GÉP 2018-1: OKTATÁSI CÉLÚ GÉPÉSZETI ESZKÖZ FEJLESZTÉSE

ENTWICKLUNG EINES MASCHINENDIAGNOSTIK-LEHRMITTELS

Eric Rahne, okl. villamosmérnök, igazságügyi szakértő (PIM Kft.)

ÖSSZEFOGLALÁS A rezgésdiagnosztika sikeres alkalmazásához alapos szaktudás kell. A hatékony oktatáshoz hordozható, a gépészeti hibák minden típusának bemutatásra alkalmas VibDemo nevű próba­padot fejlesztett a PIM Kft. már 1999 és 2004 között. Ma már világszerte közel 70 eladással büszkélkedő és CE-minősítéssel is rendelkező sikertermék. A VibDemo fejlesztési lépésein és nehézségein túl magát a terméket és annak továbbfejlesztési lehetőségeit is bemutatjuk. INHALT Die erfolgreiche Anwendung der Schwingungs­diagnostik erfordert gründliche Fachkenntnisse. Die PIM GmbH hat zwischen 1999 und 2004 einen VibDemo-Prüfstand entwickelt, der alle mechanischen Fehlerarten demonstrieren kann. Mit weltweit fast 70 verkauften Einheiten und CE-Zertifizierung ist dieser ein Erfolgsprodukt. Neben den Phasen und Schwierigkeiten der Entwicklung von VibDemo stellen wir das Produkt und sein Entwicklungspotential vor. 1. ELŐZMÉNY A rezgésdiagnosztika sikeres alkalmazásához nemcsak megfelelő műszerek és szoftverek kellenek, hanem alapos szaktudás is. Ez első­sorban a spektrumelemzésen alapuló gépálla­pot-felmérő eszközök esetében elengedhetetlen. Természetesen nem szervezhető meg, hogy minden szakmai kezdőnek biztosítva legyen egy egyetemi vagy főiskolai gépészeti labora­tóriumi gyakorlata vagy valamelyik ipari vállal­atnál végezhető gyakorlati betanítása. Az utób­bival kapcsolatosan problémás az is, hogy a hibajelenségek felismeréséhez hibás gépek kellenének, lehetőleg mindenféle konstruk­cióból és még többféle hibákkal. Cégünk már 1999-es évben ismerte föl, hogy a saját ügyfeleinknek nyújtott helyszíni (tehát az ügyfél gépein végzett) gyakorlati oktatás sem oldja meg a fenti képzés szükségleteit. Ugyanis nem mindig akadt éppen elég hibás gép, vagy csak nagyon kevés hibatípus volt jelen. Szán­dékosan pedig senki sem rontja el a gépeit... Ipari gépeket szállítható oktatási eszköznek alkalmazni - azok mérete és súlya miatt - szintén nem bizonyult megoldásnak. Mindezekből kiindulva egy kifejezetten hordozható oktatási eszköz kifejlesztésébe kezdtünk bele. 2. AZ ELSŐ VÁLTOZAT (1999) A fejlesztés szó szerint kezdeti nehézségekkel járt. Ugyanis az első, 1999-ben elkészült (lenti képen látható) VibDemo próbapadunk tömege messze túlhaladta az 50 kg-ot. Alapkivitelben, plexiburkolat és kiegészítő tartozékok nélkül!

A tömegén túl más szempontok alapján sem voltunk még elégedettek vele: - szíjfeszítés/fogaskerék-beállítás előnytelen - ferde csapágy "behúzza" magát (leállásig!) - villamos hiba bemutatásához kell állítható fék - túl kevés furat a tárcsákon (egyensúlyozáshoz) - hiányzik a védőburkolat (munkavédelem) Mivel cégünk 2000 óta rendszeres (a FAT és az MMK által is akkreditált) rezgésdiagnosztikai oktatást végzett, a megfelelő oktatási eszköz rendelkezésre állása égető fontosságúvá vált. Tehát a fent felsorolt hiányosságok megszün­tetése érdekében fejleszteni kellett az eszközt. 3. A MÁSODIK VÁLTOZAT (2001) A VibDemo próbapadunk tömege ugyan nem változott (inkább csak nőtt), de néhány "apró" változtatás révén javult a használhatósága, teljessége. Plexiburkolatot is kapott, ami az oktatás során szükséges munkavédelem szem­pontjából igen fontos.

