Класс балансировки: Классы точности балансировки жестких роторов

Классы точности балансировки жестких роторов

Точность балансировки жестких роторов характеризуется в стандарте с виброскоростью — произведением удельного дисбаланса на максимальную эксплуатационную частоту вращения ротора (e_ст.w_эmax, мкм).

Для жестких роторов, с двумя симметричными, относительно центра масс, плоскостями опор, к каждой плоскости следует относить половину рекомендуемого значения главного вектора допустимых дисбалансов. При дискообразном роторе это значение относится к одной плоскости, проходящей через центр масс ротора.

Возврат к списку

Поделиться:

Основы дисбаланса

Дисбаланс – вездесущее явление во вращющихся телах. Типичным примером являются вращющиеся инструментальные оправки на станках.

Поскольку дисбаланс создает центробежную силу, которая линейно увеличивается с дисбалансом и пропорциональная количеству оборотов, чем быстрее вращается ротор, тем более заметным становится дисбаланс. Но как возникает дисбаланс, как его измерить и как устранить с помощью балансировки?

На следующей странице мы собрали теоретические основы балансировки, которые представляют собой основу балансировки инструмента.  

1. Причины дисбаланса

• Несимметричная конструкция Ротора (например, зажимная канавка на держателях инструментов, как указано в DIN 69871, или зажимной винт на держателях инструментов Weldon)
• Несимметричное распределение массы из-за ошибок концентричности, вызванных производственными допусками, например концентричностью наружного диаметра инструмента по отношению к конусу патрона.
• Ошибки центрирования при сборке Ротора, состоящего из нескольких компонентов, например фрезерного шпинделя и инструментального патрона, инструментального патрона и инструмента.
• Ошибки концентричности в подшипниках Ротора, например в подшипнике шпинделя.

2. Что такое дисбаланс?

2.1 Статический дисбаланс

Центр тяжести Ротора лежит вне оси вращения.

• Этот вид дисбаланса можно измерить в неподвижных роторах, например с помощью шкал дисбаланса для шлифовальных кругов
• При вращении это дисбаланс вызывает центробежные силы, перпендикулярные оси вращения
• Его можно устранить, балансируя в одной плоскости. Можно выбрать любую балансировочную плоскость. Обычно после статической балансировки все еще может быть моментный дисбаланс.

M_U = масса дисбаланса (в г)
r = расстояние от неуравновешенной массы до оси вращения (в мм)
M = масса Ротора (в кг)
e = расстояние от центра тяжести до оси вращения (в мкм)
S = центр тяжести
F_F = центробежная сила
Значение статического дисбаланса: U = MU • r = M • e
Единица измерения дисбаланса: [U] = г * мм = кг * мкм

2.

2 Моментный дисбаланс

Центр тяжести лежит вдоль оси вращения

• • Этот тип дисбаланса можно измерить только во вращающихся роторах.
  • Такой тип дисбаланса вызывает момент во время вращения.
  • Центробежные силы обеих неуравновешенных масс уравновешивают друг друга (без боковых сил).
  • Его можно устранить только балансировкой в 2-х плоскостях

M_U1, M_U2 = несбалансированные массы (в г)
S = центр тяжести
r = расстояние от неуравновешенных масс до оси вращения (в мм)
M = масса Ротора (в кг)
F_F1, F_F2 = центробежные силы
M_U1 = M_U2
F_F1 = F_F2

2.3 Динамический дисбаланс

Сочетание статического и парного дисбаланса

• Это нормальный случай для промышленных роторов

3. Что такое балансировка?

Балансировка используется для компенсации несимметричного распределения массы в Роторе.
Это возможно с помощью:

• применения массы, например установки груза для балансировки автомобильных шин
• удаления массы, например, путем сверления отверстия
• регулировки массы, например, путем добавления балансировочных колец, винтов

3.1 Балансировка в одной плоскости (статическая)

Компенсация статической части дисбаланса:

• Центр тяжести Ротора возвращается к оси вращения (эксцентриситет е=0)
• Парный дисбаланс динамического дисбаланса остается неизменным

3.2 Балансировка в двух плоскостях (динамическая)

Полная компенсация дисбаланса (статический и моментный дисбаланс)

• В принципе, можно выбрать любые балансировочные плоскости (лучше всего, если они находятся как можно дальше друг от друга)

4. Измерение дисбаланса

4.1 Принцип измерения

• Держатель инструмента вставляется в балансировочный шпиндель и приводится во вращение.
• Датчики силы измеряют центробежные силы.
• Центробежные силы измеряются в двух различных плоскостях на опоре балансировочного шпинделя. Синусоидальный сигнал вырабатывается по мере того, как направление, в котором действуют центробежные силы, поворачивается вместе со шпинделем. Необходимо определить как величину сигнала, так и его угол по отношению к шпинделю.
• Силовые сигналы используются для расчета весов относительно балансировочных плоскостей. При изменении положения балансировочных плоскостей изменятся и рассчитанные дисбалансы.
• Компенсация дисбаланса рассчитывается на основе значений дисбаланса.

