Γειά σας

Είμαι ο Δημήτρης Φάββας διαχειριστής αυτής της ιστοσελίδας και σύμφωνα με τον ορισμό μου ειδικός πεπειραμένος στην μέτρηση μεγάλων αντικειμένων. Θα αναφερθώ συγκεκριμένα στα ακόλουθα θέματα:

1. Λίγα για τον εαυτό μου
2. Εργαλεία και τρόποι μέτρησης γενικά και ειδικά για μεγάλα αντικείμενα
3. Το setup. Τοποθέτηση μεγάλων αντικειμένων για μηχανική επεξεργασία και μέτρηση
4. Πώς τα μεγάλα κομμάτια επηρεάζονται από την θερμοκρασία
5. Γεωμετρικές ανοχές, προβλήματα, παραδείγματα και προτεινόμενες λύσεις
6. Δυνατότητες μέτρησης επιπεδότητας επιφανειών στο έδαφος και κάθετης ευθυγράμμισης οπών
7. Η μέτρηση κωνικότητας μεγάλων αντικειμένων
8. Τα spigots. Τι είναι και λύση για τον τρόπο μέτρησης. Απλή και εφικτή
9. Το ιστορικό κατασκευής των υδροστροβίλων τύπου Francis στις μέρες μου.
10. Πώς μπορώ να συμβάλλω σε ένα ευκολότερο και περισσότερο ακριβή τρόπο κατασκευής υδροστροβίλων

1.Λίγα για τον εαυτό μου

Γεννήθηκα στην Ελλάδα το 1940. Με συγκινούσε το άγνωστο από τα παιδικά μου χρόνια, ήθελα να γνωρίσω τον κόσμο και να αποκτήσω καινούριες εμπειρίες. Το 1959 αποφοίτησα από την σχολή μηχανικών του εμπορικού ναυτικού Α.Σ.Μ.Ε.Ν όμως οι περιστάσεις δεν μου επέτρεψαν ποτέ να γίνω ναυτικός. Το 1960 βρέθηκα μετανάστης στη Βραζιλία και το 1963 στον Καναδά. Ολόκληρη την ζωή μου, από 15 χρονών δούλεψα σε βιομηχανίες κατασκευής εξαρτημάτων και βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Τα τελευταία 30 χρόνια δούλεψα για την εταιρία GE HYDRO, πρώην GE CANADA και πιο μπροστά DOMINION ENGINEERING WORKS με την ειδικότητα του ελεγκτή ποιότητος και του τεχνικού διευθυντή στα τμήματα μηχανών χαρτιού, μηχανημάτων ορυχείων και τον περισσότερο καιρό στο τμήμα υδροστροβίλων (τουρμπίνες). Δούλεψα ή εκπροσώπησα την εταιρία εκτός του Καναδά, στις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Βραζιλία, την Κίνα και την Νότιο Κορέα. Όλα αυτά τα χρόνια διαπραγματευόμουν με μεγάλα εξαρτήματα απέκτησα μια σχετική πείρα, έλυσα προβλήματα και τώρα συνταξιούχος πλέον έχω να προσφέρω λύσεις που δεν είχα την ευκαιρία να δοκιμάσω ή που τις σκέφτηκα αργότερα. Είμαι εκ φύσεως ανικανοποίητος, αλλά και ατίθασος και ασυμβίβαστος.

Το γνώθι σαυτόν υπήρξε το πρώτο ρητό που επηρέασε και ακόμα επηρεάζει την ζωή μου. Το 1961 ήταν το procura porquê (Ψάξε το γιατί) του τότε προϊσταμένου μου Domingo Dias στην Taubaté της Βραζιλίας και αργότερα ο Alec Karoum στο Vancouver του Καναδά που μου είπε: Αν κάποιος έχει κάτι να σου πει άκουσέ τον ακόμα κι αν νομίσεις πως είναι βλάκας. Μπορεί να ξέρει κάτι που εσύ δεν το ξέρεις.

Κάποιες από τις λύσεις που έχω δώσει ή που προτείνω, δεν μπορούν να παρουσιαστούν αναλυτικά εδώ είτε διότι μπορεί να απορρέουν  δικαιώματα που θα μπορούσαν να κατοχυρωθούν ή διότι δεν έχουν δοκιμαστεί και μπορεί να χρειαστούν αναθεωρήσεις κατά την δοκιμή.

2. Εργαλεία και τρόποι μέτρησης γενικά και ειδικά για μεγάλα αντικείμενα..

Τα εργαλεία που φαίνονται εδώ χρησιμοποιούνται για την μέτρηση μικρών και μεσαίου μεγέθους αντικειμένων. Ο λόγος των εικόνων είναι περισσότερο για την περιγραφή και ονοματολογία των διαφόρων μελών τους για να γίνει δυνατή η παρουσίαση των μεγαλύτερων εργαλείων που στηρίζονται στις ίδιες αρχές και έχουν κοινά χαρακτηριστικά.

