תיאור קצר של שיטת היישור של מחוון החיוג

1 המשמעות ושיטת המדידה של יישור מכונות סיבוביות

יישור מכונות מסתובב הוא תהליך התאמת המיקום של הצירים הראשיים של שני ציוד או יותר לחיבור כדי להבטיח שהפירים של הציוד נמצאים במצב קואקסיאלי בתנאי פעולה רגילים.

חוסר יישור הוא אחת הבעיות הנפוצות ביותר עם מכונות מסתובבות.

על פי הסטטיסטיקה הרלוונטית בתעשייה, יותר מ-50 אחוז מהנזק לציוד ניתן לייחס לחוסר יישור וחוסר יישור. לא ניתן להתעלם מעלויות ההחלפה הנזכרות לעיל, עלויות אנרגיה נוספות והפסדי הפסקת ייצור של אטמי הציר הראשי, המיסבים, הצימודים והציר הראשי לאחר נזק שנגרם כתוצאה מסטיית מרכוז מופרזת עבור כל יחידה, מפעל, או אפילו סביבה ציבורית.

סטיית המרוכז מחולקת בדרך כלל לסטיית ריכוזיות, סטייה זוויתית וסטייתם המשולבת. על מנת להקל על מדידה הנדסית והתאמת ציוד, סטיית היישור מפורקת לרוב לשני מרכיבים: סטיית ריכוזיות וסטיית זווית בכיוונים אנכיים ואופקיים, כלומר סטיית ריכוזיות אופקית, סטיית ריכוזיות אנכית וסטיית זווית אופקית. סטייה וסטיית זווית אנכית.

שיטת היישור ואיכות היישור קשורות קשר הדוק להתפתחות הטכנולוגית. ישנן שיטות יישור סרגל ישר, שיטות יישור מחוון חוגה ושיטות יישור לייזר. באופן כללי, כל שיטת יישור יכולה להשיג דיוק מספיק, שיכול להגיע ל-{{0}}.001 ~ 0.01 מ"מ, שתלוי בעיקר ברמת הדיוק של המכשיר וברמת המיומנות של אופרטור היישור.

כעת, שיטות היישור הנפוצות הן שיטת יישור מחוון חוגה ושיטת מכשיר יישור לייזר.

מכשיר יישור הלייזר מבוסס לחלוטין על התיאוריה של יישור מחוון חוגה, בשילוב עם טכנולוגיה אופטית ואלקטרוניקה מתקדמת ומדויקת, כדי למזער גורמי שגיאה שונים המועדים להתרחש בשיטת יישור מחוון החיוג, ולבטל מאוד את אחוז השגיאה. נגרם על ידי ציוד המדידה של השיטה הסינית. יחד עם זאת, הוא משלים באופן אוטומטי הרבה עבודת חישוב, מה שהופך את פעולת הריכוז לפשוטה, מהירה ומדויקת. עם זאת, המחיר הגבוה של סוג זה של ציוד וכמה שגיאות מובנות של מכשור אלקטרוני ורכיבי בקרה מגבילים את הקידום שלו במידה מסוימת.

מחוון החוגה נמצא במגע עם משטח המדידה דרך המוט, והתנועה היחסית של המוט מוגברת על ידי גלגל ההילוכים כדי למדוד את שינוי מיקום הרווח הקטן בין שני הצירים, כדי למדוד את מצב המרכז שלו.

ישנן כיום שתי שיטות נפוצות ליישור מחוון חיוג: שיטה צירית רדיאלית ושיטה רדיאלית כפולה.

השיטה הרדיאלית-צירית היא להשתמש במטר אחד כדי למדוד את סטיית הריכוזיות, והשני (כדי למנוע את השפעת תעלת הפיר על הכיוון הזוויתי, שני חלקים מפוזרים לרוב באופן שווה בכיוון הקוטר) מחוון חיוג למדידת הזווית סטיית כיוון. , שהיא השיטה הנפוצה ביותר.