5. Балансировка оправок

5.1 Качество балансировки G

Допустимый остаточный дисбаланс можно увидеть на диаграмме Ось Х: скорость вращения Ось Y: остаточный дисбаланс по отношению к массе Ротора

DIN ISO 1940-1 (ранее VDI guideline 2060) определяет принципы измерения дисбаланса и для балансировки. Точность балансировки выражается как класс балансировки G (ранее: Q).

Оценка качества балансировки всегда действительна только для одной конкретной скорости вращения ротора.

Допустимый остаточный дисбаланс рассчитывается исходя из степени качества балансировки, скорости вращения  и веса Ротора.

U_zul = (G•M)/n • 9549

U_zul = допустимый остаточный дисбаланс Ротора в гмм
G = балансировочная оценка качества
M = масса Ротора, кг
n = частота вращения ротора в об / мин
9549 = постоянный коэффициент, полученный в результате преобразования единиц измерения

Пример:

• Фреза зажата в цанговом патроне.
• Общий вес 0,8 кг
• Фреза должна использоваться с рабочей скоростью n = 15 000 об / мин
• Изготовитель шпинделя требует качество балансировки класса G = 2,5
• Допустимый остаточный дисбаланс Uper = 1,3 гмм

Допустимый остаточный дисбаланс можно увидеть на диаграмме.

5.2 Достижимая точность

В приведенном выше примере допустимый остаточный дисбаланс составляет 1,3 гмм.  Для наглядности этого значения, полезно преобразовать дисбаланс в эксцентриситет.

U_zul = M • eper
eper = Uper/M =1.3 гмм/800г = 0.0016 мм = 1.6 мкм

Поэтому центр тяжести держателя инструмента может быть смещен на макс. 1,6 мкм от оси вращения. Во время балансировки предполагается, что ось конуса или HSK является осью вращения. Однако в фрезерном станке инструмент вращается вокруг оси шпинделя.

Даже новые шпиндели имеют радиальное биение до 5 мкм (эквивалентно эксцентриситету e = 2,5 мкм).

Дополнительный пример:

Балансировочное качество G = 1
Скорость вращения n = 40.000 об / мин
Масса инструмента M = 0,8 кг
U_per = 0,2 гмм
E_per = 0,3 мкм

Этот допустимый эксцентриситет не может быть достигнут на практике.
Даже хорошие шпиндели имеют повторяемость 1-2 мкм при смене инструмента.
Небольшое количество грязи значительно ухудшает результат.

На общий дисбаланс фрезерного шпинделя влияют многие факторы:

• дисбаланс самого шпинделя
• дисбаланс из-за ошибок концентричности в шпинделе (ось симметрии не является осью вращения. )
• ошибки концентричности в фурнитуре шпинделя (отверстие для охлаждающей жидкости, зажимное устройство)
• боковое искажение зажимной системы при затяжке (пружины, тяга)
• погрешность концентричности и наклона держателя инструментального патрона в шпинделе
• дисбаланс самого инструментального патрона
• ошибка концентричности тягового стержня (смещение)
• ошибка концентричности в инструменте
• дисбаланс аксессуаров держателя инструмента (например, затяжная гайка)

Вывод:
Допустимый остаточный дисбаланс менее 1 гмм на практике нереален!

Читать дальше…

Балансировка классов в машинном обучении

При использовании алгоритма машинного обучения очень важно обучать модель на наборе данных с почти одинаковым количеством выборок. Это известно как сбалансированный класс. Нам нужны сбалансированные классы для обучения модели, но если классы не сбалансированы, нам нужно использовать метод балансировки классов перед использованием алгоритма машинного обучения. Итак, в этой статье я расскажу вам, что такое балансировка классов и как реализовать методы балансировки классов с помощью Python.

В машинном обучении балансировка классов означает балансировку классов с несбалансированными образцами. Перед использованием алгоритма машинного обучения важно избегать дисбаланса классов, потому что наша конечная цель — обучить модель машинного обучения, которая хорошо обобщает все возможные классы, предполагая, что у нас есть двоичный набор данных с равным количеством выборок.

Итак, прежде чем использовать алгоритм машинного обучения, очень важно посмотреть на распределение классов, чтобы исправить проблемы балансировки классов. Например, давайте посмотрим, как мы можем обнаружить несбалансированные классы, создав несбалансированный набор данных с помощью функции make_classification в библиотеке Scikit-learn в Python:

Посмотреть суть на GitHub

 (946, 2)
(54, 2) 

Итак, как и ожидалось, первый класс доминирует. Чтобы сбалансировать классы такого набора данных, у нас есть два метода, позволяющих избежать дисбаланса классов в машинном обучении:

1. Повторная выборка с заменой
2. SMOTE Повторная выборка

Теперь давайте рассмотрим оба этих метода балансировки классов, чтобы увидеть, как мы можем сбалансировать классов перед использованием любого алгоритма машинного обучения.

