druhy pohybu existují pružící elementy. Ve vertikální poloze je odpružení řešené konstrukčně v zavěšení kola. V tomto směru působí jako pružící elementy pneumatika a elastičnost mechanických dílů. Tento celek ovlivňuje činnost tlumiče, ložisek, kloubů, gumových elementů apod. Odpružení v horizontální poloze není sice konstrukčně zohledněné, ale přesto se pružící účinek projevuje povolností směrového ústrojí i kloubů. V horizontální rovině je tedy odpružení závislé především na typu a odpovídajícím stavu vozidla. Každá odpružená část podléhá vlastnímu kmitání, které má pro tu kterou část odlišnou frekvenci a směr. V důsledku toho se objevují při každém směru pohybu a při rozličných, nejčastěji vícerých rychlostních intervalech, účinky rezonance. V těchto tzv. rychlostních intervalech dosahují vibrace maximální hodnoty. Vibrace se zmenšují při překročení kritické rychlosti v obou směrech až po dosažení hranice v pořadí další kritické rychlosti. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 4 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
HLAVNÍ POJMY Odstředivá síla V důsledku nerovnoměrného rozdělení hmoty kola, neboli v důsledku nevyváženosti, vznikají při otáčení okolo osy rotace volné oběžné odstředivé síly. Velikost odstředivé síly je závislá na hmotnosti a poloměru, na kterém se tato hmota otáčí okolo osy rotace, a na druhé mocnině počtu otáček. To znamená, že zdvojnásobením počtu otáček je odstředivá síla čtyřnásobně větší. Hlavní osa setrvačnosti Jedná se o osu, okolo které může kolo rotovat bez nevyváženosti, čili bez odstředivých sil. Znamená to, že hmota rotoru je symetricky rozdělená okolo hlavní osy setrvačnosti. Diagnostické metody: vibrační, obálkové, ultrazvukové a teplotní Diagnostika: nevývahy, nesouososti, rezonance, uvolnění, kavitace, elektrických problémů Životnost Ložiska, zavěšení skříně a fundamenty mohou být vibracemi silně namáhány, a tím podléhají značnému opotřebení. Výrobky s nevyváženými díly mají často krátkou životnost. Bezpečnost Kvůli chvění se může uvolnit potřebné tření ve šroubových spojích a svěrných spojeních až do té míry, že se tyto díly rozpojí. Elektrické spínače jsou rušeny vibracemi, elektrická vedení se mohou na přípojných místech přerušit. Nevyváženost může provozní bezpečnost zásadně omezit - ohrožení pro člověka a stroj. Při odlehčování součástek odvrtáváním nebo odfrézováním dodržovat BOZP. Dodržovat BOZP při broušení, pilování, řezání, pájení a lepení. Udržovat čistotu a pořádek na pracovišti. Šetrně zacházet s nářadím a měřidly při statickém a dynamickém vyvažování. Kvalita Od elektrického nástroje s neklidným chodem nelze očekávat precizní funkčnost. Námaha k dosažení užitku se zvýší, avšak nástroj se rychleji unaví. Také obráběcí stroje jsou zásadně ovlivňovány chvěním a vibracemi: brousící a vysokootáčkové stroje na obrábění dřeva nepracují čistě a vyrábějí více zmetků, pokud nástroj a vřeteno nejsou přesně vyváženy OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 5 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Konkurenceschopnost Klidný a tichý chod jsou vždy znakem kvality a mohou konkurenceschopnost produktu zásadně ovlivnit: silně vibrující přístroj v domácnosti, hlučné auto atd. jsou výrobky, které se na trhu neprosadí Síly způsobené nevyvážeností, rušivé vibrace a hluk se odstraní vyvážením. Přitom se rozdělení hmoty rotoru tak zlepší, že v jeho ložiscích působí menší odstředivé síly. Při vyvažování se musí kromě jiného zohlednit i druh nevyváženosti. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 6 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
