Κατανόηση της εξισορρόπησης της ανοχής
Ορισμός: Τι είναι η εξισορρόπηση της ανοχής;
Ανοχή εξισορρόπησης είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη ποσότητα υπολειμματική ανισορροπία που μπορεί να παραμείνει σε έναν ρότορα μετά εξισορρόπηση έχει ολοκληρωθεί. Αντιπροσωπεύει το κριτήριο αποδοχής που καθορίζει εάν ένας ρότορας είναι επαρκώς ισορροπημένος για την προβλεπόμενη χρήση του. Η ανοχή εξισορρόπησης εκφράζεται είτε ως μια συγκεκριμένη μάζα ανισορροπίας σε μια δεδομένη ακτίνα (σε γραμμάρια-χιλιοστά ή ουγγιές-ίντσες) είτε ως πλάτος δόνησης (σε mm/s ή mils).
Οι ανοχές ορίζονται από διεθνή πρότυπα, κυρίως από το ISO 21940 σειρά, η οποία καθορίζει τις βαθμίδες ποιότητας εξισορρόπησης με βάση τον τύπο του ρότορα, την ταχύτητα λειτουργίας και την εφαρμογή. Αυτά τα πρότυπα διασφαλίζουν συνεπή, ασφαλή και αποτελεσματική εξισορρόπηση σε όλους τους κλάδους και τους τύπους εξοπλισμού.
Γιατί η εξισορρόπηση της ανοχής έχει σημασία
Η καθιέρωση κατάλληλων ανοχών εξισορρόπησης είναι κρίσιμη για διάφορους λόγους:
- Ασφάλεια: Η υπερβολική υπολειπόμενη ανισορροπία μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του μηχανήματος, δημιουργώντας κινδύνους για την ασφάλεια του προσωπικού και του περιβάλλοντος εξοπλισμού.
- Διάρκεια ζωής εξοπλισμού: Η λειτουργία εντός ανοχών ελαχιστοποιεί τη φθορά που προκαλείται από τους κραδασμούς σε ρουλεμάν, στεγανοποιήσεις και δομικά εξαρτήματα, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής τους.
- Διασφάλιση Ποιότητας: Οι ανοχές παρέχουν αντικειμενικά κριτήρια αποδοχής για την εξισορρόπηση της εργασίας, διασφαλίζοντας σταθερή ποιότητα.
- Οικονομική Ισορροπία: Οι ανοχές αντιπροσωπεύουν έναν πρακτικό συμβιβασμό μεταξύ του κόστους επίτευξης τέλειας ισορροπίας (η οποία είναι αδύνατη) και της αποδεκτής λειτουργικής απόδοσης.
- Συμμόρφωση με τα πρότυπα του κλάδου: Η τήρηση των αναγνωρισμένων ανοχών καταδεικνύει τη συμμόρφωση με τις βέλτιστες πρακτικές του κλάδου και ενδέχεται να απαιτείται από κανονισμούς ή εγγυήσεις.
ISO 21940-11: Το Πρωτεύον Πρότυπο
Το ISO 21940-11 (πρώην ISO 1940-1) είναι το διεθνώς αναγνωρισμένο πρότυπο για τις απαιτήσεις ποιότητας ζυγοστάθμισης. Ορίζει μια σειρά από βαθμούς ποιότητας ζυγοστάθμισης που ονομάζονται G-grades, όπου το G σημαίνει “βαθμός ποιότητας ζυγοστάθμισης” και η αριθμητική τιμή αντιπροσωπεύει την ειδική εκκεντρότητα ανισορροπίας σε χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο.
Βαθμοί Ποιότητας Common Balance (Βαθμοί G)
Το πρότυπο ορίζει βαθμούς G που κυμαίνονται από G 0,4 (υψηλότερη ακρίβεια) έως G 4000 (χαμηλότερη ακρίβεια). Οι συνήθεις βαθμοί περιλαμβάνουν:
- Γ 0,4: Άξονες ακριβείας για μηχανές λείανσης, γυροσκόπια (υψηλότερης ακρίβειας)
- Γ 1.0: Άξονες εργαλειομηχανών υψηλής ακρίβειας, υπερσυμπιεστές
- Γ 2.5: Αεριοστρόβιλοι και ατμοστρόβιλοι, άκαμπτοι ρότορες στροβιλογεννητριών, συμπιεστές, μηχανισμοί κίνησης εργαλειομηχανών
- Γ 6.3: Τα περισσότερα γενικά μηχανήματα, ρότορες ηλεκτρικών κινητήρων (2 πόλων), φυγοκεντρητές, ανεμιστήρες, αντλίες
- Γ 16: Γεωργικά μηχανήματα, θραυστήρες, πολυκύλινδροι κινητήρες ντίζελ
- Γ 40: Εξοπλισμός αργής λειτουργίας, άκαμπτα τοποθετημένοι τετρακύλινδροι κινητήρες ντίζελ
Οι χαμηλότεροι αριθμοί G υποδεικνύουν αυστηρότερες ανοχές (λιγότερη επιτρεπόμενη ανισορροπία), ενώ οι υψηλότεροι αριθμοί G επιτρέπουν μεγαλύτερη υπολειμματική ανισορροπία.