Για την μέτρηση εξωτερικών διαστάσεων μεγάλων αντικειμένων στον χώρο εργασίας όπου εργάστηκα χρησιμοποιούσαμε αντί για τον σκελετό (frame) της πρώτης εικόνας μία ορθογώνια ράβδο για το απαιτούμενο μήκος, 1/2 ίντσα πλάτος με 1 ίντσα ύψος, στις άκρες της οποίας είχαν τοποθετηθεί το anvil από την μια μεριά και το spindle- thimble από την άλλη, τοποθετημένα με ακρίβεια και στην κατάλληλη θερμοκρασία για να μετρούν μέσα στα όρια που συμπεριλάμβαναν την απαιτούμενη διάσταση. Η ράβδος ήταν κενή εσωτερικά για να έχει λιγότερο βάρος έχοντας όμως το μειονέκτημα ότι όντας ευλύγιστη οι επαφές μεταξύ anvil και spindle δεν είναι παράλληλες, χρειάζεται αρκετή προσοχή κατά την μέτρηση γιατί μια μικρή ώθηση ή ένα μικρό τράβηγμα στα άκρα μπορεί να αλλάξει σημαντικά τα δεδομένα. Χρειάζεται επίσης μεγάλη προσοχή όπως η ράβδος τοποθετηθεί στην ίδια κατεύθυνση σε σχέση με το σημείο μέτρησης στο εργαστήριο όπως και κατά την μέτρηση.

Για τις εσωτερικές μετρήσεις κατασκευάζαμε επίσης ένα μικρόμετρο από ράβδους συμπαγείς, διαμέτρου μιας ίντσας παρόμοιο με το μικρόμετρο της προτελευταίας εικόνας. Το μειονέκτημα είναι ότι λόγω του βάρους του λυγίζει στο κέντρο και στις μεγαλύτερες διαστάσεις χρειάζεται ένα στήριγμα στο κέντρο, στο ίδιο σημείο και επίπεδο όπως στο εργαστήριο όταν συναρμολογήθηκε.

Έχω δει στην Κίνα ένα μικρόμετρο εσωτερικής μέτρησης μεγάλων εξαρτημάτων που φαίνεται να έχει λύσει το πρόβλημα ευλυγισίας Εξωτερικά φαίνεται ένας μεγάλος σωλήνας στο κέντρο που βαθμιαίως μικραίνει η διάμετρός του προς τα άκρα με άλλους σωλήνες μικρότερης διαμέτρου. Δεν μου δόθηκε η ευκαιρία να το εξετάσω λεπτομερώς, υποθέτω πάντως πως στο κέντρο υποστηρίζεται εσωτερικά και κάθετα ευθυγραμμισμένα με το σημείο τοποθέτησης προς μέτρηση με λαμαρίνες ή άλλου είδος στηρίγματα.

Για τις εξωτερικές διαμέτρους χρησιμοποιείται επίσης η ταινία “π” της οποίας το μήκος είναι π φορές (π=3.14….) της διαμέτρου και μετρά σύμφωνα με την κλίμακα vernier.

Η πείρα έχει δείξει ότι για μεγάλες διαστάσεις π.χ. 6 με 10 μέτρα διάμετρο δεν μπορεί ούτε να προσεγγίσει στην πράξη την ακρίβεια που προβλέπει ο κατασκευαστής Είναι αδύνατο να τοποθετήσει κάποιος μια τόσο μεγάλη ταινία στο ίδιο επίπεδο με την ίδια ισχύ (τράβηγμα) των 4 ή 5 λιβρών. Σε αντίθετη περίπτωση το μέτρημα επηρεάζεται από την ποιότητα επεξεργασίας του μετάλλου. Όσο πιο λεία είναι η επιφάνεια τόσο μειώνεται η τριβή απάνω στην επιφάνεια και η μέτρηση είναι ακριβέστερη. Η πρακτική μας ήταν να χρησιμοποιήσουμε αρχικά μια δύναμη 10 λιβρών και όταν η ταινία βρίσκεται ολόγυρα στο ίδιο επίπεδο να ελαττώσουμε το τράβηγμα στις 4 λίβρες. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι αυτή η ταινία με την παραμικρή λάθος κίνηση παραμορφώνεται ανεπανόρθωτα και χρειάζεται συχνά έλεγχο και αναθεώρηση ως προς την ακρίβεια των διαστάσεων.