1 DRUHY NEVYVÁŽENOSTI a základě působení se nevyváženost dá rozdělit na různé druhy. Vedle tvaru a funkce rotoru ovlivňuje druh nevyváženosti polohu vyvažovacích rovin a volbu vyvažovacích tolerancí. Nejdůležitější druhy nevyváženosti jsou: - Statická nevyváženost - Momentová nevyváženost - Dynamická nevyváženost 1.1 Statická nevyváženost Dvě nevyváženosti (zde znázorněny jako šipky) mohou mít stejnou velikost a polohu a mohou být stejně vzdáleny od těžiště. Stejný stav může nastat při jedné jediné, dvojnásobně veliké nevyváženosti, která působí v těžišti, tedy ve středu rotoru. Uložíme-li takový rotor na dva břity, bude se tak dlouho otáčet (kolébat), až bude jeho "těžké místo" směřovat dolů. Tato nevyváženost působí tedy také bez rotace, a proto ji nazýváme statickou nevyváženosti. Způsobuje posunutí těžiště rotoru z geometrického středu, přičemž rotor za provozu kmitá rovnoběžně ke své ose rotace. Statická nevyváženost by se měla vyrovnávat v těžišti rotoru. Proto se materiál odstraní na "těžkém místě", nebo se naopak přidá na protilehlém místě. Vyrovnání statické nevyváženosti v jedné vyvažovací rovině se provádí často u kotoučových rotorů. Pro toto vyvažování je vhodné používat především vertikální vyvažovací stroje. Staticky vyvažujeme obvykle jen takové součásti, které mají tvar tenkého kotouče. / mají malou délku a pracují při nízkých otáčkách / Statické vyvažování nevede většinou k dostatečně uspokojivým výsledkům, nelze jim totiž odstranit působení dvojice sil vzniklé dynamickým vyvažováním. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 7 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Příčinou nevyváženosti součástí může být i nerovnoměrné rozložení hmoty způsobené tvarem součásti. Tuto nevyváženost je nutno odstranit již při konstrukčním návrhu součásti. Čistá statická nevyváženost Otáčející se těžiště mění stále výšku, a proto statická nevyváženost vyvolává kmitání kola ve svislé rovině. Na obrázku 45kg vážící turbína štěpkovacího stroje na vyvažovačce. Statické vyvažování Hovoříme o něm, pokud nesouhlasí těžiště kotoučové části o malé tloušťce s osou otáčení. Kotouč a trn se otáčejí tak, až leží těžiště přesně pod osou otáčení -> těleso tak zaujme stabilní rovnovážnou polohu. Nevyváženost se odstraňuje odvrtáním, odsekáním sekáčem nebo odfrézováním materiálu na nevyvážené straně nebo uložením vyvažovacího závaží (protizávaží) na opačné straně Vyvážený kotouč musí zůstat v každé poloze v klidu (indiferentní rovnováha) Vyvažování na pravítkách Součást se upevní na ocelový trn a valí se po vyvažovacích pravítkách OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 8 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Po jejím zastavení se na ní křídou označí nejnižší bod odvalování Odvalování se provádí opakovaně -> Získá se řada značek nejnižších bodů Součást je vyvážena: pokud jsou značky po celém obvodu Jsou-li značky soustředěny pouze v části obvodu, je nutné v místě značek materiál ubrat a na opačné straně přidat, aby při dalším odvalování vznikali značky po celém obvodu Vyvažování na váhách Součást se upevní na prizmatické podložky nebo na trn mezi hroty vyvažovací váhy Váha se ustavuje pomocí posuvných závaží Součást se pootočí vždy o 90 a nejnižší místo se označuje ryskou Množství hmoty, které je nutno v označených místech přidat se určuje podle stupnice váhy Statické vyvažovací metody Za klidu Vyvažování zkusmé na pravítkách Vyvažování pomocným vývažkem /Pomocí jednotkové hmoty (koeficientu vlivu)/ Vyvažování použitím vyvažovacích vah Za rotace Na speciálních vyvažovacích strojích Vyvažování zkusmé na pravítkách Vyvažované těleso položíme na vodorovná, hladká pravítka a na nich těleso odvalujeme. Vyvážené těleso zůstane stát v libovolné poloze. Nevyvážené se ustálí vždy těžší částí dolů. Na těžší straně potom hmotu ubíráme, nebo na protější straně přidáváme tak dlouho, až těleso zůstane stát v libovolné poloze v klidu. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 9 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Vyvažování pomocným vývažkem Vyvažované těleso položíme na vodorovná, hladká pravítka a na nich těleso odvalujeme. Vyvážené těleso zůstane stát v libovolné poloze. Nevyvážené se ustálí vždy těžší částí dolů. Potom do bodu A, který je na obvodu pod úhlem 90 stupňů, umístníme vývažek o hmotnosti m1. Těleso ihned zaujme novou rovnovážnou polohu. Vyvažování použitím vyvažovacích vah Součást se upevní na prizmatické podložky nebo na trn mezi hroty vyvažovací váhy. Váha se ustavuje pomocí posuvných závaží. Součást se pootočí vždy o 90 stupňů a nejnižší místo součásti se označí ryskou. Množství hmoty, které je nutno v označených místech přidat, se určuje podle stupnice váhy. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 10 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Vyvažování na vyvažovacích strojích Součást se ukládá do pružně upnutého rámu, jenž se rozkmitá. Zjišťují se místa a velikost kmitů. Měřicí přístroje určují nevyváženost součásti v číselných hodnotách. 1.2 Momentová nevyváženost Dvě nevyváženosti (zde znázorněné jako šipky) mohou mít sice stejnou velikost, avšak jejich poloha je přesně o 180 proti sobě pootočena. Toto rozdělení nevyváženosti se již nemůže zjistit prostým odvalením rotoru, protože rotor nezaujme za klidu žádnou jednoznačnou polohu. Otáčející se rotor provádí klátivý pohyb kolem osy (kolmo k ose rotace), neboť obě nevyváženosti vytvářejí moment. Následně je tento druh nevyváženosti označován jako momentová nevyváženost. Pro vyrovnání momentové nevyváženosti je potřebný opačný moment, tedy dvě stejně velké korekční nevyváženosti, které jsou ve vyvažovacích rovinách pootočeny vzájemně o 180. Momentové nevyváženosti se musejí především zohlednit u OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 11 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
dlouhých válcovitých rotorů. Pro vyvážení jsou proto obzvláště vhodné horizontální vyvažovací stroje. 1.3 Dynamická nevyváženost Reálný rotor nemá pouze jednotlivou nevyváženost, ale teoreticky nekonečný počet nahodile působících nevyvážeností podél osy rotace. Tyto se mohou nahradit dvěma výslednými nevyváženostmi (zde znázorněny jako šipky) ve dvou libovolných rovinách, které obecně mají rozdílnou velikost a úhlovou polohu. Protože tento druh nevyváženosti se dá kompletně zjistit pouze za rotace, mluví se o dynamické nevyváženosti. Tato nevyváženost se dá rozdělit na statickou a momentovou nevyváženost, přičemž jeden nebo druhý podíl může převažovat.pro úplné odstranění dynamické nevyváženosti je zapotřebí dvou vyvažovacích rovin. Dynamická nevyváženost se prakticky vyskytuje u všech rotorů. Pro vyvážení se proto používají jak horizontální, tak i vertikální vyvažovací stroje. Se stavbou moderních rychloběžných strojů stoupají i nároky na jejich klidný chod, a tím i vyvážení jednotlivých rotačních součástí a nástrojů. Zde je statické vyvažování nedostačující. Proto bylo vynalezeno mnoho vyvažovacích metod, aby vyvážení bylo co nejpřesnější a ekonomické. Dynamické účinky nevyvážených hmot jsou vyvolány jejich odstředivými silami, které jsou úměrné součinu jejich hmotnosti a vzdálenosti od osy rotace. Nejčastěji se používá dynamické vyvažování, které se provádí na vyvažovacích strojích horizontálních nebo vertikálních. Tyto stroje mají speciální zařízení na zjišťování rotačních nevyvážeností. Čistá dynamická nevyváženost Dynamická nevyváženost ovlivňuje přilnavost kola v menší míře než statická nevyváženost, způsobuje však kmitání kola. Nebezpečné je zejména horizontální kmitání řízených kol. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 12 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Vyvažovací stroje se dělí do tří základních tříd: rezonanční nebo doběhové kompenzační s přímou indikací měřených veličin Základním zařízením těchto strojů jsou pružné ložiskové stojany, nebo pružně uložené rámy. Vyvažování se provádí ve dvou rovinách. Kompenzační vyvažovací stroje jsou modernější. Velikost i poloha vývažků v obou rovinách se určuje při jednom rozběhu stroje. Vyvažovací stroje s přímou indikací měřených veličin jsou moderní stroje, u nichž pro měření amplitudy a fází kmitu je použito nejnovější techniky. Indikace je elektrická, optická nebo digitální. Dynamické vyvažování Dynamická nevyváženost nastává tehdy, když válcovité části stroje (větší délka než průměr) vyvolávají při vyšších otáčkách odstředivé síly, které se snaží natáčet kroutícím momentem těleso z jeho osové polohy Dynamicky nevyvážená součást může být i součást, která je staticky vyvážená Kroutící moment působí teprve při zvyšujících se otáčkách (větší odstředivá síla) Dynamická nevyváženost se zjišťuje na vyvažovacím stroji při provozních otáčkách Vyvažování na vyvažovacích strojích Součást se ukládá do pružně upnutého rámu, jenž se rozkmitá Zjišťují se místa i velkosti kmitů Měřicí přístroje určují nevyváženou součást v číselných hodnotách OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 13 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Složitá zařízení pro vysokootáčkové stroje (turbíny, čerpadla) se vyvažují ve speciálních stanicích, kde jsou k dispozici elektronická měřící zařízení. Vyvažovací stroj s manuálním odvrtáváním Vyvažování hmot vyvažovaných dílců Materiál se odebírá: odvrtáváním velmi rozšířený způsob frézováním broušením pilováním odřezáváním apod. Připevňování přívažků: přivařením lepením přišroubováním připájením přinýtováním apod. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 14 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
2 VYVAŽOVÁNÍ ROTORŮ Vyvažování rotorů turbín a kompresorů (také elektromotorů a obecně rotačních součástí) se provádí za účelem odstranění nerovnováhy rotujících částí způsobující vibrace při chodu strojních zařízení a zbytečnou zátěž ložisek. Samotné vyvažování se potom provádí přidáváním materiálu (závaží ve vyvažovacích rovinách, přivařený materiál apod.), nebo jeho odebíráním (odvrtáváním, broušení apod.). Vyvažovačky se používají s tuhým, nebo měkkým uložením. S tuhým uložením jsou obecně méně přesné, ale levnější a rychlejší k použití. Vyvažovací stroje s měkkým uložením ložisek je obvykle třeba nastavit pro každý rotor zvlášť pomocí zkušebních závaží ve vyvažovacích rovinách, aby se zjistil jejich vliv na (ne)vyváženost rotoru. Odpadá nutnost předem zadávat rozměry rotoru a jeho rovin. Vibrace stojanu měří indukční snímač, který u vyvažovaček s tuhým stojanem je vybaven mechanickým zesilovačem. Poloha rotoru je snímána buď přímo podle motoru, nebo optickým čidlem na vyvažovaném stojanu. Rotory lopatkových strojů se často zkoušejí ve vakuu pro snížení odporu vzduchu. Pohon měřené součásti je realizován kloubovým hřídelem, nebo přetaženým plochým řemenem (nutnost odečítat polohu přímo na součásti prokluz řemenu). Vyvažování probíhá zprvu při nižších otáčkách podle citlivosti stroje, potom se zkouší při provozních. Vyvažovačka OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 15 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Zobrazení nevyváženosti Měkký stojan Dělení Vyváženost se často rozděluje na statickou a dynamickou. Statická nevyváženost působí v obou tolerančních rovinách stejně, lze