השיטה הרדיאלית הכפולה היא להשתמש בשני מחווני חוגה כדי למדוד את סטיית הריכוזיות בנקודת המדידה של הציר הנגדי, וניתן לחשב את הריכוזיות והסטיה הזוויתית של מערכת הציר באמצעות שתי קבוצות הנתונים.

בין אם זו השיטה הרדיאלית-צירית או השיטה הכפולה-רדיאלית ושיטות יישור האבולוציה שלהן, כגון השיטה הכפולה-רדיאלית והשיטה הכפולה-צירית של הצימוד הארוך, העקרונות הגיאומטריים שלהן זהים, ותוצאות המדידה צריכות גם להיות בדיוק אותו הדבר. יש להם יתרונות וחסרונות משלהם ביישומים מעשיים, וניתן להשיג תוצאות מדידה טובות על ידי בחירתן בהתאם למצב בפועל.

2 גורמי השגיאה העיקריים של שיטת יישור מד החיוג ושיטות הבקרה שלהם

מחוון החוגה ממלא תפקיד חשוב בפעולת הריכוז של מכונות מסתובבות, אך ישנם גורמי שגיאה רבים שיש לנתח ולשלוט בהם.

גורמי שגיאה נפוצים ופתרונות כוללים את 10 ההיבטים הבאים:

(1) הגדרה לא נכונה של נקודת המדידה הראשונית של מחוון החוגה ובחירה לא נכונה של הטווח

הגדרה לא נכונה של נקודת המדידה הראשונית של מחט מחוון החיוג ובחירה לא נכונה של הטווח עלולים לגרום לבדיקה להיתלות באוויר או להיתקע במהלך תהליך הסיבוב, כלומר, נקודות המתות העליונות והתחתונות של המכה מופיעות על מחוון חיוג, וכתוצאה מכך תוצאות מדידה לא אמיתיות ולא מדויקות.

הפתרון הספציפי הוא לבחור מחוון חוגה עם טווח גדול יותר ככל האפשר (במיוחד ביישור הראשוני), בדרך כלל לבחור טווח של 3 עד 10 מ"מ, ולהגדיר את נקודת המדידה הראשונית (0 נקודה) קרוב לאמצע הטווח.

לקיחת מדידות מרובות דורשת חזרה כללית של הנתונים, ובחירה במערך הנתונים היציב ביותר.

קיים גם כלל חשוב לשיפוט תקפות נתוני המדידה בעת קריאה במחוון החוגה. כלומר, סכום הנתונים בכיוון האנכי (0 מעלות ו-180 מעלות) שווה לסכום הנתונים בכיוון האופקי (90 מעלות ו-270 מעלות).

בבנייה בפועל, אם ההבדל בין השניים גדול מ-0.02 מ"מ, ניתן לשפוט שמסגרת שולחן המדידה אינה קבועה היטב או סיבות אחרות שיש לנתח להלן, וניתן לנקוט באמצעים לביטולה. .

כלל תוקף נתונים זה חל על קביעת נכונות הקריאות של ריכוזיות וסטיית זווית.

(2) מחוון חיוג תקוע או מושפע משדה מגנטי חזק

מחוגי חיוג, הידבקות של הגבעול והשפעת שדות מגנטיים חזקים יגרמו לקריאות לא מדויקות. שגיאות כאלה נמנעות בעיקר על ידי כיול ובדיקת גמישות ידיו של מחוון החוגה באופן קבוע והרחקתן משדות מגנטיים חזקים. חוקי תוקף הנתונים חלים על בדיקת שגיאות מסוג זה.

(3) שגיאות רישום נתונים וסמלים

עקב זווית ראייה אנושית, יכולת שיפוט שונה או קריאה שגויה, ערך הקריאה עשוי לסטות מהערך המוצג בפועל, מה שיגרום באופן טבעי לסטייה.

