ISO 1940-1 — متطلبات الجودة المتوازنة للدوارات الصلبة
المعيار الدولي الأساسي الذي يحدد نظام جودة التوازن من الدرجة G - من G 0.4 (الجيروسكوبات) إلى G 4000 (محركات الديزل البحرية). تم دمجه الآن في معيار ISO 21940-11، بقيم ومنهجية متطابقة للدرجة G.
تُدمج Vibromera جدول الدرجات الكامل من G 0.4 إلى G 4000 في جهاز Balanset-1A، بحيث يبلّغ الجهاز عن جودة الموازنة المحققة وفقًا لمعيار ISO 1940-1 فور انتهاء عملية تشغيل الوزن التجريبي.
عدم الاتزان المتبقي المسموح به
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — أدخل بيانات الدوار، واحصل على Uper
النتائج — ISO 1940-1
عدم التوازن المتبقي المسموح به
لحساب التفاوت
درجات الجودة المتوازنة من الدرجة G
مقياس لوغاريتمي بمعامل 2.5 بين الدرجات المتجاورة - من الدقة الفائقة G 0.4 إلى البحرية G 4000
📋 جدول كامل لدرجات الجودة G — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| الدرجة G | e·ω (mm/s) | أنواع الدوارات النموذجية | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | الجيروسكوبات، والمغازل الدقيقة، ومحركات الأقراص الضوئية | يقترب من الحد الأقصى للموازنة التقليدية |
| جي 1.0 | 1.0 | محركات مغزل الطحن، مسجلات الأشرطة، المحركات الدقيقة الصغيرة | يتطلب ظروف نظافة فائقة |
| G 2.5 | 2.5 | توربينات الغاز والبخار، والمولدات التوربينية، والضواغط التوربينية، والمحركات عالية السرعة | يمنع التلف المبكر للمحامل |
| G 6.3 | 6.3 | المراوح، والمضخات، وعجلات التوازن، والمحركات الكهربائية، وأدوات الآلات، ولفائف الورق | الأكثر شيوعاً - الدرجة الافتراضية |
| G 16 | 16 | أعمدة كاردان (خاصة)، آلات زراعية، كسارات، مراوح مناجم | ظروف قاسية وظروف عمل شاقة |
| G 40 | 40 | عجلات وإطارات السيارات، أعمدة الكردان (قياسية)، مراوح بطيئة | يهيمن تنوع الإطارات |
| G 100 | 100 | محركات كاملة للسيارات والشاحنات والقاطرات | محركات الاحتراق الداخلي كوحدات تجميع |
| G 250 | 250 | أعمدة المرفق لمحركات الديزل عالية السرعة | مستوى المكونات |
| G 630 | 630 | أعمدة مرفقية لمحركات كبيرة رباعية الأشواط، ومحركات ديزل بحرية مثبتة على قواعد مرنة | محرك ترددي كبير منخفض السرعة |
| G 1600 | 1600 | أعمدة المرفق لمحركات ثنائية الأشواط كبيرة الحجم | بطيئة للغاية، وأساسات ضخمة |
| G 4000 | 4000 | أعمدة مرفقية لمحركات الديزل البحرية منخفضة السرعة مثبتة على قواعد صلبة | أقل المتطلبات صرامة |
📊 التفاوتات المحسوبة مسبقًا للدوارات الصناعية الشائعة
| نوع الدوار | الكتلة (كجم) | RPM | G | Uper (جم·مم) | لكل طائرة | eper (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| محرك صغير | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| مروحة نظام التكييف والتهوية | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| دوّار المضخة | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| ضاغط توربيني | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| لفة ورق | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| مروحة محطة توليد الطاقة | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| مغزل الطحن | 2 | 24 000 | جي 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| عجلة سيارة | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 طرق تخصيص التفاوتات — الفصل 7 من المواصفة القياسية الدولية ISO 1940-1
| نوع الدوار | توزيع | صيغة | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| متماثل | تقسيم متساوٍ | Uل=Uر=Uper/2 | أبسط الحالات: محركات، وبعض المراوح. |
| عدم التناظر بين المحامل | متناسب | Uل=Uper·(ب/ل) | الطريقة الأكثر شيوعاً. |
| ناتئ (كانتليفر) | قائم على اللحظة | المعادلات الساكنة | دقة أعلى في التفاوتات على الأسطح المتدلية. |
| ضيق (تقترب الطائرات) | فصل ثابت + زوج | وفقًا للمعيار ISO 21940-12 | تأثيرات اهتزاز مختلفة. |
ما هو معيار ISO 1940-1؟
إجابة سريعة
ISO 1940-1 (الاهتزاز الميكانيكي - موازنة متطلبات جودة الدوارات في حالة ثابتة (صلبة)) يحدد نظام جودة التوازن من الدرجة G للمحركات الدوارة الصلبة. الصيغة Uper = (9549 × G × M) / n يحسب المبلغ المتبقي المسموح به عدم الاتزان. تم استبداله بـ ISO 21940-11:2016 بقيم متطابقة. الدرجة الافتراضية للآلات الصناعية: G 6.3.
يُعدّ معيار ISO 1940-1 الوثيقة الأساسية لموازنة الدوارات عالميًا. ويُعتبر نظام تصنيف G الخاص به اللغة الفعلية للموازنة، حيث يفهم جميع المتخصصين في العالم عبارة "الموازنة وفقًا لتصنيف G 6.3". ويغطي هذا المعيار الدوارات الصلبة، بدءًا من المغازل الدقيقة الصغيرة وصولًا إلى أعمدة المرفق الضخمة، موفرًا إطارًا عالميًا لتحديد جودة الموازنة وحسابها والتحقق منها.
ينطبق المعيار فقط على جامد الدوارات - تلك التي تكون تشوهاتها المرنة تحت تأثير قوى الطرد المركزي ضئيلة عبر نطاق سرعة التشغيل. الدوارات المرنة (التي تعمل فوق سرعة الانحناء الحرجة الأولى) مشمولة بالمعيار ISO 21940-12.
مفهوم الدوار الصلب
يُصنف الدوار على أنه صلب إذا لم يتغير توزيع كتلته بشكل ملحوظ مع تغير السرعة من الصفر إلى أقصى سرعة تشغيل. والنتيجة الرئيسية لذلك هي: يبقى الدوار المتوازن عند سرعة منخفضة على آلة الموازنة متوازناً عند سرعة تشغيله. وهذا يسمح بالموازنة عند 300-600 دورة في الدقيقة على آلة ورشة العمل مع تلبية التفاوتات عند 3000+ دورة في الدقيقة في الخدمة.
إذا كان الدوار يعمل في المنطقة فوق الحرجة (فوق الانحناء الأول) السرعة الحرجة) أو بالقرب منها الرنين, تؤدي الانحرافات إلى تغيير توزيع الكتلة الفعال، وقد لا يكون التوازن عند السرعات المنخفضة فعالاً عند السرعات العالية. تُصنف هذه الدوارات على أنها مرنة.
ما لا يغطيه معيار ISO 1940-1
الدوارات ذات الهندسة المتغيرة (المحاور المفصلية، شفرات المروحية). الرنين في أنظمة الدوار-الدعامة-الأساس. القوى الديناميكية الهوائية والمائية غير المرتبطة بتوزيع الكتلة. للاطلاع على معلومات خاصة بالمراوح، انظر ISO 14694 (فئات BV الخاصة بالمراوح وحدود الاهتزاز).
أنواع عدم الاتزان
عدم الاتزان = محور القصور الذاتي للدوار ≠ محور الدوران. في صيغة متجهة: U = m × r (جم·مم). يصنف معيار ISO 1940-1 ثلاثة أنواع:
- عدم الاتزان الساكن: محور القصور الذاتي موازٍ لمحور الدوران ولكنه مُزاح. كتلة واحدة غير متوازنة مكافئة. قابلة للتصحيح في طائرة واحدة. نموذجي: بكرات، تروس ضيقة، مراوح دافعة (L/D < 0.5).
- عدم التوازن بين الزوجين: محور القصور الذاتي يمر عبر مركز الكتلة ولكنه مائل. محصلة القوى تساوي صفرًا، لكن عزم الدوران (زوج من القوى) يُحرك الدوار. يتطلب ذلك مستويان.
- عدم التوازن الديناميكي: الحالة العامة - حالة ثابتة + عزم دوران مُجتمعان. محور القصور الذاتي ليس موازياً لمحور الدوران ولا يتقاطع معه. يتطلب ذلك مستويان. معظم الدوارات الحقيقية تعاني من عدم توازن ديناميكي.
عدم الاتزان النوعي (اللامركزية)
يُعرَّف المنتج من الدرجة G بأنه المنتج هـ × ω (مم/ث) — السرعة الخطية لمركز كتلة الدوار أثناء دورانه حول محور الدوران. هذا الرقم الواحد يحدد جودة التوازن بغض النظر عن حجم الدوار وسرعته.