ji vyvážit v případné třetí prostřední vyvažovací rovině. Dynamická nevyváženost naproti tomu působí v obou tolerančních rovinách různými směry. Tyto nevývažky je třeba řešit v každé vyvažovací rovině zvlášť. Ukázka nevyváženosti hřídele OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 16 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Jednotkami neváženosti jsou gram milimetry (hmota * vzdálenost) - hmotnostní moment. Tím se určuje odstředivá síla působící proti podporám (ložiskům) při roztočení součásti. Rotory většinou obsahují toleranční a korekční roviny (toleranční ve středu umístění ložisek, korekční v místech uložení závaží/odebírání materiálu). OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 17 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
3 VYVAŽOVÁNÍ NÁSTROJŮ Vysoké otáčky vřetena moderních frézovacích a vrtacích strojů vyžadují vyvážené nástroje a držáky. V opačném případě se snižuje dosahovaná přesnost obrábění, nástroje dosahují menších životností a ložiska drahých vřeten se díky vibracím z nevyvážení více opotřebovávají a v krátkém čase se stávají nepoužitelnými. Investice do kvalitních a vyvážených nástrojů se tak pomalu stává nezbytností, zvláště tam, kde je nutné zajistit co nejvyšší procesní spolehlivost a co nejméně časových prostojů. Firma Haimer GmbH, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik, se kromě výroby nástrojových držáků a přístrojů pro tepelné upínání specializuje také na modulární vyvažovací systémy. Tyto přístroje si nyní mohou zájemci nechat předvést v nově zřízeném kompetenčním centru firmy SK Technik v Brně. Vyvažovací přístroj Tool Dynamic Comfort Plus TD 1002 Výrobní řada těchto vyvažovacích systémů začíná u stolní varianty přístroje TD 1002. Jedná se o ideální řešení určené zejména pro malé série a individuální použití, například při vyvažování nástrojů pro výrobu forem nebo vyvažování brusných OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 18 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
kotoučů. Maximální hmotnost vyvažovaného nástroje je 15 kg, přesnost měření pod 1 gmm. Economic Pro běžné používání jsou určeny přístroje řady TD 2009 ve variantách Economic a Comfort. Varianta Economic nabízí standardně vyvažování v jedné rovině (staticky), vhodné zejména pro vyvažování krátkých nástrojů, u nichž je většinou momentová nevývaha malá. Přístroj se ovládá prostřednictvím integrovaného ovládacího panelu a displeje. Maximální hmotnost vyvažovaného nástroje je 30 kg, přesnost měření pod 0,5 gmm. Vyvažování brusných kotoučů axiálním vrtáním Comfort Varianta Comfort je navíc vybavena počítačem, klávesnicí a obrazovkou. Velký přehledný displej umožňuje rychlé vkládání dat a komfortní optické zobrazování nevývahy. Standardem je vyvažování v jedné i ve dvou rovinách (dynamicky), vhodné zejména pro dlouhé nástroje a pro odstranění momentové nevývahy. Laserové značení, optické polohování a automatická indexace vřetena navíc snižují čas potřebný pro samotné vyvažování. Comfort Plus Maximum pohodlí pro uživatele nabízí provedení Comfort Plus. Obsluha probíhá prostřednictvím řídicího panelu s dotykovou obrazovkou, klávesnicí, myší a počítačem integrovaným včetně dalšího příslušenství do samostatného terminálu. [multimedia 10871 Postup vyvažování Samotný postup vyvažování je shodný pro všechny typy přístrojů. Nejprve se zvolí požadovaná přesnost vyvážení, popř. požadované otáčky nástroje a definuje se způsob odstranění nevývahy. Zde má uživatel na výběr ze čtyř možnosti: odebráním OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 19 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