3.Το setup. Τοποθέτηση μεγάλων αντικειμένων για επεξεργασία και μέτρηση

Όλα τα αντικείμενα και τα βαρύτερα περισσότερο υποχωρούν και διαστρεβλώνονται στα αδύνατα σημεία τους εάν δεν στηριχτούν καταλλήλως. Θυμάμαι τις οδηγίες που διάβασα πριν πολλά χρόνια αλλά ποτέ δεν είδα να εφαρμόζονται για το πώς τοποθετείται ένας μεγάλος και βαρύς άξονας τουρμπίνας για περαιτέρω μηχανική επεξεργασία. Στηρίζεις τον άξονα στα δύο άκρα και τοποθετείς τρία αναλογικά ρολόγια (με μαγνητική βάση) κάτω από τον άξονα, ένα στο κάθε άκρο και ένα στη μέση. Έπειτα σηκώνεις το κέντρο του άξονα με ένα γρύλο και μετράς την απόσταση που διανύει ο δείκτης μέχρι την στιγμή που θα αρχίσει να μετακινείται ο δείκτης σε ένα από τα δύο άκρα. Ύστερα κατεβάζεις σιγά-σιγά τον γρύλο μέχρι το ήμισυ της απόστασης που είχε διανύσει κατά την άνοδο και εκεί στηρίζεις σταθερά το κέντρο του άξονα. Αυτό είναι μόνο ένα παράδειγμα για το πώς πρέπει να στηρίζονται τα μεγάλα κομμάτια για την επεξεργασία αλλά και για την μέτρηση. Επίσης χρειάζεται προσοχή όταν προωθούμε ένα κομμάτι οριζόντια επειδή λόγω της τριβής δεν προωθείται ομοιόμορφα. Όταν μετράμε ένα κομμάτι στο έδαφος πρέπει να ακολουθούμε πάντα την παραπάνω λογική και να μην χρησιμοποιούμε ποτέ ξύλο διότι το ξύλο υποχωρεί βαθμιαία κάτω από το βάρος.

Μας κάλεσαν κάποια φορά στον τόπο του πελάτη γιατί βρήκαν ένα δακτυλιοειδές εξάρτημα παραγωγής μας με διάμετρο κάτω από το κατώτατο όριο. Βρήκαμε πως δεν στηριζόταν ομοιόμορφα και η διάμετρός του σε ένα σημείο έδειχνε μικρότερη. Όταν αποκαταστάθηκε κανονικά η στήριξή του,επανήλθε στα κανονικά του όρια.

4.Πως τα μεγάλα κομμάτια επηρεάζονται από την θερμοκρασία.

Η θερμοκρασία είναι ένα πολύ λεπτό θέμα όταν πρόκειται να μετρηθούν μεγάλα κομμάτια. Η θερμότητα παίρνει πολύ χρόνο  για να φθάσει στο ίδιο επίπεδο σε ολόκληρο το σώμα ενός μεγάλου αντικειμένου ειδικά όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος δεν είναι σταθερή.

Περιπτώσεις: Περίπτωση 1) Ο άξονας που συνδέει τον υδροκινητήρα με την γεννήτρια κατασκευάζεται σε δύο κομμάτια όταν το μήκος του είναι τέτοιο που δεν μπορεί να κατασκευαστεί ατόφιος. Για να διατηρήσει ο άξονας την ευθυγράμμιση όταν τα κομμάτια συνδεθούν μεταξύ τους, το ένα κατασκευάζεται με μια υποδοχή (θηλυκή) στο ένα του άκρο και  το άλλο με μια προεξοχή (αρσενικό) με διαμέτρους ακριβείας ούτως ώστε η αξονική γραμμή του ενός να συμπίπτει με την αξονική γραμμή του άλλου. Σ’ αυτή την περίπτωση το ένα κομμάτι είχε κατασκευαστεί στην Ιαπωνία και το άλλο στο εργοστάσιό μας Όταν τα κομμάτια έφτασαν στο εργοτάξιο, δεν κατέστη δυνατόν να συνδεθούν καθότι η διάμετρος του αρσενικού ήταν κατά τι μεγαλύτερη του θηλυκού παρ’ όλο που οι Ιάπωνες μας είχαν στείλει μία συγκριτική ράβδο το μήκος της οποίας ήταν μετρημένο με ακρίβεια για να υπάρξει απόλυτος συσχετισμός ως προς την ακρίβεια μέτρησης. Έκανα το εξής πείραμα για να δω αν υπάρχει μεταβολή των διαστάσεων λόγω διαφοράς θερμοκρασίας:

Μέσα στην κοίλη επιφάνεια ενός τέτοιου άξονα τοποθέτησα ένα εσωτερικό μικρόμετρο των 17 ιντσών. Για μερικές ημέρες το μικρόμετρο δεν βγήκε από το εσωτερικό του άξονα και μετρούσα κάθε πρωί και κάθε βράδυ. Υπήρχε πάντα μια σταθερή διαφορά των 0,0007 της ίντσας μεταξύ πρωινού και βραδινού μετρήματος. Συμπέρασμα: Η θερμοκρασία δεν πρόφτανε να εισχωρήσει ομοιόμορφα σε όλο το σώμα του άξονα.