מכיוון שהסטייה שמאלה וימינה של מצביע החיוג במהלך תהליך המדידה מייצגת את כיווני התנועה החיוביים והשליליים של גזע השעון, הסטייה שמאלה מציינת שגזע השעון הוא תזוזה חיובית, ולהיפך, היא מייצגת תזוזה שלילית, לכן יש לבחון את האחוז בזהירות וברציפות במהלך כל תהליך המדידה. מצביע הטבלה מסובב והנתונים הגולמיים נקראים כראוי. ברגע שהכיוון נשפט בצורה שגויה, לערך ההתאמה שלאחר מכן תהיה סטייה גדולה, ולא ניתן להשלים את היישור.

בנוסף לשיטת הקריאה הנכונה הנ"ל, ניתן להשתמש בחוק תוקף הנתונים הנ"ל גם כדי לשפוט האם קיימת טעות בסמל הקלטה. בהנחה שהערכים התיאורטיים הנמדדים ב-0 מעלות, 90 מעלות, 18{{10}} מעלות ו-270 מעלות עם מחוון חיוג הם 0, 17, 22 ו-5, בעוד שהנתונים המוקלטים בפועל הם 0, 11, 22 ו-5, בהתאמה, ניתן למצוא ש-11 פלוס 5=16≠0 ועוד 22, ניתן לשפוט שיש קריאה שגיאה, (קרא 17 כ-11); ונניח ש-5 ב-270 מעלות נקרא -5, ואז 17 פלוס (-5)≠0 פלוס 22 (הביטוי הנכון צריך להיות 17 פלוס 5=0 פלוס 22) ניתן לקבוע זאת שהנתונים שגויים והם נתונים לא חוקיים. באמצעות ניתוח, ניתן לקבוע שהמקרה הראשון לעיל עשוי להיות שגיאת ההקלטה של ​​הקריאה, ולאחר מכן ה-? היא טעות בפסק דין השלט. אם הוא לא יימצא בזמן ובדיוק, זה יוביל לטעות בחישוב של סכום ההתאמה וההתאמה החוזרת אינה קיימת.

במידה והנתונים נקבעים בצורה שגויה, הנתונים המתואמים שיתקבלו בחישוב או בשרטוט יהיו גם הם רחוקים מהתוצאה הצפויה ולא ניתן ליישר אותם בצורה נכונה. מצד שני, זה מראה את נחיצות שיקול התוקף של נתוני האמצע.

(4) יציאה רדיאלית של מיסבים ומרווח מיסבים מופרז

שגיאה זו מראה בנתוני המדידה שהיא אינה תואמת את עקרון תקפות הנתונים ואינה ניתנת לביטול על ידי שיפור מבנה מסגרת השעון. מנקודת המבט של ביטול השפעתם על מדידת היישור, ניתן לבטל את ההשפעה תחילה על ידי מדידת יציאת המיסבים או על ידי דחיפת הציר הראשי לאותו כיוון בכל נקודת מדידה, מה שהופך אותו קרוב למושב המיסב.

(5) מדידת אי-סדירות או אקסצנטריות של פני השטח

שגיאה זו גם תגרום לקריאות לא להתאים לעקרון שיקול התוקף של הנתונים. שיטת הביטול הרגילה היא להבטיח ששני הצירים מסתובבים באופן סינכרוני ושהמיקומים של נקודות המדידה קבועים בעצם, כדי לבטל את השפעתם על נתוני היישור. בבנייה הנדסית, טעות זו הוכרה ומוערכת במלואה. עם זאת, יש לציין שלא ניתן לגלגל ציוד מיוחד במהלך ההתקנה או במהלך השבתת הציוד והתחזוקה. יש להתייחס למצב זה אחרת. יש למדוד את השפעת אי-סדירות או אקסצנטריות פני השטח על הערך הנמדד, ולנקוט בשיטות מתאימות לתיקון או לביטולו. .

