Makine Hizalama Rehberi #5 | Spacer şaftlar

Makine Hizalama Rehberi #9

Hizalama yöntemleri - Lazerli Şaft Hizalama

Lazerli şaft hizalama, 1980’lerin ortalarında, PRUFTECHNIK dünyanın ilk ticari olarak ulaşılabilen, bilgisayar destekli lazerli şaft hizalama sistemi OPTALIGN’ı sunduğunda popülerleşmeye başladı. O zamana göre görece yüksek fiyatına rağmen, faklı farklı birçok sektörde çalışan mühendisler ve şirketler sayesinde hızlıca bir pazar popüleritesi
yakaladı.

OPTALIGN, kaplinli döner makinelerin hızlı ve doğru olarak hizalanması için çok önemli avantajlar sundu. İlk sistemin tanıtılmasından bu yana geçen sürede, lazer ve mikro-işlemci teknolojilerinde yaşanan gelişmeler, kullanıcı için anlaması kolay, yeni nesil lazer sistemlerinin geliştirilmesinin önünü açtı.

Önceki bölümlerde gördüğümüz gibi şaft hizalama için kullanılan mekanik yöntemlerde göz önünde bulundurulması gereken çok sayıda unsur vardır. Ayrıca, hiza düzeltmelerinin hesapları karmaşık ve hataya açıktır. Mekanik yöntemde göz önünde bulundurulması gereken bu unsurlar lazerli şaft hizalama yöntemi için problem teşkil etmez. Hassas
şaft hizalama ve bunun getirdiği faydalar, tesiste lazerli şaft hizalama sistemi kullanılmaya başlandığında ulaşılabilir hale gelir.

Lazerli sistemlerin sunduğu avantajlar şu şekildedir:
• Elle veri toplamadan ve grafiksel veya numerik hesaplamalar yapmadan hassas hizalama
• Kaplinin güç aktarma yüzeyindeki hizalama sonuçlarının grafiksel gösterimi ve makine ayakları için şim ve düzeltme değerleri
• Mekanik bağlantı yok – braket sehimi yok
• Hizalama için kaplini sökmeye gerek kalmaz
• Saat 12;00, 3;00, 6;00 ve 9;00 pozisyonları gibi önceden belirlenmiş noktalardan ölçüm alma kısıtlaması yok; sonuçlar şaftın 90 dereceden az döndürülmesiyle dahi elde edilebilir
• Veri saklama ve sonuçların raporlanması
• ISO 9000 gerekliliklerini karşılayan kalibrasyon sertifikalı, hassas lazerli sistem

Menü yönlendirmeli operasyon sayesinde kullanım kolaylığı sağlar.
• Hiza düzeltmeleri sırasında, yatay ve dikeydeki hareketleri canlıolarak gösterir
• Hiza hassasiyeti için dahili hizalama kriterleri Şaft hizalama işlemi için lazerli hizalama yöntemi kullanmak yukarıdaki faydalara ulaşmayı sağlar, ancak kullanıcı için uygun olan fonksiyonellikteki hizalama sistemini tespit etmek de çok önemlidir. Birkaç üretici tarafından sunulan pek çok lazerli hizalama sistemi vardır.
Seçeceğiniz sistemde minumum olarak aşağıdaki özellikler mutlaka
olmalıdır:

• Kontrol edilebilir bir standart için kalibrasyon sertifikası: Hassas şaft hizalama için ölçüm doğruluğu sertifikası olmayan bir sistem almak anlamsızdır.
• Yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik: Zayıf hassasiyet yanlış düzeltme değerleri ile sonuçlanır. Yüksek tekrarlanabilirlik doğru sonuçlar için gerekli verinin daha az ölçümle alınmasını sağlar.
• Sağlamlık ve su-toz geçirmeme özelliği: Sağlam dış yüzey, sahada ve ıslak ortamlarda kullanılabilmeyi sağlar. IP standartlarına uyan ekipmanlar zor şartlar altında işinize devam etmenize olanak tanır.
• Ölçüme devam edebilme özelliği: Bu seçenek herhangi bir sebepten çalışmanıza ara vermek zorunda kalsanız bile, hizalama işlemine kaldığınız yerden devam etmenizi sağlar.
• Ölçüm genişletme özelliği: Lazer detektörünün menzilini dinamik olarak genişletebilmek, hizasızlığın boyutları ne olursa olsun, lazerli hizalama sistemin tüm hizalama görevleriyle başa çıkabilmesini sağlar.
Statik detektörlü sistemler, büyük hizasızlık durumlarında ya da ortauzun spacer şaftlarda ölçüm işlemini tamamlayamazlar.
• Değiştirilebilir statik ayaklar: Daha önce belirtildiği gibi makine bileşenlerinden biri sabit diğeri ise hareketli kabul edilir. Sabit makinenin ayakları statik olarak tanımlanır. Bu yüzden statik ayakları değiştirebilme, operatöre maksimum esneklik ve altında şim olmayan hareketli makinenin ayaklarıyla, karmaşık hesaplamalara gerek
kalmadan başa çıkabilme imkanı sağlar, alternatif makine düzeltmeleri gösterilir. Yani hareketli ayaklardan bir ya da daha fazlası statik, statik olanlar ise hareketliye çevrilir.

•Braket çeşitliliği: Geniş bir braket skalası, ölçüm ekipmanlarının en
garip makine setlerine bile hızlı ve kolayca monte edilebilmesini sağlar.
•Toleranslar(TolCheck): Dahili hizalama tolerans doğrulaması, zamandan ve efordan kazandırır. Gereksiz makine hareketlerinden kurtarır. Otomatik tolerans kontrolü, mükemmel veya kabul edilebilir tolerans değerlerine ulaşıldığını canlı olarak gösterir.
•Direkt hizalama sisteminden rapor alabilmek: Direkt raporlama hızlı raporlama anlamına gelir.

Lazerli sistemlerin temel çalışma prensibi
Esasen iki tür lazerli sistem vardır: Biri, tek bir ışını ya bir dedektöre ya da lazer-detektöre geri gönderen bir reflektöre düşürür; diğeri, ikisinin de dahili dedektörleri olan iki lazer kullanır. Tek lazerli sistem, sadece PRUFTECHNIK tarafından kullanılan patentli bir sistemdir. İki lazer sistemi ise diğer tüm sistem tedarikçileri tarafından kullanılır.

Yukarıda gösterilen tek lazer sistemi, sistemin çok yönlülüğünü ve kullanışlılığını arttıran bir dizi avantaja sahiptir.

Ölçüm genişletme kabiliyeti:Yalnızca bir lazerden veri alındığından, sistemin dedektör menzili, büyük hizasızlıklarla başa çıkabilmek için dinamik olarak genişletilebilir - ilerideki açıklamalara bakınız.

Ayrık hizalama kabiliyeti:Tek lazer, spacer şaft veya kaplin ayrıkken makinelerin hizalanmasına imkan sağlar. Her makine bağımsız olarak döndürülebilir. Bu, uzun spacer şaftlar kullanıldığında veya türbinler gibibbüyük makinelerin hizalanmasında ya da bir veya her iki makine kolayca döndürülemediğinde özellikle yararlıdır.

Tek kablo teknolojisi:Cihaz ve detektör arası sadece bir (veya hiç) kablo gereklidir. Bu özellikle soğutma kulesi gibi uzun spacer şaft kullanılan uygulamalarda, kabloların dolanıp yapılan ölçümleri etkileyebileceği durumlarda faydalıdır.

Ayarlanacak tek lazer:Uzun spacer şaftlarda veya büyük makinelerde, kurulum için yalnızca bir sabit noktanın konumlandırılması çok daha kolaydır.

Ölçüm uzatma kabiliyetinin açıklaması

Bir şaft hizalama sisteminde dedektör menzilini genişletebilmek neden yararlı olur; daha büyük bir dedektöre sahip olmak daha iyi olmaz mı? Evet, teorik olarak, 500 mm'lik statik bir detektöre sahip olmak faydalı olurdu. Ancak sistem, boyut ve ağırlığı nedeniyle kullanılamaz olurdu. Bu yüzden en ideal çözüm, gerekirse dedektör menzilini dinamik olarak genişletebilmektir. Bu, sistemin asgari boyut ve ağırlığa sahip olmasını sağlar ve sistemin erişilmesi güç alanlarda kullanım kabiliyetini en üst düzeye çıkarır.