Υπολογισμός ανοχής εξισορρόπησης
Η επιτρεπόμενη υπολειπόμενη ανισορροπία εξαρτάται από τρεις παράγοντες: τη μάζα του ρότορα, την ταχύτητα λειτουργίας του και την επιλεγμένη ποιότητα ισορροπίας. Ο υπολογισμός ακολουθεί την εξής σχέση:
Ηλεκτρονική Υπολογιστής Ανοχής
Για γρήγορο και ακριβή υπολογισμό της επιτρεπόμενης υπολειπόμενης ανισορροπίας, χρησιμοποιήστε το Υπολογιστής ανοχής υπολειπόμενης ανισορροπίας. Η αριθμομηχανή υπολογίζει αυτόματα τις τιμές ανοχής με βάση τα πρότυπα ISO 1940/21940 για διάφορους τύπους μηχανημάτων, μάζα ρότορα και ταχύτητα λειτουργίας, με επιλογές για εξισορρόπηση σε ένα ή δύο επίπεδα.
Τύπος για την Επιτρεπόμενη Υπολειμματική Ανισορροπία
Uανά = (G × M) / (ω / 1000)
Οπου:
- Uανά = Επιτρεπόμενη υπολειμματική ανισορροπία (γραμμάρια-χιλιοστά ή g·mm)
- G = Βαθμός ποιότητας ζυγοστάθμισης (π.χ., 6,3 για G 6,3)
- M = Μάζα ρότορα (κιλά)
- ω = Γωνιακή ταχύτητα (ακτίνια ανά δευτερόλεπτο) = (2π × Σ.Α.Λ.) / 60
Απλοποιημένος τύπος χρησιμοποιώντας RPM
Για πρακτική χρήση, ο τύπος μπορεί να απλοποιηθεί ως εξής:
Uανά (g·mm) = (9549 × G × M) / Σ.Α.Λ.
Οπου:
- M = Μάζα ρότορα σε χιλιόγραμμα
- Στροφές/λεπτό = Ταχύτητα υπηρεσίας σε στροφές ανά λεπτό
- G = Αριθμός βαθμού ποιότητας ισορροπίας
Παράδειγμα Υπολογισμού
Θεωρήστε έναν ρότορα κινητήρα με τις ακόλουθες προδιαγραφές:
- Μάζα: 50 κιλά
- Ταχύτητα λειτουργίας: 3000 σ.α.λ.
- Απαιτούμενη ποιότητα ισορροπίας: G 6.3
Uανά = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm
Αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη επιτρεπόμενη υπολειπόμενη ανισορροπία για αυτόν τον ρότορα είναι περίπου 100 g·mm. Εάν η ακτίνα του επιπέδου διόρθωσης είναι 100 mm, αυτό ισοδυναμεί με 1,0 γραμμάριο υπολειπόμενης ανισορροπίας σε αυτήν την ακτίνα.
Μπορείτε να επαληθεύσετε αυτόν τον υπολογισμό ή να υπολογίσετε τις ανοχές για διαφορετικούς τύπους μηχανημάτων χρησιμοποιώντας το ηλεκτρονική αριθμομηχανή.
Ανοχές Μονού Επιπέδου έναντι Ανοχών Δύο Επιπέδων
Η υπολογισμένη ανοχή ισχύει για τη συνολική ανισορροπία σε ένα μόνο επίπεδο για εξισορρόπηση ενός επιπέδου. Για δύο επιπέδων (δυναμική) εξισορρόπηση, το πρότυπο ISO 21940-11 παρέχει οδηγίες για την κατανομή της συνολικής ανοχής μεταξύ των δύο επιπέδων διόρθωσης, συνήθως κατανέμοντας την ανοχή σε κάθε επίπεδο με βάση την απόσταση μεταξύ των επιπέδων και τη γεωμετρία του ρότορα.