(6) תעלת פיר

סחיפה של פיר היא לעתים קרובות מייצר צרות במדידת יישור, היא תשפיע ברצינות על מדידת הנתונים של סטיית זווית של פיר. לעתים קרובות ננקטת גישת עקיפה כדי למנוע הטיה. בין שתי שיטות יישור מחווני החוגה הנפוצות, השיטה הרדיאלית-צירית משתמשת בשני מחווני חוגה המותקנים סימטרית למדידת סטיית הזווית, מה שיכול לקזז את השפעת תעלת הציר; השיטה הרדיאלית הכפולה משמשת למניעת תעלות פיר. השפעות. אז זו הסיבה העיקרית לכך שהשיטה הרדיאלית הכפולה היא בדרך כלל מדויקת יותר מאשר השיטה הצירית הרדיאלית.

(7) זווית הסיבוב של מערכת הפיר אינה מדויקת במהלך היישור

תיאורטית, ניתן לחשב את סטיית היישור של הפיר על ידי מדידה בכל 3 זוויות, אך על מנת לפשט את החישוב, בתהליך מדידת היישור בפועל, נדרשות בדרך כלל 4 נקודות מדידה מפוזרות באופן שווה על הציר הראשי או הרכזת. הקריאות נמדדות ב-4 מיקומים של 0 מעלות, 90 מעלות, 180 מעלות ו-360 מעלות, אך לעתים קרובות לא ניתן למקם אותן במדויק ב-4 הזוויות הללו, ונקודת המדידה עשויה לסטות מהמיקום התיאורטי. אם הוא סוטה מ-5 מעלות ל-10 מעלות, האחוז המתקבל השגיאה היחסית של קריאת מונה יכולה להגיע ל-10% עד 15%.

השיטות העיקריות למנוע את הסטייה של קריאת המדידה הנגרמת בגלל זווית הסיבוב הלא אחידה הן: שימוש במפלס כדי למדוד ב-4 נקודות מדידה מפוזרות באופן שווה, או למדוד ולסמן מראש, ולנסות להאט את תהליך הסיבוב כדי להבטיח זה יכול להפסיק במדויק בכל פעם. מיקום רצוי.

ניתן לשפוט את הסטיות בשבעת המקרים לעיל לפי כלל תקפות הנתונים.

(8) מוט מחוון החוגה אינו מאונך למשטח הנמדד

בשל מגבלת מבנה מסגרת השעון וקוגניציה של המפעיל, בתהליך המדידה בפועל, עקב מבנה מסגרת השעון, מוט השעון והמשטח הנמדד עשויים להופיע לרוב כתופעה שאינה ניצב. אם הנטייה של מוט השעון היא בטווח של 15 מעלות, שגיאת הקריאה היא בדרך כלל בטווח של 5 אחוזים, שניתן להתעלם ממנה. כאשר הנטייה היא 15 מעלות עד 30 מעלות, תהיה שגיאה של 5 אחוז עד 15 אחוז, שתשפיע באופן רציני על דיוק המדידה.

מוט המדידה אינו מאונך למשטח המיועד למדידה, וכתוצאה מכך הקריאות גדולות מהערך בפועל. בבנייה בפועל, בעיה נפוצה מאוד שמוט המדידה אינו מאונך למשטח המיועד למדידה.

