Vibrationer i svarv, och sensor som mäter vibrationer

[Theseus]

Jag jobbar med en stor gammal vertikalsvarv som ibland lider av vibrationer som hörs och som sätter ett vågmönster i den skurna metallytan. Den traditionella åtgärden är att variera svarvbordets rotationsfart. Ibland försvinner då vibrationerna direkt, ibland har det ingen effekt alls. En detalj (metallstycket man svarvar) kan vibrera jättemycket, nästa som enligt specifikation är likadan vibrerar inte alls. Det är inte uppenbart vad orsaken är, och vilka åtgärder som vore verkningsfulla.

Jag skulle vilja mäta de här vibrationerna för att försöka börja komma till rätta med detta lite mystiska svårhanterliga. Jag skulle t.ex. vilja veta hur själva detaljen vibrerar där den roterar, och hur "stöpseln" (ja, den kallas konstigt nog så) som är den rörliga meter+ långa arm i vilken skärverktyget sitter, vibrerar. Om det är i detaljen som vibrationerna genereras så kan det kanske lösas med förbättrad fastspänning av den, och många olika sätt har prövats lite på måfå utan annat än slumpmässigt resultat. Om det är maskinen som vibrerar så behövs andra kanske mer omfattande åtgärder.

Så jag undrar om det finns någon slags vibrationssensor som jag skulle kunna montera eller lägga på detaljen respektive på maskinens stöpsel för att få data om hur de vibrerar. Det finns t.o.m. appar för mobiltelefoner för syftet, men jag undrar vad det finns för slags vibrationssensorer i övrigt. Vibrationer är väl ett vanligt, komplicerat och allvarligt problem i många sammanhang. Jag har spelat in vibrationsljudet och försöker sätta mig in hur att analysera det, men däri finns knappast information om vad som vibrerar, bara att och hur.

Förmodligen vibrerar alltihop tillsammans och jag fruktar ett långt och sannolikt lönslöst äventyr med detta. Men hoppet ligger i att det ibland som sagt inte vibrerar alls under väldigt likartade omständigheter. Så det kanske bara behövs den minsta lilla justering av någonting vaddetnukanvara för att lösa problemet.

[alexanderson]

Har du provat att ändra matning och spåntjocklek ?
Har du provat att ändra skärets nosvinkel och/eller nosradie ?
Om inte något av detta hjälper, får du gå vidare.
Det finns massvis med vibrationsgivare på marknaden. Att sätta en sådan på stöpseln borde inte vara något problem.
Stöpseln har en egensvängningsfrekvens som beror på dess längd, massa, elasticitetsmodul och tröghetsmoment. Förmodligen är det den långa stöpseln och inte arbetsstyckets inspänning som är boven.
Förslag till lösningar:
*1.Är det svårt/dyrt att tillverka en ny stöpsel ? Funderar på att använda något annat material än stål( aluminium eller mässing). Eller en annan form exemelvis som en I-balk.
*2 Att montera en vikt(tyngd) någonstans på stöpseln.

[säter]

Vad är det för storlek på svarven?

[Theseus]

Svarvbordet är ungefär tre meter i diameter. Högt till tak också, som en gammeldags sommarstuga. Detaljerna är drygt två meter i diameter och väger runt fyra ton.

Det är liksom en liten hemmahobby jag har att svarva till de här små rostmonstren för skojs skull

[Janson1]

En vibrationsmätare som jag själv har för att utröna hur mycket det vibrerar: https://www.sagitta.se/artikel/vibrationsmatare
Detta kanske inte löser ditt problem men du kan i alla fall se om verktyget vibrerar i tomme mm.

[tecno]

Hur låter/känns det utan last? Med last utan verktyg?

[säter]

Växellådorna på SSAB i Borlänge har något som liknar traktorfettnipplar monterade vid alla lagerlägen och liknande.
Tyvärr vet jag inte fabrikatet på systemet.

[Theseus]

Har du provat att ändra matning och spåntjocklek ?

Ja, naturligtvis. Om man matar 0.2 eller 2 mm per varv ger ingen tydlig skillnad med vibrationsproblemen. Spånorna blir ofta jättevackra, jag ska fotografera ett och lägga upp det här. Idealspånor för skolböcker.

Har du provat att ändra skärets nosvinkel och/eller nosradie ?

Tyvärr ingen möjlighet att göra det. Det finns bara en platta som funkar alls. Och olika hålare för den har sin givna släppningsvinkel. Oftast går det som sagt väldigt bra, och jag vill helst börja med att begränsa antalet parametrar. Jqg tror att vibrationerna är ett mindre problem än det vore att försöka få fram andra verktygshållare.

Om inte något av detta hjälper, får du gå vidare.

Jo, precis som t.ex. Sandviks e-learning säger. Ser jättebra ut för skolboken. Men sen när man på riktigt har en liten issue som den här, då bara snömos.