Ανοχή με βάση τους κραδασμούς
Ενώ το πρότυπο ISO 21940-11 καθορίζει τα όρια μάζας ανισορροπίας, η εξισορρόπηση πεδίου συχνά χρησιμοποιεί το πλάτος των κραδασμών ως κριτήριο αποδοχής, επειδή μετριέται άμεσα. Οι ανοχές που βασίζονται στους κραδασμούς ορίζονται συνήθως από:
Σειρά ISO 20816
Αυτά τα πρότυπα καθορίζουν αποδεκτά όρια κραδασμών για διάφορους τύπους μηχανημάτων με βάση την ταχύτητα RMS (mm/s ή in/s). Οι συνήθεις ζώνες περιλαμβάνουν:
- Ζώνη Α: Μηχανήματα που τέθηκαν σε λειτουργία πρόσφατα (πολύ χαμηλοί κραδασμοί)
- Ζώνη Β: Αποδεκτό για μακροχρόνια λειτουργία
- Ζώνη Γ: Αποδεκτό για περιορισμένες περιόδους, θα πρέπει να προγραμματιστούν διορθωτικές ενέργειες
- Ζώνη Δ: Απαράδεκτο, απαιτούνται άμεσα διορθωτικά μέτρα
Πρακτικά Κριτήρια Πεδίου
Πολλοί τεχνικοί ζυγοστάθμισης χρησιμοποιούν αυτούς τους εμπειρικούς κανόνες:
- Η δόνηση μειώθηκε σε λιγότερο από 25% του αρχικού επιπέδου = επιτυχής ισορροπία
- Απόλυτη δόνηση κάτω από 2,8 mm/s (0,11 in/s) = γενικά αποδεκτή για τον περισσότερο βιομηχανικό εξοπλισμό
- Υπολειπόμενη δόνηση κάτω από 1,0 mm/s (0,04 in/s) = εξαιρετική ισορροπία
Παράγοντες που επηρεάζουν την επιτεύξιμη ανοχή
Η ικανότητα να επιτευχθεί η ανοχή ισορροπίας εξαρτάται από διάφορους πρακτικούς παράγοντες:
1. Δυνατότητες εξοπλισμού
- Ακρίβεια μέτρησης οργάνων εξισορρόπησης
- Ευαισθησία αισθητήρων κραδασμών
- Ανάλυση τοποθέτησης βάρους (πόσο ακριβής είναι η τοποθέτηση των βαρών)
2. Χαρακτηριστικά ρότορα και μηχανής
- Μηχανική κατάσταση (χαλαρότητα, φθορά ρουλεμάν, προβλήματα θεμελίωσης που μπορούν να εμποδίσουν την επίτευξη στενών ανοχών)
- Λειτουργεί σε ή κοντά σε κρίσιμες ταχύτητες καθιστά την ακριβή εξισορρόπηση πιο δύσκολη
- Μη γραμμικότητα στην απόκριση του συστήματος
3. Πρακτικοί Περιορισμοί
- Προσβασιμότητα επίπεδα διόρθωσης
- Διαθέσιμες αυξήσεις βάρους (μπορούν να προστεθούν βάρη μόνο σε διακριτές ποσότητες)
- Γωνιακή ανάλυση οπών στερέωσης ή σημείων σύνδεσης
Ανοχή έναντι Ικανότητας Εξισορρόπησης
Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ:
- Καθορισμένη ανοχή: Η μέγιστη επιτρεπόμενη υπολειπόμενη ανισορροπία όπως ορίζεται από πρότυπα ή προδιαγραφές
- Εφικτή ισορροπία: Το πραγματικό επίπεδο ισορροπίας που μπορεί πρακτικά να επιτευχθεί δεδομένων των δυνατοτήτων και των περιορισμών του εξοπλισμού
- Οικονομική Ισορροπία: Το σημείο πέραν του οποίου η περαιτέρω βελτίωση δεν είναι οικονομικά αποδοτική
Για τις περισσότερες βιομηχανικές εξισορρόπηση πεδίου, η επίτευξη επιπέδων ανισορροπίας 2-3 φορές καλύτερων από την απαιτούμενη ανοχή αντιπροσωπεύει εξαιρετική εργασία και εξασφαλίζει ένα περιθώριο για αβεβαιότητες μέτρησης και λειτουργικές διακυμάνσεις.
Τεκμηρίωση και Αποδοχή
Η σωστή τεκμηρίωση της ανοχής εξισορρόπησης περιλαμβάνει:
- Καθορισμένο κατηγορίας G ή τιμή ανοχής
- Υπολογισμένη επιτρεπόμενη υπολειπόμενη ανισορροπία (Uανά)
- Μετρημένη υπολειπόμενη ανισορροπία μετά την εξισορρόπηση
- Σύγκριση που δείχνει συμμόρφωση: Μετρήθηκε ≤ Επιτρέπεται
- Υπογραφή ή σημείωση αποδοχής
Αυτή η τεκμηρίωση παρέχει αντικειμενικά στοιχεία ότι οι εργασίες εξισορρόπησης πληρούν τις προδιαγραφές και χρησιμεύει ως βάση για μελλοντικές αξιολογήσεις συντήρησης.
Πότε να χρησιμοποιείτε αυστηρότερες ή χαλαρότερες ανοχές
Αυστηρότερες ανοχές δικαιολογούνται όταν:
- Λειτουργία υψηλής ταχύτητας (κρίσιμη για την ασφάλεια και τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν)
- Εξοπλισμός ακριβείας που απαιτεί ελάχιστους κραδασμούς
- Ελαφριές ή εύκαμπτες κατασκευές ευαίσθητες σε κραδασμούς
- Εξοπλισμός που βρίσκεται κοντά σε διαδικασίες ή όργανα ευαίσθητα σε κραδασμούς
Χαλαρότερες ανοχές είναι αποδεκτές όταν:
- Εξοπλισμός χαμηλής ταχύτητας, βαρέως τύπου
- Στιβαρή κατασκευή με υψηλή ανοχή στους κραδασμούς
- Εξοπλισμός βραχείας ή σπάνιας χρήσης
- Οι οικονομικοί παράγοντες υπερτερούν των σταδιακών κερδών απόδοσης
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 