(9) סטיית סטיה של מסגרת השולחן

בגלל המבנה התלוי של מחוון החוגה על מסגרת השולחן הסינית-צרפתית, מסגרת השולחן התומכת במחוון החוגה ובמוט ההארכה שלו וכוח המשיכה של מחוון החוגה גורמים לעיוות אלסטי של מסגרת השולחן, שתתכופף כלפי מטה, כלומר נקרא סטיית מסגרת שולחן. בדרך כלל, במהלך מדידת מרוכז של מכונה מסתובבת אופקית, במהלך סיבוב שלדת השעון, מאחר שכיוון ההזזה של מוט השעון משתנה עם כיוון הסיבוב, הוא אינו תואם לחלוטין את כיוון הכבידה. השפעת הסטייה במיקומים שונים על קריאת מחוון החיוג משתנה, כך שבעיבוד הנתונים שלאחר מכן, אם היא לא תבוטל, היא תשפיע ברצינות על דיוק הערך הנמדד. יחסית לסובלנות היישור של מכונות מסתובבות, לפעמים הסטייה תהיה פי כמה עד פי עשרה מסבולת היישור בפועל.

לכן, בתהליך השימוש במחוון החוגה למרוכז, יש לשים לב להתקנת מסגרת חיווי החוגה ומוט ההארכה לצמצום או אפילו ביטול השפעת הסטייה של מסגרת המחוון. מכיוון שמחוון החוגה קבוע עם סטיה הן בכיוון האופקי והן בכיוון האנכי, לתוצאות יש השפעה על מדידות הריכוזיות והסטיית הזווית הרגילה.

לפי מצב פרמטר זהה או דומה במכשיר הנבדק, התקן וקבע את מסגרת השעון על צינור עגול אופקי (מוט עגול) בעל קשיחות מספקת ומיקום הקיבוע של מסגרת השעון ונקודת המדידה צריך להיות חלק כמו אפשרי. מוט) בתור מדד המדרל, הפרמטרים העיקריים (l ו-a והגודל, האיכות וכו' של מחוון החוגה) צריכים להיות זהים לחלוטין, וצריכים להיות קבועים היטב או להבטיח את אותה אטימות. הסטייה הרדיאלית נמדדת על ידי מגע מחוג השעון עם המשטח הטבעתי של הצינור העגול בכיוון הרדיאלי, והסטייה הצירית נמדדת על ידי מגע עם מחוג השעון עם החזית הקצה המסודרת במיוחד של הצינור העגול הניצב לציר. של הצינור העגול בכיוון הצירי. הגדר את מחוון החיוג לאפס במעלה 0 העליונה, ואז סובב באיטיות את כל המכשיר 180 מעלות למטה, וקרא את קריאת מחוון החיוג. חצי מהערך הזה הוא הסטייה האנכית של מסגרת השעון.

בפעולה בפועל, אם לא מתחשבים בשגיאה זו, הסטייה בין הנתונים הנמדדים לערך האמיתי היא גדולה מאוד, וגם כמות ההתאמה של השקע בכיוון האנכי שנקבע על ידי נתונים אלה חסרת תועלת, ותהיה רחוקה מ הערך האמיתי. מכיוון שהסטייה של הריכוזיות היא בדרך כלל בין 0.10 ל-1.00 מ"מ, במיוחד בשלב היישור העדין, שגיאה זו תתפוס את הטווח העיקרי של מחוון החוגה, מה שעלול להוביל למדידה נסיעות יתר.

מאידך, ניתן לנקוט באמצעים הבאים על מנת להקטין את הערך המספרי של טעות הסטייה של הדוכן: לקצר ככל האפשר את המרחק מהנקודה הקבועה לנקודת המדידה, ובכך לקצר את תוחלת הדוכן; לייעל את בחירת גודל החתך והחומר הנכון של המעמד כדי לשפר את ההתנגדות יכולת כיפוף; נסה להשתמש במחוון חיוג קטן; לתקן את מעמד השעון בצורה נכונה ויציבה.