Det finns massvis med vibrationsgivare på marknaden. Att sätta en sådan på stöpseln borde inte vara något problem.
Stöpseln har en egensvängningsfrekvens som beror på dess längd, massa, elasticitetsmodul och tröghetsmoment. Förmodligen är det den långa stöpseln och inte arbetsstyckets inspänning som är boven.
Förslag till lösningar:
*1.Är det svårt/dyrt att tillverka en ny stöpsel ? Funderar på att använda något annat material än stål( aluminium eller mässing). Eller en annan form exemelvis som en I-balk.
*2 Att montera en vikt(tyngd) någonstans på stöpseln.

Svarven och dess stöpsel har funkat i 30+ år nästan oavbrutet. Det är ju en miljard sekunder! Så jag är grymt imponerad av den. Att byta ut stöpseln skulle kosta miljoner och är inte aktuellt. Det sägs finnas planer på att skaffa en modern svarv istället, eller mer sannolikt att lägga ned allt och låta kineserna göra det här. Ibland funkar det ju perfekt, ibland är det som att vara under en järnvägsbro när tågen passerar. Sån liten liten skillnad gör så stor stor effekt för vibrationerna.

Detaljerna väger runt 4 ton. Svarvbordet sägs väga 20 ton. Jag vet inte vad man ska hänga i det för att göra det tyngre. Tvivlar på att det skulle hjälpa. Finns väl tyngre saker än så som lider av vibrationer. Gravitationen är nog inte alltid lösningen. Kanske kan hyra ISS? Kan man svarva i viktlöshet? Inte utan en del eftertanke.

Och här har vi mitt foto av en spåna som jag hittade i håret när jag kom hem. Perfectomento! Och så ser alla spånor ut, även när det vibrerar. Kubikmeter av dem som jag öser ut med högaffel. (I kid you not, det här är modern svensk industri, och högaffeln är faktiskt det bästa sättet att hantera spånorna). Verkar inte finnas mycket ledtråd där heller tyvärr. Perfekt längd. Se hur blåbränt stålet är för att värmen har gått in i den istället för i stackars skärverktyget. Och framförallt: Se hur ena halvan av spiralerna är blåa medan den andra är violett! Delat precis i mitten, precis i mitten. Så ska det vara. Jag är inte fysiker nog att begripa varför, men så ska det va.
(Sen är spånan kanske lite raggig i kanterna, men man kan inte få allt, den slits trots allt av med stort våld och nånting måste ge nånstans).

https://ibb.co/QF55xSw

Jag verkar inte kunna ladda upp ett foto här som på normala sajter. Men jag försöker använda en tillfällig länk till nån webbtjänst istället. För jag vill skryta med min spåna som är så vacker som januaristjärnorna om natten! Jag skulle kunna sälja såna här som örhängen till flickor. Där, ser du där, vid Rigel i Orion där i Andromedas spegel mellan natt och dag ser jag mig själv i mitt eget lärospån.

[säter]

Du har ingen film med ljud på svarvningen när det vibrerar?

[Theseus]

Nä, tyvärr är inga foton eller filmer möjliga.
Jag tittar lite på en ljudinspelning av den fantastiska kakafonin, varav vibrationerna bara är ett litet dovt bakgrundsljud, men jag har föga förhoppning om att det leder någonvart. Frekvensen kommer att ligga i takt med spindelrotationen, så klart. Och det komemr att lära mig ingenting alls.

Jag tror att för att förstå vibrationer så behöver man mäta på flera ställen samtidigt och i realtid med hög upplösning samla data för att kunna spåra hur vibrationerna fortplantar sig. Det är överambitiöst, men var annars ska jag börja? Sparka på den så att det blir bra av sig självt?

[säter]

Det första man vill utesluta är att själva detaljen man svarvar inte vibrerar.
Det antar jag att du har koll på redan.
Är det tjockt gods i detaljen?

[grym]

funderar på givare
jobbigt men kan vara bra är trådtöjningsgivare, kräver bra förstärkare
piezogivare kan fungera med

fördel med fyrkanaligt oscilloskop och kolla fasläget på vibrationera och kanske riktning

vanliga mikrofoner kan funka, kontaktmikrofoner med magnet är lätt att flytta runt på

[ASEA]

Piezo-element är ju billigt att testa med. Kräver nog minimalt med anpassning mot ett oscilloskop om man har ett sådant.

[verkstaden]

Jag tycker spontant att spånan känns väldigt tunn (låg matning), vissa ställen kan man se igenom...
Har du möjlighet att ta en bild på svarven helst med skärhållare och arbetsstycke, eller är det sån produktion att det är direkt olämpligt att lägga ut bilder på nätet?

Bilder kan du nog ladda upp via bilagor?

Skärmbild 2024-01-10 233822.png

[Janson1]

Dom här vibrationerna, kan dom bli/försvinna på samma ämne? (Det du svarvar i)