Most már megoldottnak tekinthettük a szíj- és foghajtás-beállítással kapcsolatos kényelmi pro­blémákat, a ferde csapágy "önbehúzási" gondot, lett fék, több tárcsafurat és védőburkolat. Viszont a tömeg igen zavaró tényezőnek mutat­kozott (lift nélküli 3. emeleti szállodai oktató­terem tanulsága), és néhány további apróság is elégedetlenségre adott okot: - rezonanciajelenségek oktatásához kell - fordulatszám változtatási lehetőség - eltérő merevség vagy alátámasztás - kiegészítő tartozékként kell - görbe tengely (jó csapágyakkal) - jó tengely "valódi" rossz csapágyakkal - fogaskerekek csak ipari kivitelűek lehetnek (pontos megmunkálású köszörült fogakkal) - a tengelyek köszörült pontosságúak legyenek Megjegyzés: Az első - tesztcélokra Német­országba eladott VibDemo egységet - fenti okok miatti "használhatatlanságra" hivatkozva vissza is kaptuk a vevőtől. 4. SZINTE TELJESEN ÚJ VERZIÓ (2002) Ez a szinte teljesen új kivitel egyben a VibDemo első kereskedelmi változatává is vált. A fejlesztés minden eddigi tapasztalatot igyeke­zett figyelembe venni: alumíniumalap került a nehéz vas U-profil helyére (könnyebb és egyben jobb rezgéscsillapító), megszülettek a fent említett tartozékok, valamint javult az alkotóelemek pontossága.

A VibDemo alaphoz való rögzítetlenségének kompenzálására az alumíniumlap alá felszerelhető vaslapokat alkalmaztunk. Nyilván ezekkel együtt még mindig nagy volt az eszközünk tömege, de a "kezdeti" > 50 kg-ból lefaragtunk 15 kg-t!

Az eladott készülékekkel kapcsolatban nem győztük a fenti vaslapok megfelelő rögzítésé­nek fontosságát hangsúlyozni. Másodsorban sem ügyfeleink, sem mi nem voltunk elége­dettek a 35 kg cipelendő össztömeggel. Ezeken kívül felmerültek további gondok és elvárások: - további súlycsökkenéshez "rugalmas" csapágyházak kellenek - a tengelyvonal-beállítás mechanikája nem felel meg a "valós" beállítási körülményeknek - a hibaszimulációk könnyedén, műszer nélkül "kinullázhatóak" legyenek - az egyfázisú motorok rezgései ne kerüljenek a próbapad többi elemeihez 5. SIKERES MÓDOSÍTÁSOK (2003) Ez a kivitel még megtartotta a vaslapokat, de megoldotta a fent felsorolt problémákat egy teljesen új tengelyvonal-beállítás (villanymotor-rögzítés) alkalmazása révén, valamint a marás­sal kikönnyített (változatlanul teljes egészében vasból készült) csapágyházakkal.

Bevált az egyfázisú betáplálású frekvenciaváltó, mellyel háromfázisú villanymotorokat lehet üzemeltetni. Azon túl, hogy mód nyílt a for­dulatszám tetszőleges változtatására (és stabil megtartására), nem kellett kínlódni az egyfázisú motorokra jellemző (meg nem szüntethető) 50 Hz-es és 100 Hz-es rezgésekkel sem. Viszont továbbra sem tetszett a 35 kg-os össz­tömeg, valamint felmerültek újabb elvárások is: - a súlycsökkenéshez (a vaslapok elhagyásához) még rugalmasabb csapágyházak kellenek - alumínium-tárcsákkal csökkentsük a tömeget - kétféle "láb" legyen (alumínium és gumi) - a motortartó műanyag túl könnyen törik - tengelyvonal-beállítási gyakorlatokhoz kell egy gyűrű a tengelyre (e nélkül túl kicsi a tengelyátmérő a mérőfejek felszereléséhez) 6. A "VÉGLEGES" VÁLTOZAT (2004 óta) Ez a kivitel végre elérte a megcélzott - 25 kg alatti - össztömeget. Minden tartozékkal együtt! A megoldást a kikísérletezett geometriai alakú - alumíniumból készített, marással kikönnyített - csapágyházlábak adták. Sőt, a két részből álló szerkezet gyártása (és annak költsége) is némi­leg kedvezőbbé vált. A vaslapok pedig vég­legesen eltűntek, ezen túl azóta a tárcsákat is a könnyebb alumíniumból készítjük.

A motortartó műanyagelemei ívelt kimará­sainak és új anyagának köszönhetően is végre ellátták rezgéscsillapító szerepüket, anélkül, hogy könnyen összetörtek volna.

Néhány kisebb változtatás a plexiburkolaton a legtöbb hiba zárt burkolat mellett történő bemutatását tette lehetővé, a teljes rendszer szállítására (saját kezűleg) gyártott fadoboz is könnyítésen és több használhatósági javításon esett át. Tömege 7,3 kg-ról 4,8 kg-ra csökkent.