materiálu frézováním nebo vrtáním (radiálně i axiálně) nebo přidáním materiálu pomocí vyvažovacích kroužků či šroubků. Nástroj se upne do adaptéru, roztočí na 300 až 1 100 otáček za minutu a po změření nevyváženosti program spočítá, ve kterém místě je nutné přidat nebo odebrat materiál. Vřeteno přístroje se automaticky natočí do této polohy a zajistí proti otočení. Laserový ukazatel pak označí dané místo. Pro vyvažování upínačů s vnějším válcovým průměrem se používají vyvažovací kroužky s přesně definovanou nevývahou. Jejich vzájemným natočením se eliminuje nevyvážení nástroje. Vyvažování pomocí šroubků je častým způsobem vyvažování tepelných upínačů, kde jsou závity pro šroubky již předem připraveny. Způsob vyvažování odebráním materiálu (frézováním nebo odvrtáním) používají zejména výrobci nástrojových držáků. Tento proces vyvažování je možné plně automatizovat pomocí přístroje TD 2010 Automatic, který je kombinací vyvažovacího přístroje a jednoduchého stroje pro vrtání či frézování. Odstranění nevývahy pak probíhá zcela automaticky bez vlivu obsluhy. Výhodou je také možnost integrace do automatické výrobní linky. Automatické odstranění nevývahy vrtáním u přístroje TD 2010 Automatic Software pro vyvažování Nový program TD 4.0 disponuje asistenčními funkcemi, které vedou uživatele kompletním menu, takže je takřka vyloučena chyba způsobená špatnou obsluhou. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 20 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Uživatelské rozhraní je vytvořeno v kompletním grafickém provedení. Vstupní pole se symboly nahrazují na mnoha místech textový popis. Výběr může probíhat pomocí funkčních kláves, myši nebo dotykové obrazovky. Hlavní přednosti softwaru: definování zakázaných oblastí, vnichž nelze vyrovnat nevývahu, například kvůli tvaru držáku; výpočet alternativních vyvažovacích pozic; uživatelsky příjemná obsluha; nový design, přehlednější pro uživatele; ovládání pomocí dotykového displeje; správa uživatelů s přístupovým oprávněním; funkce nápovědy; asistenční funkce pro důležité pracovní procesy; zadání tolerance vyvažování dle typu stroje; databáze nástrojů s možností správy; data nástrojů tříděná do skupin; provoz bez externího PC. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 21 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
OTÁZKY Proč jsou některé stroje hlučnější než ostatní? Jak se projeví nevyvážení rotačních součástí? Proč se pootočí kolo bicyklu vždy ventilkem dolů, i když se nechá volně otáčet? Proč kmitá volant osobního automobilu při určitých rychlostech? Jaké znáš způsoby statického vyvažování rotačních součástí? Jak se připevňují přívažky a odebírá materiál při vyvažování? Jak se projeví vyvážení rotačních součástí? SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ KUNC, A. A KOLEKTIV: Mechanika IIi - dynamika. Praha, SNTL, 1957, 152 s. JULINA, M. A KOLEKTIV: Mechanika III - dynamika. 2. vyd., Praha, NTL, 1980, 100s. FRYML, B.- BORŮVKA, V.: Vyvažování rotačních strojů v technické praxi. Praha, SNTL, 1962. NĚMEC, K.: Montážní práce ve strojírenství. 2. vyd, Praha, SNTL, 1964, 96 s. http://www.ferdus.cz OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 22 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