Περίπτωση 2) Δύο όμοια κομμάτια είχαν κατασκευαστεί για ένα πελάτη ο οποίος απέδιδε μεγάλη σημασία στην ακρίβεια των διαστάσεων και σε πολύ κλειστές ανοχές. Ο πελάτης μας πληροφόρησε  ότι μία διάμετρος, η ίδια και στα δύο κομμάτια ήταν κάτω από την ελάχιστη προσδιορισμένη σύμφωνα με το σχέδιο. Ήταν μια εξωτερική διάμετρος γύρω στις 50″. Την μία την είχα μετρήσει εγώ στο εργοστάσιο και την άλλη ένας άλλος ελεγκτής.

Πήγα στον χώρο του πελάτη και μετρώντας βρήκα μία διαφορά 0,003″ σε κάθε κομμάτι, λιγότερο από ότι είχαμε μετρήσει στο εργοστάσιο, όπως ακριβώς είχε αναφέρει ο πελάτης. Πίσω στο εργοστάσιο διαπίστωσα ότι το σημείο πρόσδεσης (τραπέζι) στον κάθετο τόρνο ήταν πολύ πιο ζεστό από την θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Συμπέρασμα: Η εξωτερική επιφάνεια του εξαρτήματος ήταν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος λόγω του υγρού που χρησιμοποιείται κατά την επεξεργασία (κοπή με το κοπτικό εργαλείο) ενώ το εσωτερικό ήταν θερμότερο.

Περίπτωση 3) Κατά την συναρμολόγηση μιας τουρμπίνας στο εργοτάξιο μας πληροφόρησαν ότι οι οπές του άνω δακτυλίου (head cover) με εκείνες του κάτω δακτυλίου (bottom ring) είχαν μια ακτινική διαφορά 0,020”. Ήταν 20 οπές σε κάθε δακτύλιο που μέσα από αυτές περιστρέφονται οι πόρτες που κανονίζουν το άνοιγμα για την είσοδο του νερού στον υδροστρόβιλο. Εξακριβώθηκε ότι λόγω του ψύχους ο χώρος θερμαινόταν και η διαφορά θερμοκρασίας στο άνω επίπεδο σε συνδυασμό με την διάμετρο του άνω δακτυλίου που ήταν αρκετά μεγάλη μπορούσε να δείξει μια τέτοια διαφορά.

5.Γεωμετρικές ανοχές. Προβλήματα και προτεινόμενες λύσεις. Εκτός από τις διαστάσεις ενός αντικειμένου κάποια άλλα χαρακτηριστικά είναι απαραίτητα για τον ακριβή προσδιορισμό του αντικειμένου όπως η ποιότητα της επιφάνειας που έχει κατεργαστεί, κατά πόσο μία διάμετρος βρίσκεται στο ίδιο αξονικό κέντρο με μία άλλη ή την αξονική γραμμή του ιδίου αντικειμένου, κατά πόσο  μία επιφάνεια είναι παράλληλη σε σύγκριση με μία άλλη, εάν είναι κυλινδρική και κατά πόσο, εάν είναι επίπεδη και κατά πόσο κλπ.

Εδώ θα ασχοληθώ μόνο  με την μέτρηση της ομοκεντρικότητας, κατά πόσον μία διάμετρος είναι κυλινδρική ή μία επιφάνεια είναι επίπεδος διότι πάνω σε αυτά συνάντησα προβλήματα και έχω λύσεις ή έχω να προτείνω λύσεις που δεν έχουν δοκιμαστεί. Για τις μετρήσεις αυτές χρησιμοποιούμε το συγκριτικό ρολόι της εικόνας, πλακίδια ακριβείας και μια ρίγα επίσης ακριβείας. Επισημαίνω εδώ ότι στην εταιρία μου χρησιμοποιούσαμε επί το πλείστον μια ρίγα ακριβείας  6′ (πόδια) μήκος, 1/2” (ίντσα) πάχος και 5″ (ίντσες) ύψος για την μέτρηση των επιπέδων επιφανειών και τα πλακίδια για στήριξη έπρεπε να τοποθετηθούν ακριβώς κάτω από τα προκαθορισμένα βέλη διαφορετικά η κάμψη της ρίγας αλλοίωνε τις μετρήσεις.

Και επειδή είναι φυσικό να μαθαίνουμε από τους άλλους,χαρακτηριστικά θέλω να αναφέρω τις ακόλουθες περιπτώσεις;

1) Κάποιοι πιστεύουν ότι η ο βαθμός της ομοκεντρικότητας μετριέται με το πόσο το κέντρο της συγκρινόμενης διαμέτρου απέχει από το κέντρο της διαμέτρου ή του άξονα με τον οποίο συγκρίνεται. Στην ουσία η πραγματικότητα είναι το ήμισυ αυτής της αξίας γιατί όπως ορίζεται από τα διεθνώς ανεγνωρισμένα στάνταρντς  ο βαθμός μετριέται με το πόσο το κέντρο της συγκρινόμενης διαμέτρου βρίσκεται μέσα σε ένα κύκλο που έχει κέντρο την διάμετρο με την οποία συγκρίνεται.

2) Υπάρχουν αυτοί που έχουν σαν πρακτική να τοποθετούν το συγκριτικό ρολόι σε μια θέση εκ διαμέτρου αντίθετη από αυτήν του εργαλείου κοπής. Με την τοποθέτηση ενός συγκριτικού ρολογιού  στην ίδια πλευρά με το εργαλείο κοπής είναι φυσιολογικό ότι η εκκεντρότητα θα είναι κοντά στο 0. Αν τοποθετήσετε ένα συγκριτικό ρολόι στην αντίθετη από την πλευρά του εργαλείου κοπής, λογικά η απόσταση του δείκτη του ρολογιού από το εργαλείο κοπής. είναι σταθερή οπότε τυχόν διαφορά θα μας δείξει μόνο ότι η διάμετρος είναι οβάλ, Τότε τι; Θα αναφερθώ στην προτεινόμενη λύση αφού πρώτα αναφερθώ στην περίπτωση Beauhatnois.

3) Έχω ευθυγραμμίσει αρκετά μοτέρ με πηνία και κιβώτια ταχυτήτων στη Βραζιλία και στον Καναδά χρησιμοποιώντας  μια μαγνητική βάση ή ένα κολάρο (χειρότερη η περίπτωση) και ένα συγκριτικό ρολόι όπως αυτό της εικόνας μέχρι που ένας Αμερικανός στο Salt Lake City το 1985 μου έδειξε πως έκανα λάθος. Πήρε ένα κομμάτι σωλήνα τοποθέτησε πάνω μια μαγνητική βάση με ένα συγκριτικό ρολόι που έδειχνε μηδέν. Αντέστρεψε τον σωλήνα ώστε να βρεθεί το ρολόι από το κάτω μέρος. Δεν έδειχνε όμως μηδέν όσο καλά και να ήταν σφιγμένα όλα τα εξαρτήματα της μαγνητικής βάσης.

Η περίπτωση Beauhatnois. Το ύψος των υδροστροβίλων του φράγματος Beauhatnois έχουν ύψος περισσότερο από τρία μέτρα. στο επάνω μέρος έχουν μια δακτυλιοειδή προεξοχή (spigot) διαμέτρου και ομοκεντρικότητας ακριβείας στο οποίο εφαρμόζει ο άξονας της τουρμπίνας με την αντίστοιχή του υποδοχή (spigot). Οι τρύπες, επίσης ακριβείας που είναι στην φλάντζα του υδροστροβίλου ταυτοποιούνται με ένα εργαλείο σύγκρισης (jig) για να αντιστοιχούν, μία προς μία με τις αντίστοιχες της φλάντζας του άξονα. Όταν τοποθετήθηκε το εργαλείο σύγκρισης στην φλάντζα του υδροστροβίλου παρατηρήθηκε ένα κενό μεταξύ της διαμέτρου του δακτυλίου του υδροκινητήρα και του αντιστοίχου του εργαλείου σύγκρισης σε τρία σημεία περιφερικά, ίσης αποστασης μεταξύ τους με μέγιστο άνοιγμα περίπου 0,010”. Κατά την επεξεργασία η ομοκεντρικότητα έδειχνε το ίδιο από την πλευρά κοπής του εργαλείου και από την αντίθετη πλευρά και η μέτρηση της διαμέτρου ήταν εντός 0,001” σε οποιοδήποτε σημείο. Η εξήγηση που δίνω σε αυτό το φαινόμενο είναι ότι το τραπέζι του κάθετου τόρνου πάνω στο οποίο ήταν προσδεμένος ο υδροστρόβιλος κατά την περιστροφή αμφιταλαντευόταν λόγω πιθανής φθοράς ή άλλης αιτίας των υποστηριγμάτων του από τα οποία εκρέει το λάδι πάνω στο οποίο στηρίζεται το τραπέζι ή φθορά του ίδιου του τραπεζιού. Σκέφτηκα πως αυτό θα μπορούσε να διαπιστωθεί εάν υπήρχαν 4 ή περισσότερα συγκριτικά ρολόγια τοποθετημένα ανάλογα. Θα είναι μια καλή ιδέα αν στο μέλλον ακολουθείται μια τακτική για όλες τις διαμέτρους, οριζόντιες και κάθετες και για όλες τις επιφάνειες με τουλάχιστον τέσσερα συγκριτικά ρολόγια.

Το “lower bracket στην Κίνα.”  Ήταν μια μεγάλη κατασκευή για το υδροηλεκτρικό εργοτάξιο Three Gorges στην Κίνα. Το βάρος του ανερχόταν σε 296 μετρικούς τόνους. Φτιαγμένο από χοντρές λαμαρίνες με μία μεγάλου πάχους λαμαρίνα σε σχήμα κυλίνδρου στο κέντρο, γύρω από την οποία ήταν συγκολλημένα όλα τα υπόλοιπα μέρη του και μία επιφάνεια επεξεργασμένη η οποία έπρεπε να είναι επίπεδη εντός 0,05 του μέτρου. Η επεξεργασία είχε τελειώσει όταν διαπιστώθηκε  ότι μερικά από τα κάθετα στηρίγματα (ribs) δεν είχαν το απαιτούμενο πάχος αποθήκευσης μετάλλου στα φιλέτα. Ο κατασκευαστής δέχτηκε να τα επισκευάσει επί τόπου (στο έδαφος) ενώ εγώ σαν υπεύθυνος φοβόμουν ότι μπορεί να επηρεαστεί η επιπεδότητα της συγκεκριμένης επιφάνειας και ήθελα το κομμάτι ξανά στην μηχανή για να πιστοποιηθεί ότι η επεξεργασμένη επιφάνεια ήταν επίπεδη μέσα στα προκαθορισμένα όρια. Ο κατασκευαστής επέμενε ότι λόγω του πάχους των μετάλλων από τα οποία απαρτιζόταν η κατασκευή ήταν αδύνατο να επέλθει η παραμικρή διαστρέβλωση. τελικά αντιπρότεινα μία λύση που έγινε δεκτή από τον κατασκευαστή:

Γύρω από την επιφάνεια εκείνη ήταν ένας κύλινδρος από λαμαρίνα, εσωτερικής διαμέτρου γύρω στα 3 μέτρα. Θα μετρούσαμε την εσωτερική διάμετρο σε τέσσερα σημεία (ανά περίπου 45 μοίρες) πριν και μετά την επισκευή. Αν υπήρχε διαφορά στις μετρήσεις, θα ήταν απόδειξη ότι η εν λόγω επιφάνεια είχε διαστρευλωθεί, πράγμα που όπως αποδείχτηκε εκ των υστέρων, είχε συμβεί.

6. Δυνατότητα μέτρησης επιπεδότητας επιφανείας στο έδαφος και κάθετης ευθυγράμμισης οπών. (Αναφέρεται στην άνωθεν περίπτωση Το “lower bracket στην Κίνα.”) Αργότερα σκέφτηκα πως θα μπορούσα με μια κατασκευή να εξετάσω κατά πόσο η επιφάνεια ήταν επίπεδη επί του εδάφους. Επρόκειτο για μία επιφάνεια ανάμεσα σε δύο κύκλους, περίπου 4 μέτρα ο εσωτερικά και 6 μέτρα ο εξωτερικά. Πρέπει φυσικά πρώτα να δοκιμαστεί αλλά αν έχει επιτυχία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με οικονομία χρόνου και καλλίτερη απόδοση και για την συναρμολόγηση στο εργοτάξιο του κάτω και άνω δακτυλίου (bottom ring and head cover).

Έχω επίσης σκεφτεί τον τρόπο να μετρώ την κάθετη ευθυγράμμιση μεταξύ δύο εσωτερικών διαμέτρων με ένα σύστημα που αν αποδειχτεί εφαρμόσιμο θα επιφέρει σημαντικό κέρδος σε χρόνο και ποιότητα.

7.Η μέτρηση της κωνικότητας μεγάλων αντικειμένων.

Το βιβλίο μου της μετρολογίας καθόριζε τον τρόπο μετρησης ενός κωνικού αντικειμένου. Τοποθετείς το κωνικό αντικείμενο απάνω στο τραπέζι ελέγχου με την μικρή του διάμετρο κάτω και μετράς σε δύο διαφορετικά ύψη με την διαφορά του ύψους να μετριέται με πλακίδια ακριβείας. Πώς όμως μετράς τα μεγάλα κομμάτια;

Στις αρχές της δεκαετίας του ’80 πήγα σε μια χαρτοβιομηχανία στο Αρκάνσας  να μετρήσω ένα κωνικό εξάρτημα για να φτιάξουμε στο Μόντρεαλ το αντίστοιχο κωνικό. Για την μέτρηση της κωνικότητας αυτού του είδους των τεμαχίων (trunions) χρησιμοποιούσαμε ένα εργαλείο που στην ουσία ήταν μια γωνιά ακριβείας 3/4” περίπου πάχος που την προσδέναμε απάνω στον κωνικό άξονα ούτως ώστε εάν το αντικείμενο προς μέτρηση είχε την επιθυμητή κωνικότητα, η άνω πλευρά της γωνίας με την κάτω πλευρά του κωνικού άξονα ήταν παράλληλες. Συνέβη όμως η κκωνικότητα του εν λόγω αντικειμένου να μην είναι σύμφωνη με τα δικά μας στάνταρντς. Ο πρώην κατασκευαστής χρησιμοποιούσε έναν δικό του τρόπο για την μέτρηση. Χάραζε σε κάποιο βάθος δύο γαρνιτούρες σε ακριβή απόσταση μεταξύ τους και μετρούσε στην αιχμή της κάθε γαρνιτούρας. Έτσι δεν έφυγα άπρακτος.

Επιστρέφοντας στο Μόντρεαλ άρχισα να σκέπτομαι έναν τρόπο για να μπορώ να μετρώ την οποιαδήποτε κωνικότητα. Και η ευκαιρία δόθηκε με τον άξονα της εικόνας.

Συγκόλλησα δύο σφαίρες της ίδιας διαμέτρου στις άκρες ενός σωλήνα διαμέτρου κατά τι μικρότερης της των σφαιρών. Ευθυγράμμισα τις σφαίρες  ώστε τα κέντρα τους να συμπίπτουν στο ίδιο επίπεδο με την αξονική γραμμή του άξονα. Με στοιχειώδεις γνώσεις τριγωνομετρίας η κωνικότητα και η διάμετρος του κωνικού σε οποιοδήποτε σημείο μπορούν να υπολογιστούν εάν είναι γνωστά το ακριβές μήκος της ράβδου, η διάμετρος των σφαιρών και η απόσταση από την κάθε σφαίρα στην απέναντι πλευρά του άξονα. Χρησιμοποίησα την ίδια λογική για να μετρήσω την εσωτερική κωνικότητα.

Έτσι, όταν αργότερα κατασκευάσαμε υδροκινητήρες με κωνική υποδοχή και με κωνικούς άξονες είχαμε μια πολύ καλή επιτυχία στην επαφή (95% ήταν η απαιτούμενη επαφή) με αποτέλεσμα να έχουμε καλλίτερη ποιότητα και οικονομία χρόνου.

Αργότερα μου χορηγήθηκε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τις Ηνωμένες πολιτείες 4,777,731 στις 18 Οκτωβρίου 1988 και από τον Καναδά στις 8 Ιανουαρίου 1991 με αριθμό 1278678.

8.Τα spigots. Τι είναι, και λύση για τον τρόπο μέτρησης ξεπερνώντας τις μέχρι τώρα δυσκολίες.

Όπως ήδη έχω αναφερθεί και πιο πριν πρόκειται για προεξοχές ή υποδοχές μικρού ύψους ή μικρού βάθους που εφαρμόζοντας το ένα μέσα στο άλλο, συνήθως στην περίπτωση σύνδεσης αξόνων μεταξύ τους ή αξόνων και περιστρεφόμενων από αυτούς αντικειμένων με σκοπό την κλειστή εφαρμογή και την διατήρηση της ιδίας αξονικής γραμμής. Ως εκ τούτου είναι απαραίτητη η ακριβής μέτρηση αλλά η απ’ ευθείας μέτρηση είναι σχεδόν πάντοτε αδύνατη λόγω του μικρού ύψους ή βάθους των προεξοχών ή υποδοχών όταν μάλιστα κατά την επεξεργασία σε οριζόντιο τόρνο παρεμβάλλεται το εργαλείο που στηρίζει το κέντρο του εξαρτήματος.

Εδώ έχω μια απλή λύση αλλά πρέπει να κατασκευαστεί ένα πολύ απλό εργαλείο ακριβείας για τον σκοπό αυτόν.

9.Το ιστορικό κατασκευής του υδροστροβίλου τύπου Francis στις μέρες μου.

