ISO 1940-2: Mechanische Schwingungen – Anforderungen an die Auswuchtqualität – Begriffe
Zusammenfassung
ISO 1940-2 dient als grundlegender Terminologiestandard für das gesamte Gebiet des Rotorauswuchtens. Sein Hauptzweck besteht darin, das Vokabular für die Diskussion von Auswuchtkonzepten, -verfahren und -geräten zu definieren und zu standardisieren. Durch klare und eindeutige Definitionen wichtiger Begriffe gewährleistet diese Norm eine präzise und verständnisfreie Kommunikation zwischen Ingenieuren, Technikern, Herstellern und Kunden. Sie ist das unverzichtbare „Wörterbuch“ zur Unterstützung anderer Auswuchtstandards wie ISO 1940-1.
Hinweis: Diese Norm wurde formal durch ISO 21940-2 ersetzt, die darin definierten Begriffe bilden jedoch weiterhin die Grundlage des modernen Auswuchtvokabulars.
Inhaltsverzeichnis (Konzeptionelle Struktur)
Der Standard ist als umfassendes Glossar strukturiert, wobei die Begriffe in logische Kategorien gruppiert sind:
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1. Geltungsbereich:
Dieser erste Abschnitt definiert den Hauptzweck der Norm: die Schaffung eines klaren, eindeutigen und international anerkannten Vokabulars für das Rotorauswuchten. Er stellt klar, dass die darin definierten Begriffe für die Verwendung in Konstruktion, Fertigung, Qualitätskontrolle und technischer Kommunikation bestimmt sind, um Missverständnisse zu vermeiden. Durch die Schaffung einer gemeinsamen Sprache erleichtert die Norm den globalen Handel und die Zusammenarbeit und stellt sicher, dass ein Begriff wie „dynamische Unwucht“ unabhängig von der Verwendung durch einen Ingenieur in Deutschland, Japan oder den USA genau die gleiche Bedeutung hat.
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2. Begriffe rund um den Rotor:
Dieses Kapitel definiert das physikalische Objekt, das ausgeglichen werden soll. Es liefert die formale Definition eines Rotor als ein Körper, der sich um eine feste Achse drehen kann. Noch wichtiger ist, dass es den entscheidenden Unterschied zwischen einem Starrer Rotor und ein Flexibler RotorEin starrer Rotor ist definiert als ein Rotor, dessen Unwucht in zwei beliebigen Ebenen korrigiert werden kann und dessen Restunwucht sich nach der Korrektur bei keiner Drehzahl bis zur maximalen Betriebsdrehzahl signifikant ändert. Ein flexibler Rotor hingegen verformt sich bei seiner Betriebsdrehzahl elastisch und muss bei oder nahe seiner Betriebsdrehzahl in mehr als zwei Ebenen korrigiert werden. Dieser Unterschied ist der wichtigste beim Auswuchten, da er den gesamten Auswuchtvorgang, die benötigte Ausrüstung und die Komplexität der Aufgabe bestimmt.
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3. Begriffe im Zusammenhang mit Unwucht:
Dieser Kernabschnitt liefert die physikalischen Definitionen für den Zustand, den das Balancing korrigieren soll. Er definiert Unwucht Unwucht ist der Zustand, wenn die Hauptträgheitsachse eines Rotors nicht mit seiner Rotationsachse übereinstimmt. Diese Fehlausrichtung verursacht Zentrifugalkräfte, die zu Vibrationen führen. Die Norm definiert drei verschiedene Arten von Unwucht:
- Statische Unwucht: Der Zustand, bei dem die Hauptträgheitsachse parallel zur Rotationsachse verschoben ist. Dies wird durch einen einzelnen „schweren Punkt“ verursacht und kann erkannt werden, indem der Rotor auf Messerschneiden gelegt wird, wo er nach unten rollt. Dies verursacht gleichphasige Vibrationen an den Lagern.
- Paarungleichgewicht: Der Zustand, bei dem die Hauptträgheitsachse die Rotationsachse im Schwerpunkt des Rotors schneidet. Dies wird durch zwei gleich große und gegenüberliegende schwere Punkte in zwei verschiedenen Ebenen verursacht, die eine Taumel- oder Schaukelbewegung erzeugen. Dies ist nur bei rotierendem Rotor erkennbar und verursacht phasenverschobene Vibrationen an den Lagern.