PRACOVNÍ SEŠIT Návody do praktických cvičení obsahují základní úlohy v rámci studia různých předmětů (Strojírenská metrologie, Metrologie, Jakost a metrologie aj.). Úlohy jsou převážně z oblasti měření geometrických veličin, měření parametrů struktury povrchu, měření závitů, ozubených kol, kalibrace měřidel atd. Studenti zpracovávají výsledky měření v souladu s ČSN EN ISO/ IEC 17 025 Všeobecné požadavky na způsobilost zkušebních a kalibračních laboratoří. Protokol o měření, případně Kalibrační protokol má číslo, které identifikuje pořadové číslo protokolu, předmět, jméno studenta, den měření. Jednotlivé úlohy jsou zpracovány tak, že si studenti mohou připravit protokol včetně tabulek a grafů dopředu. Po formální stránce může být zpracován celý ručně, nebo kombinací ručního a počítačového zpracování. Zadání a základní údaje bude mít student do každého praktického cvičení připraveno předem, výsledky měření a další části protokolu doplní během cvičení. Předpokládá se, že každý protokol bude odevzdán vždy na konci daného cvičení popř. dle pokynů vyučujícího. Pokud bude mít protokol více listů, bude každý list označen pořadovým číslem a všechny listy budou pevně spolu spojeny. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 23 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Protokol o měření č. 1 Vyvážení brusného kotouče na stojanu pomocí posuvných tělísek Třída: Jméno a příjmení: Datum: 1. ZADÁNÍ Změř, zda je brusný kotouč staticky vyvážen. Pokud není, pomocí posuvných tělísek ho vyvaž. Při práci dodržuj návod na obsluhu zařízení a předpisy BOZP. 2. POMŮCKY A MĚŘIDLA Vyvažovací stojan, brusný kotouč s trnem, šroubovák, inbus klíč č. 5, hodinky, vodováha 3. SCHEMA MĚŘENÍ OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 24 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
4. POSTUP MĚŘENÍ 1. Ustav vyvažovací stojan pomocí vodováhy příčně a podélně do nulových poloh. 2. Polož brusný kotouč s měřícím trnem na stojánek a jemně s ním zatoč. 3. Až se kotouč zastaví, označ křídou nejtěžší úsek. /dole/ 4. Posunuj vyvažovacími tělísky na boku kotouče směrem do nejlehčího místa kotouče. 6. Seřizuj a kontroluj tak dlouho, až se kotouč zastaví 3x po sobě v libovolné poloze. 5. HODNOTY O kolik stupňů byla posunuta tělíska směrem do + - od nuly? 1 2 3 4 Dosažený čas : min. 6. ZÁVĚR OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 25 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Protokol o měření č. 2 Vyvážení kotouče ubíráním materiálu na dvou pravítkách Třída: Jméno a příjmení: Datum: 1. ZADÁNÍ Změř, zda je kotouč staticky vyvážen. Pokud není, pomocí ubírání závaží ho vyvaž. Při práci dodržuj návod na obsluhu zařízení a předpisy BOZP. 2. POMŮCKY A MĚŘIDLA Příměrná deska, vyvažovací pravítka, ocelový kotouč s trnem, šroubovák, vodováha, laboratorní váha, oboustranná lepicí páska, hodinky, 3. SCHEMA MĚŘENÍ 4. POSTUP MĚŘENÍ OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 26 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
1. Ustav příměrnou desku pomocí vodováhy příčně a podélně do nulových poloh. 2. Polož ocelový kotouč s měřícím trnem na vyvažovací pravítka a jemně s ním zatoč. 3. Až se ocelový kotouč zastaví, označ křídou nejtěžší úsek. /dole/ 4. Demontuj vyvažovací tělíska na boku ocelového kotouče. 6. Seřizuj a kontroluj tak dlouho, až se kotouč zastaví 3x po sobě v libovolné poloze. 5. HODNOTY Napiš čísla demontovaných tělísek a celkovou váhu tělísek. Tělíska č. Celková váha tělísek g Dosažený čas :. min. 6. ZÁVĚR OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 27 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Protokol o měření č. 3 Vyvážení kotouče přidáváním vývažků - na dvou pravítkách Třída: Jméno a příjmení: Datum: 1. ZADÁNÍ Změř, zda je ocelový kotouč staticky vyvážen. Pokud není, pomocí přidávání závaží ho vyvaž. Polep obvod kotouče oboustrannou lepicí páskou. Při práci dodržuj návod na obsluhu zařízení a předpisy BOZP. 2. POMŮCKY A MĚŘIDLA Příměrná deska, vyvažovací pravítka, ocelový kotouč s trnem, šroubovák, vodováha, vyvažovací tělíska, lepicí oboustranná lepicí páska, laboratorní váha, hodinky, 3. SCHEMA MĚŘENÍ 4. POSTUP MĚŘENÍ 1. Ustav příměrnou desku pomocí vodováhy příčně a podélně do nulových poloh. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 28 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
