فهم درجات جودة التوازن (الدرجات G)

التعريف: ما هي درجة جودة التوازن؟

A درجة جودة التوازنيُشار عادةً إلى "درجة G"، وهي تصنيف موحد مُعرّف في معياري ISO 1940-1 وISO 21940-11، ويُحدد أقصى تفاوت مُتبقي مسموح به للدوار. وهو ليس مقياسًا للاهتزاز في حد ذاته، بل هو تفاوت مُتبقي في عدم التوازن، بناءً على كتلة الدوار وأقصى سرعة خدمة. يُمثل تفاوت G سرعة محيطية ثابتة لمركز كتلة الدوار، مُعبّرًا عنها بالملليمتر في الثانية (مم/ثانية). يدل انخفاض رقم G على تفاوت أدق ومتطلبات توازن أعلى دقة.

غرض نظام الصف G

طُوِّر نظام G-grade لإنشاء طريقة عالمية وموحدة لتحديد مدى جودة موازنة الدوار. فبدلاً من التصريح بشكل مبهم بـ "يجب أن يكون الدوار متوازنًا جيدًا"، يمكن للمهندسين تحديد هدف دقيق وقابل للتحقق مثل "التوازن إلى G6.3". يوفر هذا النظام لغة مشتركة للمصنعين وفرق الصيانة والعملاء، مما يضمن استيفاء المعدات لمعايير التشغيل المطلوبة للموثوقية والسلامة. وتتمثل الأهداف الرئيسية في:

• الحد من الاهتزازات الناتجة عن عدم التوازن إلى مستويات مقبولة.
• تقليل القوى الديناميكية على المحامل، مما يؤدي إلى إطالة عمرها الافتراضي.
• تأكد من أن الدوار يمكنه العمل بأمان حتى أقصى سرعة تصميمية له.
• توفير معيار قبول واضح وقابل للقياس للمعدات الجديدة والمُصلحة.

كيف يتم تحديد درجات الجودة المتوازنة؟

توفر معايير ISO جدولاً شاملاً يوصي بدرجات G لمئات الأنواع المختلفة من المكونات الدوارة. يعتمد اختيار درجة معينة على عوامل مثل:

• نوع الماكينة: تتطلب التوربينات عالية السرعة توازنًا أفضل بكثير (درجة G أقل) من الآلة الزراعية ذات السرعة البطيئة.
• كتلة الدوار: غالبًا ما تكون الدوارات الأخف وزناً أكثر حساسية لعدم التوازن.
• سرعة التشغيل: كلما زادت السرعة، زادت قوة الطرد المركزي الناتجة عن اختلال معين، مما يتطلب توازنًا أفضل.
• هيكل الدعم: قد تحتاج الدوارات الموجودة على الدعامات المرنة إلى توازن أفضل من تلك الموجودة على الأساسات الصلبة.

أمثلة على درجات الجودة المتوازنة المشتركة (من ISO 1940-1)

وتوضح القائمة التالية مجموعة واسعة من التطبيقات ودرجات G المقابلة لها، من أدنى مستوى إلى أعلى مستوى من الدقة:

• ج 40: عجلات السيارات، محركات العمود المرفقي للمحركات البطيئة.
• ج 16: أجزاء الآلات الزراعية، أعمدة القيادة.
• ج 6.3: درجة قياسية للعديد من المكونات الصناعية، مثل محركات المحركات الكهربائية، ومراوح المضخات، والمراوح، وآلات مصانع المعالجة. تُعد هذه الدرجة من أكثر الدرجات شيوعًا.
• ج 2.5: المكونات عالية السرعة وعالية الدقة، مثل التوربينات الغازية والبخارية، والضواغط التوربينية، ومحركات أدوات الآلات، ودوارات المولدات التوربينية.
• جي 1.0: محركات ماكينة الطحن، محركات صغيرة جدًا وعالية السرعة.
• ج 0.4: أعلى مستوى من الدقة للمكونات مثل الجيروسكوبات، ومغازل الطحن الدقيقة، والمعدات لصناعة أشباه الموصلات.

حساب عدم التوازن المتبقي المسموح به

يتم استخدام الدرجة G في صيغة لحساب الحد الأقصى المسموح به لعدم التوازن المتبقي (U)_لكل) التي يمكن أن تبقى في الدوار بعد الموازنة.

يو_لكل (جم·ملم) = (٩٥٥٠ × كتلة الدوار [كجم] × درجة G [مم/ثانية]) / أقصى سرعة خدمة [دورة في الدقيقة]

تُحدد هذه الصيغة لفني الموازنة الهدف المحدد الذي يجب تحقيقه. على سبيل المثال، دوار وزنه 100 كجم وسرعته القصوى 3000 دورة في الدقيقة، ومتوازن عند G6.3، سيكون لديه اختلال توازن متبقي مسموح به قدره (9550 * 100 * 6.3) / 3000 ≈ 2005.5 جم·مم. يُوزع هذا الاختلال الكلي عادةً بين مستويي التصحيح.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي