Pochopení vyvažování tolerance

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

£1,793.60 Původní cena byla: £1,793.60.£1,543.86Aktuální cena je: £1,543.86.

Díly

Snímač vibrací

£81.73 Původní cena byla: £81.73.£63.57Aktuální cena je: £63.57.

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

£112.61 Původní cena byla: £112.61.£81.73Aktuální cena je: £81.73.

Zařízení

Balanset-4

£6,178.15

Díly

Magnetický stojan Insize-60-kgf

£41.77

Díly

Reflexní páska

£9.08

Zařízení

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

£1,575.64 Původní cena byla: £1,575.64.£1,362.23Aktuální cena je: £1,362.23.

Definice: Co je to vyrovnávací tolerance?

Vyvažování tolerance je maximální povolené množství zbytková nevyváženost které mohou zůstat v rotoru po vyvažování je dokončeno. Představuje kritérium přijetí, které definuje, zda je rotor dostatečně vyvážený pro zamýšlený provoz. Tolerance vyvážení se vyjadřuje buď jako specifická nevyvážená hmotnost na daném poloměru (v gramech-milimetrech nebo unci-palcích), nebo jako amplituda vibrací (v mm/s nebo milech).

Tolerance jsou definovány mezinárodními normami, především ISO 21940 řady, které specifikují stupně kvality vyvážení na základě typu rotoru, provozních otáček a aplikace. Tyto normy zajišťují konzistentní, bezpečné a efektivní vyvážení napříč odvětvími a typy zařízení.

Proč je důležité vyvažovat toleranci

Stanovení vhodných tolerancí vyvážení je zásadní z několika důvodů:

• Bezpečnost: Nadměrná zbytková nevyváženost může vést k poruše stroje a vytvořit bezpečnostní riziko pro personál a okolní zařízení.
• Životnost zařízení: Provoz v rámci tolerancí minimalizuje opotřebení ložisek, těsnění a konstrukčních součástí způsobené vibracemi, čímž prodlužuje jejich životnost.
• Zajištění kvality: Tolerance poskytují objektivní kritéria pro přijetí vyvážení práce a zajišťují tak konzistentní kvalitu.
• Ekonomická rovnováha: Tolerance představují praktický kompromis mezi náklady na dosažení dokonalé rovnováhy (což je nemožné) a přijatelným provozním výkonem.
• Dodržování průmyslových norem: Dodržení uznávaných tolerancí prokazuje soulad s osvědčenými postupy v oboru a může být vyžadováno předpisy nebo zárukami.

ISO 21940-11: Primární norma

Norma ISO 21940-11 (dříve ISO 1940-1) je mezinárodně uznávaná norma pro požadavky na kvalitu vyvážení. Definuje řadu stupňů kvality vyvážení, označovaných jako stupně G, kde G znamená “stupeň kvality vyvážení” a číselná hodnota představuje specifickou excentricitu nevyváženosti v milimetrech za sekundu.

Běžné stupně kvality (stupně G)

Norma definuje třídy G v rozmezí od G 0,4 (nejvyšší přesnost) do G 4000 (nejnižší přesnost). Mezi běžné třídy patří:

• G 0,4: Vřetena přesných brusek, gyroskopy (nejvyšší přesnost)
• G 1.0: Vysoce přesná vřetena obráběcích strojů, turbodmychadla
• G 2.5: Plynové a parní turbíny, tuhé rotory turbogenerátorů, kompresory, pohony obráběcích strojů
• G 6.3: Většina běžných strojů, rotory elektromotorů (2pólové), odstředivky, ventilátory, čerpadla
• G16: Zemědělské stroje, drtiče, víceválcové dieselové motory
• G40: Pomaluběžné zařízení, pevně uložené čtyřválcové vznětové motory

Nižší čísla G označují užší tolerance (menší přípustná nevyváženost), zatímco vyšší čísla G umožňují větší zbytkovou nevyváženost.

Výpočet tolerance vyvažování

Přípustná zbytková nevyváženost závisí na třech faktorech: hmotnosti rotoru, jeho provozních otáčkách a zvoleném stupni kvality vyvážení. Výpočet se řídí tímto vztahem:

Online kalkulačka tolerancí

Pro rychlý a přesný výpočet přípustné zbytkové nevyváženosti použijte naši Kalkulačka tolerance zbytkové nevyváženosti. Kalkulačka automaticky vypočítává hodnoty tolerancí na základě norem ISO 1940/21940 pro různé typy strojů, hmotnost rotoru a provozní rychlost s možností vyvážení v jedné nebo dvou rovinách.

Vzorec pro přípustnou zbytkovou nevyváženost

U_za = (G × M) / (ω / 1000)

Kde:

• U_za = Přípustná zbytková nevyváženost (gram-milimetry nebo g·mm)
• G = Známka kvality vyvážení (např. 6,3 pro G 6,3)
• M = Hmotnost rotoru (kilogramy)
• ω = Úhlová rychlost (radiány za sekundu) = (2π × otáčky za minutu) / 60

Zjednodušený vzorec s použitím RPM

Pro praktické použití lze vzorec zjednodušit na:

U_za (g·mm) = (9549 × G × M) / ot./min

Kde:

• M = Hmotnost rotoru v kilogramech
• RPM = Provozní rychlost v otáčkách za minutu
• G = Číslo stupně kvality vyvážení

Příklad výpočtu

Uvažujme rotor motoru s následujícími specifikacemi:

• Hmotnost: 50 kg
• Provozní rychlost: 3000 ot./min
• Požadovaná kvalita vyvážení: G 6.3

U_za = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm

To znamená, že maximální přípustná zbytková nevyváženost pro tento rotor je přibližně 100 g·mm. Pokud je poloměr korekční roviny 100 mm, odpovídá to 1,0 gramu zbytkové nevyváženosti v tomto poloměru.

Tento výpočet si můžete ověřit nebo vypočítat tolerance pro různé typy strojů pomocí našeho online kalkulačka.

Tolerance v jedné rovině vs. ve dvou rovinách

Vypočítaná tolerance platí pro celkovou nevyváženost v jedné rovině pro vyvažování v jedné rovině. Pro dvourovinné (dynamické) vyvažování, Norma ISO 21940-11 poskytuje pokyny pro rozdělení celkové tolerance mezi dvě korekční roviny, obvykle přiděluje toleranci každé rovině na základě vzdálenosti mezi rovinami a geometrie rotoru.

Tolerance založená na vibracích

Zatímco norma ISO 21940-11 specifikuje limity hmotnosti nevyváženosti, vyvažování v terénu často používá jako kritérium přijetí amplitudu vibrací, protože se měří přímo. Tolerance založené na vibracích jsou obvykle definovány takto:

Řada ISO 20816

Tyto normy specifikují přijatelné limity vibrací pro různé typy strojů na základě efektivní hodnoty rychlosti (mm/s nebo in/s). Mezi běžné zóny patří:

• Zóna A: Nově uvedené stroje (velmi nízké vibrace)
• Zóna B: Přijatelné pro dlouhodobý provoz
• Zóna C: Přijatelné po omezenou dobu, měla by být naplánována nápravná opatření
• Zóna D: Nepřijatelné, vyžadují se okamžitá nápravná opatření

Praktická kritéria v terénu

Mnoho vyvažovacích techniků používá tato pravidla:

• Vibrace snížené na méně než 25% počáteční úrovně = úspěšné vyvážení
• Absolutní vibrace pod 2,8 mm/s (0,11 palce/s) = obecně přijatelné pro většinu průmyslových zařízení
• Zbytkové vibrace pod 1,0 mm/s (0,04 palce/s) = vynikající vyvážení

Faktory ovlivňující dosažitelnou toleranci

Schopnost splnit vyvažovací toleranci závisí na několika praktických faktorech:

1. Možnosti vybavení

• Přesnost měření vyvažovacích přístrojů
• Citlivost vibračních senzorů
• Rozlišení umístění závaží (jak přesně lze závaží umístit)

2. Charakteristiky rotoru a stroje

• Mechanický stav (vůle, opotřebení ložisek, problémy se základem mohou bránit dosažení přesných tolerancí)
• Působí na nebo v blízkosti kritické rychlosti ztěžuje přesné vyvážení
• Nelinearita v odezvě systému

3. Praktická omezení

• Přístupnost korekční roviny
• Dostupné přírůstky hmotnosti (závaží lze přidávat pouze v diskrétních množstvích)
• Úhlové rozlišení montážních otvorů nebo upevňovacích bodů

Tolerance vs. vyvažovací schopnost

Je důležité rozlišovat mezi:

• Specifikovaná tolerance: Maximální přípustná zbytková nevyváženost definovaná normami nebo specifikacemi
• Dosažitelná bilance: Skutečná úroveň vyváženosti, které lze prakticky dosáhnout s ohledem na možnosti a omezení zařízení
• Ekonomická rovnováha: Bod, za kterým další vylepšování není nákladově efektivní

Pro většinu průmyslových vyvažování v terénu představuje dosažení úrovní nevyváženosti 2–3krát lepších, než je požadovaná tolerance, vynikající práci a zajišťuje rezervu pro nejistoty měření a provozní odchylky.

Dokumentace a přijetí

Řádná dokumentace tolerance vyvažování zahrnuje:

• Specifikováno třída G nebo hodnota tolerance
• Vypočítaná přípustná zbytková nevyváženost (U_za)
• Naměřená zbytková nevyváženost po vyvážení
• Porovnání prokazující shodu: Naměřeno ≤ Povoleno
• Podpis nebo zápis o přijetí

Tato dokumentace poskytuje objektivní důkaz, že vyvažovací práce splňují specifikace, a slouží jako výchozí bod pro budoucí hodnocení údržby.

Kdy použít menší nebo menší tolerance

Přísnější tolerance jsou opodstatněné, když:

• Vysokorychlostní provoz (kritický pro bezpečnost a životnost ložisek)
• Přesné zařízení vyžadující minimální vibrace
• Lehké nebo flexibilní konstrukce citlivé na vibrace
• Zařízení umístěná v blízkosti procesů nebo přístrojů citlivých na vibrace

Volnější tolerance jsou přijatelné, když:

• Nízkorychlostní, těžká zařízení
• Robustní konstrukce s vysokou odolností proti vibracím
• Krátkodobé nebo nepravidelně používané zařízení
• Ekonomické aspekty převažují nad postupným zvyšováním výkonu

---

← Zpět na hlavní index