نظام الدرجات G - الأساس المادي
تشابه الكتلة
بالنسبة للدوارات المتشابهة هندسيًا: Uper ∝ M → عدم توازن محدد eper ينبغي أن يكون ثابتاً. معيار واحد ينطبق على جميع الأحجام.
تشابه السرعة
القوة الطاردة المركزية F = M·e·ω². للحفاظ على أحمال التحميل المقبولة عند السرعات المختلفة، eper يجب أن تنخفض مع زيادة ω:
حساب عدم التوازن المتبقي المسموح به
مثال عملي: دوار المروحة، G 6.3
المعطيات: مروحة طرد مركزي، M = 200 كجم، n = 1500 دورة في الدقيقة، G 6.3.
المجموع: Uper = 9549 × 6.3 × 200 / 1500 = 8021 جم·مم
الانحراف: eper = 8 021 / 200 = 40.1 ميكرومتر
لكل مستوى (متناظر، 2): 8 021 / 2 = 4011 جم·مم
عند R = 400 مم: 4 011 / 400 = 10.0 غرام لكل طائرة
استخدم دائمًا أقصى سرعة للخدمة
يجب أن تكون السرعة في المعادلة هي أعلى سرعة دوران في الدقيقة أثناء التشغيل، وليس سرعة جهاز الموازنة. تُوازن العديد من الدوارات عند سرعة دوران تتراوح بين 300 و600 دورة في الدقيقة، ولكن يجب استخدام سرعة التشغيل الفعلية (مثلاً 1480 دورة في الدقيقة) لتحديد التفاوتات المسموح بها. استخدام سرعة جهاز الموازنة يؤدي إلى تفاوتات غير دقيقة بشكل خطير.
تخصيص الأموال لخطط التصحيح
Uper ينطبق ذلك على مركز كتلة الدوّار. عمليًا، يكون التوازن في مستويين (بالقرب من المحامل). قواعد الفصل السابع:
دوارات متناظرة
مركز الكتلة عند نقطة المنتصف → متساوي: Uل = Uر = Uper / 2.
عدم التماثل بين المحامل
دوارات بارزة
تُحدث الكتلة المتدلية عزم انحناء يُحمّل كلا المحملين. يلزم إعادة حساب العزم ← عادةً ما يكون التفاوت المسموح به على المستوى المتدلي أدق بكثير. شائع في المضخات، والضواغط أحادية المرحلة، ومراوح الدفع الكابولية.
الأخطاء والتحقق
مصادر الأخطاء
- منهجي: انحراف معايرة الآلة، والمحاور اللامركزية، وتأثيرات مجرى المفتاح (ISO 8821)، والتشوه الحراري.
- عشوائي: ضوضاء المستشعر، وحركة الدعامة، واختلاف وضعية الدوار.
يجب ألا يتجاوز الخطأ الكلي 10-15% من التفاوت المسموح به. إذا كان أكبر من ذلك، فقم بتضييق التفاوت المسموح به وفقًا لذلك.
تأثيرات التجميع
موازنة المكونات لا تعني بالضرورة موازنة التجميع. قد يؤدي عدم مركزية الوصلات، والانحراف الشعاعي، والتركيبات غير المحكمة إلى إبطال مفعول المكونات. لذا، يُنصح بموازنة الدوار المُجمَّع بدقة.
أساليب التحقق
- اختبار الفهرسة: أدر الدوار 180 درجة على المغزل، ثم أعد القياس. التغيير = خطأ في التثبيت.
- اختبار الوزن التجريبي: أضف كتلة معلومة، وتحقق من أن تغير المتجه المقاس يطابق التوقع.
- فحص ميداني: قياس الاهتزاز على المحامل لكل ISO 10816.
Balanset-1A: متوافق مع معيار ISO 1940-1 المدمج
Balanset-1A يُؤتمت عملية التحقق من معيار ISO 1940-1: أدخل الكتلة والسرعة ودرجة G → تحقق فوري من Uper مع تخصيص تلقائي للمستوى. بعد الموازنة، تتم مقارنة الباقي بالحد الأقصى. تُنشئ وظيفة التقارير F6 بروتوكولًا رسميًا يوثق درجة G المحققة. دقة السرعة ±5%، والطور ±1° - كافية لدرجات G من 16 إلى 2.5. Balanset-4 يمتد إلى أربع قنوات للدوارات المعقدة متعددة المحامل.
أمثلة محلولة
الحالة 1: المحرك الكهربائي — G 6.3
الدوار: 15 كيلوواط، 1460 دورة في الدقيقة، 35 كجم، متناظر بين المحامل.