- Dynamische Unwucht: Der häufigste Zustand ist, dass die Hauptträgheitsachse weder parallel zur Rotationsachse verläuft noch diese schneidet. Es handelt sich um eine Kombination aus statischer und Drehmomentunwucht.
Dieser Abschnitt definiert auch Restunwucht als die geringe Unwucht, die nach Abschluss des Auswuchtvorgangs verbleibt.
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4. Begriffe im Zusammenhang mit dem Ausgleichsprozess:
Dieses Kapitel definiert die Aktionen und Komponenten, die bei der Durchführung des Bilanzierungsverfahrens beteiligt sind. Es definiert formal Ausgleichen ist der Prozess, bei dem die Massenverteilung eines Rotors überprüft und gegebenenfalls korrigiert wird, um sicherzustellen, dass die Restunwucht innerhalb einer festgelegten Toleranz liegt. Anschließend werden die wichtigsten physikalischen und verfahrenstechnischen Elemente definiert:
- Korrekturebene: Eine Ebene senkrecht zur Rotorachse, in der Masse hinzugefügt oder entfernt wird, um eine Unwucht auszugleichen.
- Korrekturmasse: Die tatsächliche Masse (z. B. ein Stahlgewicht), die dem Rotor in einem bestimmten Radius und Winkel innerhalb der Korrekturebene hinzugefügt oder von ihm entfernt wird.
- Ein-Ebenen-Auswuchten (statisch): Ein Verfahren, das nur die statische Komponente der Unwucht korrigiert und normalerweise in einer Korrekturebene durchgeführt wird.
- Zwei-Ebenen-Auswuchten (dynamisches Auswuchten): Ein Verfahren, das sowohl statische als auch Paarunwuchten korrigiert, indem Anpassungen in mindestens zwei separaten Korrekturebenen vorgenommen werden.
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5. Begriffe im Zusammenhang mit Auswuchtmaschinen:
Dieser letzte Abschnitt definiert die Ausrüstung, die zum Auswuchten verwendet wird. Er enthält eine Definition für eine Auswuchtmaschine als Gerät, das die Unwucht eines Rotors misst, sodass die Massenverteilung korrigiert werden kann. Anschließend werden die beiden Haupttypen anhand ihrer Aufhängungseigenschaften definiert:
- Auswuchtmaschine für weiche Lager: Eine Maschine mit einem zumindest horizontal sehr flexiblen Aufhängungssystem. Der Rotor wird mit einer Drehzahl deutlich über der Eigenfrequenz der Aufhängung betrieben, und die Maschine misst die physikalische Verschiebung des Rotors. Diese Maschinen müssen für jede spezifische Rotorgeometrie kalibriert werden.
- Hartlager-Auswuchtmaschine: Eine Maschine mit einem sehr steifen Aufhängungssystem. Der Rotor läuft mit einer Drehzahl deutlich unterhalb der Eigenfrequenz der Aufhängung, und die Sensoren der Maschine messen die durch die Unwucht erzeugten Zentrifugalkräfte. Diese Maschinen sind permanent kalibriert und können eine Vielzahl von Rotoren ohne rotorspezifische Kalibrierung messen, was sie in der modernen Industrie weit verbreitet macht.
Schlüsselkonzepte
- Klarheit und Konsistenz: Das Hauptziel besteht darin, Mehrdeutigkeiten zu vermeiden. Wenn eine Norm oder ein Kunde „dynamische Unwucht“ spezifiziert, stellt dieses Dokument sicher, dass jeder das gleiche, genaue Verständnis davon hat, was das bedeutet.
- Grundlage für andere Standards: Dieses Vokabular ist die Sprache, die in allen anderen wichtigen Auswuchtnormen (wie denen, die Toleranzen, Maschinen und Verfahren abdecken) verwendet wird, und macht es zu einem unverzichtbaren Begleitdokument.
- Technische Präzision: Die Definitionen sind technisch präzise und basieren häufig auf der Physik rotierender Körper. Dadurch wird sichergestellt, dass sie robust und auf komplexe technische Analysen anwendbar sind.