Φτιάξαμε όλων των ειδών υδροκινητήρες όσα χρόνια δούλεψα για την εταιρία GE HYDRO και με τις προκατόχους της, αλλά το πιο διαδεδομένο ήταν αυτό του κινητήρα Francis και αυτό που έχω κάτι να προσφέρω σήμερα.Στην αρχή οι μικροί και μεσαίοι υδροστρόβιλοι αυτού του τύπου ήταν χυτοί σε ένα ατόφιο χυτό ή σε δύο κομμάτια τα οποία συγκολλούσαμε σε ένα.Ύστερα από έναν προσωρινό έλεγχο που ήταν περισσότερο για να διορθώσουμε εμφανείς βλάβες και μια πρόχειρη επεξεργασία της επιφάνειας των πτερυγίων μετρούσαμε το άνοιγμα μεταξύ πτερυγίων στην έξοδο του νερού-τα πτερύγια είχαν μεγαλύτερο μήκος για να επιτρέψουν κοπή για να καταλήξουμε στο απαιτούμενο άνοιγμα-κάναμε την πρώτη μηχανική επεξεργασία και κατόπιν έλεγχο σε τρία σημεία της γωνίας εισόδου του νερού στα πτερύγια και αφού ήταν βέβαιο ότι ήταν όλα σε κατάσταση που θα μπορούσαν να βελτιωθούν χωρίς προβλήματα γινόταν η θερμική κατεργασία για να απελευθερωθούν οι όποιες δυνάμεις θα μπορούσαν να προκαλέσουν  αλλοίωση της τελικής μορφής, τρόχιζαν τις επιφάνειες των πτερυγίων και όλες τις εσωτερικές επιφάνειες σύμφωνα με γραπτές οδηγίες από τους υπεύθυνους μηχανικούς, στα προκαθορισμένα σημεία της εισόδου του νερού που είχαν περισσότερη φθορά έκαναν μια επένδυση με ανοξείδωτο ατσάλι, γινόταν η τελική μηχανική επεξεργασία και ο τελικός έλεγχος όλων των υδραυλικών επιφανειών με τελευταία την ζυγοστάθμιση για να φορτωθεί τέλος στο όχημα που θα τον μετέφερε στο εργοτάξιο του πελάτη.

Για του μεγαλύτερου μεγέθους υδροστροβίλων τα πτερύγια ήταν χυτά αλλά ανεξάρτητα η δε κορώνα (crown) και η φούστα (band) επεξεργασμένες σε ημιτελική μορφή. Τα πτερύγια ελέγχονταν με μια συγκριτική κατασκευή από λαμαρίνες και σιδηροδοκούς και επισκευάζονταν. Η κορόνα και η φούστα τοποθετούνταν στο κατάλληλο ύψος έχοντας την ίδια γραμμή κέντρου με μια περιστρεφόμενη κολώνα στην οποία ήταν συνδεδεμένες δύο συγκριτικές λαμαρίνες μία κάθετη στην έξοδο του νερού και μία οριζόντια στο επίπεδο της φούστας στην είσοδο του νερού. Αυτές οι δύο λαμαρίνες αντικαθιστούσαν δύο από τις πέντε συγκριτικές που χρησιμοποιούνταν κατά την επισκευή των πτερυγίων. Τέλος η θέση των πτερυγίων με τα επιτρεπόμενα όρια της θέσης τοποθέτησης ήταν σημαδεμένες στην κορόνα και στην φούστα. Το μειονέκτημα ήταν η δυσκολία να προσδιοριστεί η ακριβής θέση της γραμμής αναφοράς του πτερυγίου στην περιοχή εισόδου του νερού εκτός του ότι  οι συγκριτικές λαμαρίνες κατά την τοποθέτηση των πτερυγίων δεν ήταν πλήρως ακριβείς σε σύγκριση με τις άλλες που χρησιμοποιούντο για την επισκευή των πτερυγίων. Η υπόλοιπη διαδικασία ήταν η ίδια όπως προηγουμένως ανεφέρθηκε.

Τελικά ήρθαν τα μηχανικώς επεξεργασμένα πτερύγια. Εξ ολοκλήρου από ανοξείδωτο ατσάλι με ακριβή επεξεργασία, θα μπορούσαν να συμβάλλουν σε ένα σχεδόν τέλειο υδροκινητήρα που θα περιστρέφεται ομαλά, χωρίς κραδασμούς, θα έχει την μέγιστη απόδοση  και περισσότερη διάρκεια ζωής. Δυστυχώς, κατά τη γνώμη μου  δεν ξεφύγαμε ακόμη από τις παλιές συνήθειες και χρησιμοποιούμε ακόμα ή χρησιμοποιούσαμε μέχρι την συνταξιοδότησή μου συγκριτικές λαμαρίνες για την τοποθέτηση των πτερυγίων με όλα τα επακόλουθα συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι οι λαμαρίνες διαστρεβλώνονται κάτω από το βάρος τους ειδικά όταν οι διαστάσεις είναι μεγάλες.

10.Πώς μπορώ να συμβάλλω σε ένα ευκολότερο και πιο ακριβή τρόπο κατασκευής υδροστροβίλων, τοποθετώντας  όλα τα πτερύγια με ακρίβεια, χωρίς συγκριτικές λαμαρίνες. Ακόμα και κατά την επισκευή στο εργοτάξιο δεν χρειάζονται λαμαρίνες. Η λύση είναι απλή. Φτάνει μόνο να δουλέψει λίγο η σκέψη. Απαιτείται optical coordinate measuring system (theodolites) στην πρώτη περίπτωση και ένα robotic arm στην δεύτερη.