Hvad er balanceringstolerance? Standarder og beregninger • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er balanceringstolerance? Standarder og beregninger • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er balanceringstolerance? Standarder og beregning

Udgivet af admin på

Forståelse af balancering af tolerance

Definition: Hvad er balanceringstolerance?

Afbalancering af tolerance er den maksimalt tilladte mængde af resterende ubalance som kan forblive i en rotor efter afbalancering er færdiggjort. Det repræsenterer acceptkriteriet, der definerer, om en rotor er tilstrækkeligt afbalanceret til dens tilsigtede anvendelse. Afbalanceringstolerancen udtrykkes enten som en specifik ubalancemasse ved en given radius (i grammillimeter eller ounce-tommer) eller som vibrationsamplitude (i mm/s eller mils).

Tolerancer er defineret af internationale standarder, primært ISO 21940 serier, som specificerer balancekvalitetsgrader baseret på rotortype, driftshastighed og anvendelse. Disse standarder sikrer ensartet, sikker og effektiv balancering på tværs af brancher og udstyrstyper.

Hvorfor det er vigtigt at balancere tolerance

Det er afgørende at fastsætte passende afbalanceringstolerancer af flere årsager:

  • Sikkerhed: For stor restubalance kan føre til maskinfejl, hvilket skaber sikkerhedsfare for personale og omgivende udstyr.
  • Udstyrslevetid: Ved at arbejde inden for tolerancen minimeres vibrationsinduceret slid på lejer, tætninger og strukturelle komponenter, hvilket forlænger levetiden.
  • Kvalitetssikring: Tolerancer giver objektive acceptkriterier for afbalancering af arbejdet og sikrer ensartet kvalitet.
  • Økonomisk balance: Tolerancer repræsenterer et praktisk kompromis mellem omkostningerne ved at opnå perfekt balance (hvilket er umuligt) og acceptabel driftsmæssig ydeevne.
  • Overholdelse af branchestandarder: Overholdelse af anerkendte tolerancer viser overholdelse af bedste praksis i branchen og kan være påkrævet af regler eller garantier.

ISO 21940-11: Den primære standard

ISO 21940-11 (tidligere ISO 1940-1) er den internationalt anerkendte standard for krav til balancekvalitet. Den definerer en række balancekvalitetsgrader, der betegnes som G-grader, hvor G står for "balancekvalitetsgrad", og den numeriske værdi repræsenterer den specifikke ubalanceekscentricitet i millimeter pr. sekund.

Fælles balancekvalitetsgrader (G-grader)

Standarden definerer G-kvaliteter fra G 0,4 (højeste præcision) til G 4000 (laveste præcision). Almindelige kvaliteter omfatter:

  • G 0,4: Præcisionsslibemaskinespindler, gyroskoper (højeste præcision)
  • G 1.0: Højpræcisions maskinværktøjsspindler, turboladere
  • G 2.5: Gas- og dampturbiner, stive turbogeneratorrotorer, kompressorer, maskindrev
  • G 6.3: De fleste generelle maskiner, elektriske motorrotorer (2-polede), centrifuger, ventilatorer, pumper
  • G 16: Landbrugsmaskiner, knusere, flercylindrede dieselmotorer
  • G40: Langsomtgående udstyr, stift monterede firecylindrede dieselmotorer

Lavere G-tal angiver snævrere tolerancer (mindre tilladt ubalance), mens højere G-tal tillader mere restubalance.

Beregning af afbalanceringstolerance

Den tilladte restubalance afhænger af tre faktorer: rotorens masse, dens driftshastighed og den valgte balancekvalitetsgrad. Beregningen følger dette forhold:

Online toleranceberegner

For hurtig og præcis beregning af tilladt restubalance, brug vores Toleranceberegner for restubalance. Lommeregneren beregner automatisk toleranceværdier baseret på ISO 1940/21940-standarderne for forskellige maskintyper, rotormasse og driftshastighed, med muligheder for enkeltplans- eller toplansbalancering.

Formel for tilladt restubalance

Uom = (G × M) / (ω / 1000)

Hvor:

  • Uom = Tilladelig restubalance (gram-millimeter eller g·mm)
  • G = Balanceret kvalitetskarakter (f.eks. 6,3 for G 6,3)
  • M = Rotormasse (kilogram)
  • ω = Vinkelhastighed (radianer pr. sekund) = (2π × RPM) / 60

Forenklet formel ved hjælp af RPM

Til praktisk brug kan formlen forenkles til:

Uom (g·mm) = (9549 × G × M) / omdr./min.

Hvor:

  • M = Rotormasse i kilogram
  • Omdrejninger i minuttet = Servicehastighed i omdrejninger pr. minut
  • G = Balancekvalitetsklassenummer

Eksempelberegning

Overvej en motorrotor med følgende specifikationer:

  • Masse: 50 kg
  • Driftshastighed: 3000 o/min
  • Nødvendig balancekvalitet: G 6,3

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

Det betyder, at den maksimalt tilladte restubalance for denne rotor er cirka 100 g·mm. Hvis korrektionsplanets radius er 100 mm, svarer dette til 1,0 gram restubalance ved den radius.