Örnek olarak, 3000 mm'lik spacer şaftlı bir soğutma kulesi tahriğini ele alalım. Tahrik eden ve edilen şaftlar arasındaki offset çok küçük bir açısal hizasızlıkla bile çok büyük boyutlara ulaşabilir.

Yukarıdaki bu çizim, spacer şaft uzunluklarının sebep olduğu zorlukları gösterir.

Kaplinler arasındaki açısal hizasızlığın 0.5 derece olduğu bir kaplin düzeneğini ele alırsak, 100 mm'lik kısa kaplinde, kaplin dönme eksenleri arasında 0,87 mm'lik bir offset meydana gelir. Bu offset, herhangi bir lazerli sistem ile rahatça ölçülebilir.

Kaplin yüzeyleri arasındaki mesafe 500 mm'ye yükselirse, dönme eksenleri arasındaki offset, çoğu statik dedektörlü sistemin aralığı dışında bir değer olan 4.36 mm olur. Şimdi mesafeyi 1000 mm'ye çıkaralım. Offset 8.72mm olur. Spacer kaplin uzadıkça offset de uzar, öyle ki 3000 mm'de 26.18 mm'lik offset meydana gelir, üstelik şaft dönme eksenleri arasında yalnızca 0.5 derece açı varken. Bu büyük offset, yalnızca genişletilebilir bir dedektör menzili ile ölçülebilir çünkü bu offseti ölçebilmek için yaklaşık 60 mm'lik statik bir dedektör alanı gerekir. Böyle büyük bir detektör gereksinimi şu şekilde açıklanabilir:

Dedektörün çalışma alanı fiziksel dedektör yüzeyinden daha azdır. Örneğin, dedektör alanı 20 x 20 mm ise ve lazer ışını 4.0 mm çapındaysa maksimum gerçek ölçüm aralığı aşağıda gösterildiği üzere 16 mm'dir.

Bir offseti ölçebilmek için, sistem dedektör aralığı offsetin iki katı olmalıdır. Bir komparatör göstergesi gibi, lazerli sistem de şaftlar arasındaki fiziksel offsetin iki katını ölçer.

2,0 mm'lik bir fiziksel offseti ölçmek için 4,0 mm'lik bir dedektör ölçüm menziline ihtiyacımız vardır. Soğutma kulesi tahriklerini veya uzun spacer şaftları ölçerseniz, ölçüm genişletme kabiliyetinin çok iyi olduğunu söyleyebilirsiniz, ama maksimum ölçüm mesafesi 1 metreden az olduğunda dedektör aralığını
genişletme kabiliyeti neden bu kadar önemlidir? Dedektör aralığını genişletme kabiliyetinin faydasına bir örnek, aşağıda gerçek bir uygulama ile gösterilmiştir. Bir motor / fan seti aşağıda gösterildiği gibi ölçülmüştür:

Spacer şaft uzunluğu 800 mm.
100 mm spacer şaft başına ölçülen ofset ve boşluk:
Dikey = 0.00 offset 0,72 mm boşluk
Yatay = 0.00 offset 1,05 mm boşluk

Bu ölçüme olanak tanınması için dedektörlerin 8.40 mm'lik bir ofseti ölçebilmeleri gerekir. Bu, 20.8 mm'lik bir dedektör menzili gerektirir:
Ölçülen ofset x 2 + lazer ışını çapı,
(8.4 mm x 2) + 4 mm = 20.8 mm

Günlük hizalama görevlerinde karşılaşılan özel gereksinimlere bağlı olarak sistem dedektör menzilini genişletme özelliği, bir ölçüm sisteminin seçilmesinde en etkili faktör olabilir. Hangi lazer hizalama sistemi seçilmiş olursa olsun, tesise, aşağıdaki vaka incelemelerinde gösterildiği gibi önemli faydalar sağlayacaktır.