Передискретизация с заменой:

В методе повторной выборки с заменой мы передискретизируем набор данных, ограниченный второстепенным классом, пока не достигнем желаемого количества выборок в обоих классах. Поскольку мы работаем с заменой, ее можно повторить n раз. Но результирующий набор данных будет содержать точки данных, выбранные из 54 возможных значений (согласно нашему примеру). Вот как мы можем использовать метод повторной выборки с заменой с помощью Python:

Посмотреть суть на GitHub

 (946, 2)
(946, 2) 

Повторная выборка SMOTE:

Повторная выборка SMOTE — один из самых надежных подходов для предотвращения дисбаланса классов. Это расшифровывается как Synthetic Minority Over-sampling Technique. Этот метод был разработан для создания новых образцов, соответствующих второстепенным классам. Чтобы реализовать метод повторной выборки SMOTE для балансировки классов, мы можем использовать библиотеку несбалансированного обучения, в которой есть много алгоритмов для такого рода задач. Вот как реализовать передискретизацию SMOTE для балансировки классов с помощью Python:

Посмотреть суть на GitHub

 (946, 2)
(946, 2) 

Резюме

Повторная выборка с заменой и повторная выборка SMOTE являются очень полезными методами для предотвращения дисбаланса классов в машинном обучении. Повторная выборка с методом замены используется для увеличения количества выборок, но результирующее распределение будет таким же, как и значения, взятые из существующего набора. Принимая во внимание, что повторная выборка SMOTE генерирует такое же количество выборок с учетом соседей. Надеюсь, вам понравилась эта статья о том, как избежать дисбаланса классов в машинном обучении и о реализации методов балансировки классов с помощью Python. Не стесняйтесь задавать свои ценные вопросы в разделе комментариев ниже.

Аман Харвал

Кодер с ♥️ Писателя || Специалист по данным | Индивидуальный предприниматель | Основатель

Статьи: 1326

Занятия балансом для женщин | Curves

Занятия балансом для женщин | Кривые

Ваш браузер не поддерживает видео HTML5.

Занятия балансом низкой интенсивности предназначены для улучшения стабильности и создания сильного кора с использованием традиционных движений и поз йоги.

Улучшите осанку

Хорошая осанка является основой для подвижности и равновесия. Наш класс фокусируется на движениях, укрепляющих корпус, улучшающих осанку и помогающих уменьшить боль в спине.

Улучшите свою устойчивость

Этот женский фитнес-класс включает в себя статические позы между упражнениями на тренажере, чтобы улучшить вашу устойчивость и предотвратить падения.

Практика осознанности

Сосредоточение внимания на выполнении позы йоги или баланса может быть медитативным, позволяя вам сосредоточиться на своем дыхании и успокоить ум во время тренировки

Повышение гибкости

Наши функциональные упражнения на равновесие в сочетании с растяжкой помогают повысить гибкость, подвижность суставов и диапазон движений.

О классе

Равновесие является важной частью функциональной подготовки и силовых тренировок. Это то, что позволяет вам подниматься по лестнице, не держась за перила, или ходить по неровным поверхностям, таким как песок. Наши тренажеры с гидравлическим сопротивлением помогают укрепить мышцы рук, ног и корпуса, а балансировочные упражнения на одной ноге помогут улучшить координацию, время реакции и равновесие.

Наш класс «Баланс» — это один из четырех специальных занятий для женщин, которые не требуют больших усилий и призваны помочь вам улучшить устойчивость, что помогает предотвратить падения и травмы. Что еще более важно, это дает вам уверенность в том, что вы делаете то, что любите.

Не можете пойти в клуб Curves? Попробуйте MyCurves On Demand для потрясающих силовых тренировок дома.

MyCurves On Demand представляет нашу 30-минутную тренировку всего тела онлайн, чтобы вы могли тренироваться, когда захотите. Ваша собственная фитнес-программа, которой можно заниматься дома, в путешествии или просто в любое время и в любом месте.

Узнайте больше на MyCurves On Demand

Узнайте о других классах на Curves

Уроки бокса

Высокоинтенсивные занятия женским боксом сочетают в себе кардио, силу, координацию и баланс с использованием традиционных боксерских приемов.

Подробнее

Кардио-занятия

Высокоинтенсивные кардио-занятия, которые включают все аспекты фитнеса, включая силовые тренировки, кардиотренировки, скорость, мощность, гибкость, координацию и ловкость.

Подробнее

Классы по основам тела

Занятия по фитнесу для женщин средней и низкой интенсивности, ориентированные на силовые функциональные движения, в которых особое внимание уделяется рукам, корпусу и ногам.

Подробнее

• Вы в
• Изменить

Кривые

Информация

Свяжитесь с нами

• Вы находитесь в
• Изменить

*Действительно только в участвующих точках. Не суммируется с любым другим предложением или скидкой.