7. CE-MEGFELELŐSÉG, MŰSZAKI ADATOK A CE-megfelelőség első hallásra nem tűnik izgalmas témának, de mégis munkát adott nekünk. Ugyanis rejtetté kellett tenni a védőburkolat nyitási érzékelőjét. (Ennek megoldását természetesen itt nem áruljuk el.) Ezen felül végtelen sok felirattal (inkább piktogrammal) kellett ellátnunk a VibDemo próbapadunkat, hogy még a legóvatlanabb (és akár olvasás-tudatlan) felhasználó se tudjon kárt tenni magában. Ennek eredményeként büszkél­kedhetünk azzal, hogy a mi eszközünk nem csak CE-nyilatkozattal rendelkezik, hanem valódi bevizsgálással igazolt biztonságos ki­vitelben kerül a felhasználókhoz. A VibDemo jelenleg is gyártott és forgalmazott változata a következő képességekkel bír: Bemutatható hibák • egyensúlyozatlanság • statikus egyensúlyozatlanság • dinamikus kiegyensúlyozatlanság ◦ 2 vagy 3 síkban ◦ 2 eltérő fordulatszámú tengelyen • tengelyvonal-beállítási hiba ◦ oldalirányú eltolódás ◦ szöghiba ◦ mindkettő kombinációja • ferde csapágyfészek • mechanikus játék, laza szerelés • szíjhajtás hiba ◦ tárcsabeállítási hiba ◦ szíjhiba ◦ szíjrezonancia • görbe tengely • gördülőcsapágy hibabeállítások ◦ használat révén elkopott csapágyak ◦ külső gyűrű hiba (ideiglenes) • fogaskerékhajtás hibái ◦ szoros vagy laza foghézag ◦ ferde illesztés ◦ többféle foghiba (két fogaskerék kombinálása) ◦ fogismétlődési frekvencia • villanymotor-frekvenciák A VibDemo moduláris felépítésű, csupán egy 10-es villáskulccsal és egy 4-es imbuszkulccsal szerelhető. Műszaki adatai a következők: Hajtás: 3x230VAC háromfázisú motor, 2985 f/p, 180W, egyfázisú frekvenciaváltóról táplálva Külső méretek: 600 mm (h) x 315 mm (sz) x 265 mm (m) Tömeg: kb. 22 kg (az összes tartozékkal) kb. 4,5 ... 5 kg szállítódoboz 8. A VIBDEMO ALKALMAZÁSA ÉS SIKERE Korábban már említésre került, hogy közel 70 egységet értékesítettünk az évek során. Mindezt úgy, hogy soha sehol reklámot nem tettünk közé a VibDemo próbapadnak, hiszen egyedileg készített eszközökről van szó és gyártási lehető­ségünk (illetve a beszállítóink kapacitása) igen korlátozott. Ennek ellenére szállítottunk már Belgiumba, Dél-Koreába, Dubaiba, az Egyesült Arab Emirátusokba, Finnországba, Hollandiába, Kínába, Kuvaitba, Magyarországra, Nagy-Brit­anniába, Németországba, Nigériába, Norvégiá­ba, Olaszországba, Oroszországba, Portugáliá­ba, Romániába, Spanyolországba és Svéd­országba (szigorúan ABC-sorrendben). Cégünk mérnöki filozófiájának megfelelően minden lehetőséget megragadunk a felnövekvő új műszaki szakemberek és mérnökök nem­zedékének képzési támogatásához. Így örven­detes, ha termékeinkkel és műszereinkkel, valamint tudásunkkal és több évtizedes tapasz­talatunkkal segítséget nyújthatunk a bennünket megkereső főiskolai és egyetemi hallgatóknak is. Szinte rendszeresen tartunk szakmai előadás­okat (természetesen a VibDemo alkalmazásá­val) több magyar főiskolán és egyetemen, de szakdolgozatokhoz és diplomamunkákhoz is biztosítjuk a rezgésdiagnosztikai és gépbeállító műszereinken túl a próbapadunkat is. Így készült már több rezgésdiagnosztikával, gép­beállítással vagy akár tengelykapcsoló tulajdon­ságaival foglalkozó munka a VibDemo alkal­mazásával.

9. A VIBDEMO TOVÁBBFEJLESZTÉSE Az eddigiek alapján talán az a benyomás támadhatna, hogy itt megállt a VibDemo fejlesztése. Ez azonban nem így van, egyrészt ugyanis keresünk megoldásokat a gyártás-közbeni könnyebb szerelhetőségre és a gyártási költségek csökkentésre. Másrészt vannak ötleteink a bemutatható gépészeti hibák tárházának bővítésére, például szivattyúk és ventilátorok áramlási hibáinak, valamint sikló­csapágyak diagnosztikai módszereinek bemu­tatására. Fényképek és műszaki adatok forrása: PIM Professzionális Ipari Méréstechnika Kft. H-1221 Budapest, Tanító u. 19/A Tel.: (1) 424-00-99 Fax: (1) 424-00-97 e-mail: pim@pim-kft.hu web: www.pim-kft.hu www.termokamera.hu www.gepszakerto.hu

Kapcsolatfelvétel

A publikáció tartalmát szerzői jogok védik, ennek (akár csak részben történő) felhasználása, elektronikus vagy nyomtatott tovább-publikálása csak a forrás és a szerző nevének feltüntetése mellett, valamint a szerző előzetes írásos engedélyének megléte esetén megengedett. A szerzői jogok (Copyright) megsértése jogi következményekkel jár.