(10) שגיאה תיאורטית של שיטת מדידת מחוון חיוג

מכיוון ששיטת מדידת מחוון החיוג משתמשת בדרך כלל בנוסחה בנספח 15 של התקן הלאומי GB50231-1998 לחישוב הסטייה בפועל, ניתן לדעת מניתוח שהנוסחה מבוססת על קירוב סטיית הזווית והקונצנטרית סטייה שהן קטנות ומתקיימות לבד. עם זאת, בפועל הנדסי, במיוחד ביישור הראשוני, הסטייה עשויה להיות גדולה יחסית, ולרוב היא קיימת בצורה של סטייה מקיפה, ויש סטייה זוויתית וסטייה קונצנטרית בו זמנית. קיומה של סטיית דרגות ישפיע על מדידת סטיית הריכוזיות בדרגות שונות. כאשר בוחנים את ההשפעה של תואר זוויתי על הריכוזיות, מחוון החוגה למדידת סטיית המרכז מסובך מאוד. ישנם מאמרים קשורים רבים המתארים את הניתוח התיאורטי של ריכוז בפירוט. בדרך כלל, צריך לפחות 4-5 רק פרמטר אחד יכול להיות מבוטא במדויק, והוא כולל את הפתרון של המשוואה הטרנסנדנטלית, שקשה לטפל בה בתהליך המדידה בפועל. בהנדסה בפועל, אי אפשר למדוד ולעבד פרמטרים לא ידועים רבים בשיטת יישור מחוון החיוג. גם אם יש מיקרו-מעבד מתקדם במכשיר יישור הלייזר, האלגוריתם בפועל הוא לרוב יישור פשוט. אלגוריתמים מבוססים תיאורטית.

הפתרון הכולל לטיפול זה הוא כפול.

(1) בשלב היישור הראשוני, כלומר, כאשר סטיית הזווית וסטיית הריכוזיות גדולה יחסית (לדוגמה, סטיית הזווית היא בין 1/100 ל-1/1000, וסטיית הריכוזיות היא בין 0.2 ל-2 מ"מ), לפי הפשט שיטת המדידה וערך ההתאמה המתאים והערך בפועל של הערך התיאורטי חריגים, ושיעור הסטייה עשוי להיות גדול יחסית, אך מגמת השינוי של השגיאה מתכנסת, ש כלומר, ככל שמספר ההתאמות יגדל, השגיאה תגדל יותר ויותר. כאשר סטיית הזווית קרובה ל-1/1000, ניתן להתעלם בעצם מהשפעת הסטייה הזוויתית על מדידת הריכוזיות ולהגיע לדיוק גבוה. בדרך כלל, ניתן להשיג מצב מדויק יותר באמצעות 2 עד 4 התאמות. לכן, בבנייה בפועל, אל תצפו להיות מסוגלים למדוד במדויק ולהתאים במקום בבת אחת.

(2) מכיוון שהכיוון הזוויתי משפיע ישירות על דיוק מדידת הקונצנטריות, מומלץ להתאים תחילה את הכיוון הזוויתי ולאחר מכן להתאים את הריכוזיות.

3. את סטיית הסטייה של מסגרת השולחן עצמה לא ניתן לבטל לחלוטין על ידי שיטת מדידת מחוון החוגה, אך ניתן להפחית אותה על ידי הגדלת הקשיחות של מסגרת השולחן לעיל, וניתן בעצם לבטל את השפעת הסטייה על נתוני מדידת המרוכז בשיטות כגון חישוב או מדידה בפועל.

למרות שהדיוק של מחוון החוגה הוא {{0}}.01 מ"מ, שגיאת המדידה הרגילה עשויה להיות בין 0.1 ל-1.0 מ"מ, אשר הוא פי 5 עד 10 מהסובלנות לריכוזיות של 0.02 עד 0.10 מ"מ. תוצאות המדידה בפועל יחרגו משמעותית מהערך האמיתי, ויהיו סטיות עצומות. על פי תוצאות הסקר של ארגון טכני של מכונות מסתובבות בינלאומיות, שיעור יישור הציר שעומד בפועל בדרישות הסובלנות שלו הוא פחות מ-7 אחוזים, וזה מספיק כדי להראות את החשיבות של יישור ציר נכון.