2. Polož ocelový kotouč s měřícím trnem na vyvažovací pravítka a jemně s ním zatoč. 3. Až se ocelový kotouč zastaví, označ křídou nejtěžší úsek. /dole/ 4. Nalepuj vyvažovací tělíska na obvod kotouče na nejlehčím místě ocelového kotouče. 6. Přidávej vyvažovací tělíska a kontroluj tak dlouho, až se kotouč zastaví 3x po sobě v libovolné poloze. 5. HODNOTY Napiš počet a celkovou váhu vyvažovacích tělísek. Počet tělísek. ks Celková váha tělísek g Dosažený čas :. min. 6. ZÁVĚR OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 29 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Protokol o měření č. 4 Vyvážení ráfku jízdního kola - přidáváním vývažků na výplet kola Třída: Jméno a příjmení: Datum: 1. ZADÁNÍ Změř, zda je ráfek jízdního kola staticky vyvážen. Pokud není, pomocí přidávání závaží ho vyvaž. Při práci dodržuj návod na obsluhu zařízení a předpisy BOZP. 2. POMŮCKY A MĚŘIDLA Příměrná deska, vyvažovací stojan, ráfek jízdního kola s osou, kombi kleště, vodováha, vyvažovací tělíska, laboratorní váha, vodováha, hodinky, 3. SCHEMA MĚŘENÍ OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 30 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
4. POSTUP MĚŘENÍ 1. Ustav příměrnou desku pomocí vodováhy příčně a podélně do nulových poloh. 2. Polož vyvažovací stojan na příměrnou desku, upevni do stojanu ráfek jízdního kola a jemně s ním zatoč. 3. Až se ráfek jízdního kola zastaví, označ křídou nejtěžší úsek. /dole/ 4. Upevňuj vyvažovací tělíska na ocelový výplet kola na nejlehčím místě 6. Přidávej vyvažovací tělíska a kontroluj tak dlouho, až se ráfek jízdního kola zastaví 3x po sobě v libovolné poloze. 5. HODNOTY Napiš počet a celkovou váhu vyvažovacích tělísek. Počet tělísek. ks Celková váha tělísek g Dosažený čas :. min. 6. ZÁVĚR OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 31 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Protokol o měření č. 5 Dynamické vyvažování kola osobního automobilu Třída: Jméno a příjmení: Datum: 1. ZADÁNÍ Změř, zda je kolo osobního automobilu dynamicky vyváženo. Pokud není, pomocí návodu a závaží ho vyvaž. Při práci dodržuj návod na obsluhu zařízení a předpisy BOZP. 2. POMŮCKY A MĚŘIDLA Dynamická vyvažovačky na pneumatiky osobních automobilů, přídavné tělíska různé velikosti, montážní nástroj na tělíska, kolo osobního automobilu, hodinky. 3. SCHEMA MĚŘENÍ Dle návodu výrobce k obsluze stroje FC350 Průměr kola: 8" - 26" Šířka kola: 2" - 20" OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 32 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Max. váha kola: 65 kg Přesnost vyvážení: 1 g 4. POSTUP MĚŘENÍ 1. Ustav kolo na hřídel dle návodu výrobce a pokynů UOV. 2. Nastav parametry vyvažovaného kola dle návodu výrobce 3. Zapni stroj dle návodu výrobce a pokynů UOV. 4. Upevni vyvažovací tělíska na ocelový ráfek kola naměřených hodnot. 6. Ověř opětovným spuštěním stroje, že je kolo vyvážené. 5. HODNOTY Napiš počet a celkovou váhu vyvažovacích tělísek. Počet tělísek. ks Celková váha tělísek g Dosažený čas :.. min 6. ZÁVĚR Zápis o školení BOZP a PO OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 33 Název projektu: Sbližování teorie s praxí
Dne 28.2.2011 bylo provedeno školení BOZP a PO při statickém a dynamickém vyvažování rotačních součástí. Studenti byli seznámeni s návodem k obsluze vyvažovacího stroje a riziky při práci. Přezkoušení znalostí provedeno pohovorem. Níže podepsaní studenti vyhovují předpisům BOZP a PO. Datum Jméno a příjmení podpis Školení provedl:.. OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 34 Název projektu: Sbližování teorie s praxí