تسامح: Uper = 9549 × 6.3 × 35 / 1460 = 1442 جم·مم → 721/طائرة.
عند R = 80 مم: 721 / 80 = 9.0 غرام/طائرة. وزن متبقٍ: 180 غرام·مم. ✅
الحالة 2: المضخة - المكره المعلق، G 6.3
الدوار: عمود + دافع 18 كجم، 2950 دورة في الدقيقة. دافع 6 كجم بارز 120 مم. مسافة المحمل 250 مم.
المجموع: Uper = 367 جم·مم. توزيع العزم: الأمامي ≈ 202، الخلفي ≈ 165 جم·مم.
متوازن ميدانيًا مع Balanset-1A المستوى الأحادي: 8.5 غرام عند 230 درجة. الوزن النهائي: 95 غرام·مم. ✅
الحالة 3: الضاغط التوربيني — G 2.5
الدوار: محرك ثلاثي المراحل، وزنه 65 كجم، وسرعته 12000 دورة في الدقيقة. غير متماثل قليلاً.
تسامح: Uper = 129 جم·مم → 65/مستوى → عند R = 95 مم: 0.68 غرام/طائرة.
دقة أقل من غرام واحد ← تُستخدم فقط مع آلات عالية السرعة في الورشة. اختبار المؤشر: خطأ المندريل < 5 غرام·مم. النتيجة النهائية: 28 غرام·مم/مستوى. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- قيم الدرجة G، والصيغ، وجداول التطبيق — تطابق. لا توجد تغييرات تقنية.
- سلسلة ISO 21940: الجزء 11 (الجودة)، الجزء 12 (المرونة)، الجزء 14 (الإجراءات)، الجزء 21 (الأوصاف)، الجزء 31 (الحساسية)، الجزء 32 (المفاتيح).
- يُستخدم كلا المصطلحين بشكل متبادل في الممارسة العملية.
- ISO 14694 تشير فئات BV إلى الدرجات G بشكل مباشر.
المعايير ذات الصلة
- ISO 21940-11: هذا المعيار - نظام الدرجة G.
- ISO 21940-12: موازنة الدوار المرن.
- ISO 10816 / ISO 20816: تقييم الاهتزازات - النتيجة التشغيلية لجودة التوازن.
- ISO 14694: فئات BV الخاصة بالمراوح، ودرجات الموازنة، وحدود الاهتزاز.
- الأيزو 8821 ISO 8821: تأثير مجرى المفتاح (اتفاقية المفتاح النصفي).
- API 610 / API 617: مضخات/ضواغط البترول وفقًا للمعيار ISO 1940.
المعيار الرسمي: ISO 1940-1 على متجر ISO →
في هذه الصفحة
حاسبة التفاوت جدول الدرجات G ما هو معيار ISO 1940-1؟ مفهوم الدوار الصلب أنواع عدم الاتزان ثابت / مزدوج / ديناميكي عدم الاتزان النوعي نظام الدرجات G قوانين التشابه صيغة التسامح تخصيص الطائرات متناظر / غير متناظر دوارات بارزة الأخطاء والتحقق دراسات حالة (3) الانتقال إلى معيار ISO 21940-11 الأسئلة الشائعة (8 أسئلة)معدات الموازنة
موازنة ميدانية محمولة مزودة بحاسبة التفاوتات ISO 1940 المدمجة والتحقق من الدرجة G.
Balanset-1A → Balanset-4 →الأسئلة الشائعة - ISO 1940-1
نظام جودة توازن من الدرجة G للدوارات الصلبة
▸ ما الفرق بين ISO 1940-1 و ISO 21940-11؟
▸ كيف يمكنني حساب عدم الاتزان المتبقي المسموح به؟
▸ ما هو الدوار الصلب؟
▸ ما هي الدرجة G المناسبة للمضخات أو المراوح أو المحركات؟
▸ كيفية تحديد التفاوت المسموح به بين المستويات؟
▸ ما الأنواع الثلاثة لعدم الاتزان؟
▸ لماذا تُمنح الدرجات G على مقياس لوغاريتمي؟
▸ هل يمكنني التحقق من الامتثال باستخدام جهاز موازنة محمول؟
ميزان وفقًا للمعيار ISO 1940-1 — في الميدان
تتضمن موازنات Vibromera المحمولة حاسبات التفاوتات ISO 1940 المدمجة، وتخصيص المستوى التلقائي، وتقارير التوازن الرسمية التي توثق درجة G المحققة.
تصفح معدات الموازنة →