Du kan verificere denne beregning eller beregne tolerancer for forskellige maskintyper ved hjælp af vores online lommeregner.

Enkeltplans vs. toplans tolerancer

Den beregnede tolerance gælder for den samlede ubalance i et enkelt plan for enkeltplansbalancering. For toplans (dynamisk) balancering, ISO 21940-11 giver retningslinjer for fordeling af den samlede tolerance mellem de to korrektionsplaner, typisk ved at tildele tolerancen til hvert plan baseret på afstanden mellem planerne og rotorens geometri.

Vibrationsbaseret tolerance

Mens ISO 21940-11 specificerer grænser for ubalanceret masse, bruger feltbalancering ofte vibrationsamplitude som acceptkriterium, fordi det måles direkte. Vibrationsbaserede tolerancer er typisk defineret af:

ISO 20816-serien

Disse standarder specificerer acceptable vibrationsgrænser for forskellige maskintyper baseret på RMS-hastighed (mm/s eller in/s). Almindelige zoner omfatter:

  • Zone A: Nyligt idriftsatte maskiner (meget lav vibration)
  • Zone B: Acceptabel til langvarig drift
  • Zone C: Acceptabel i begrænsede perioder, korrigerende handlinger bør planlægges
  • Zone D: Uacceptabel, øjeblikkelig korrigerende handling påkrævet

Praktiske feltkriterier

Mange afbalanceringsteknikere bruger disse tommelfingerregler:

  • Vibration reduceret til mindre end 25% af startniveauet = vellykket balancering
  • Absolut vibration under 2,8 mm/s (0,11 in/s) = generelt acceptabelt for de fleste industrielle udstyr
  • Restvibrationer under 1,0 mm/s (0,04 in/s) = fremragende balance

Faktorer der påvirker opnåelig tolerance

Evnen til at opfylde balanceringstolerancen afhænger af flere praktiske faktorer:

1. Udstyrskapaciteter

  • Målepræcision af afbalanceringsinstrumenter
  • Følsomhed af vibrationssensorer
  • Opløsning af vægtplacering (hvor præcist vægte kan placeres)

2. Rotor- og maskinegenskaber

  • Mekanisk tilstand (løshed, lejeslid, problemer med fundamentet kan forhindre opnåelse af snævre tolerancer)
  • Opererer ved eller i nærheden af kritiske hastigheder gør præcis afbalancering vanskeligere
  • Ikke-linearitet i systemresponsen

3. Praktiske begrænsninger

  • Tilgængelighed af korrektionsplaner
  • Tilgængelige vægttrin (kan kun tilføje vægte i diskrete mængder)
  • Vinkelopløsning af monteringshuller eller fastgørelsespunkter

Tolerance vs. balanceringsevne

Det er vigtigt at skelne mellem:

  • Specificeret tolerance: Den maksimalt tilladte restubalance som defineret i standarder eller specifikationer
  • Opnåelig balance: Det faktiske balanceniveau, der praktisk set kan opnås givet udstyrets kapacitet og begrænsninger
  • Økonomisk balance: Det punkt, hvor yderligere forbedringer ikke er omkostningseffektive

For de fleste industrielle feltindreguleringer er det fremragende arbejde at opnå ubalanceniveauer 2-3 gange bedre end den krævede tolerance og sikrer en margin for måleusikkerheder og driftsvariationer.

Dokumentation og accept

Korrekt dokumentation af balanceringstolerance omfatter:

  • Specificeret G-klasse eller toleranceværdi
  • Beregnet tilladelig restubalance (Uom)
  • Målt restubalance efter afbalancering
  • Sammenligning der viser overholdelse: Målt ≤ Tilladt
  • Acceptsignatur eller -notation

Denne dokumentation giver objektiv dokumentation for, at afbalanceringsarbejdet opfylder specifikationerne, og fungerer som et udgangspunkt for fremtidige vedligeholdelsesevalueringer.

Hvornår skal man bruge strammere eller løsere tolerancer

Snævrere tolerancer er berettigede, når:

  • Højhastighedsdrift (afgørende for sikkerhed og lejers levetid)
  • Præcisionsudstyr, der kræver minimal vibration
  • Lette eller fleksible strukturer, der er følsomme over for vibrationer
  • Udstyr placeret i nærheden af vibrationsfølsomme processer eller instrumenter

Løsere tolerancer acceptable når:

  • Lavhastigheds-, tungt udstyr
  • Robust konstruktion med høj vibrationstolerance
  • Udstyr til kortvarig eller sjælden brug
  • Økonomiske hensyn vejer tungere end gradvise præstationsgevinster

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp