ISO 1940-1 - Tasakaal kvaliteedinõuded jäikade rootorite puhul
Põhiline rahvusvaheline standard, mis määratleb jäikade rootorite G-klassi tasakaalukvaliteedi süsteemi - alates G 0,4-st (güroskoobid) kuni G 4000-ni (merediislid). Nüüd on see üle võetud standardisse ISO 21940-11, kus G-klassi väärtused ja metoodika on identsed.
Vibromera on ehitanud Balanset-1A-sse täieliku klassitabeli vahemikus G 0.4 kuni G 4000, mistõttu seade teatab saavutatud tasakaalu kvaliteedi vastavalt standardile ISO 1940-1 kohe pärast prooviraskuse käiku.
Lubatud jääkide tasakaalustamatus
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - sisestage rootori andmed, saate Uper
Tulemused - ISO 1940-1
Lubatud jääktasakaalustamatus
tolerantsi arvutamiseks
G-klassi tasakaalu kvaliteediklassid
Logaritmiline skaala, kus kõrvuti asetsevate klasside vahel on tegur 2,5 - alates ülitäpsest G 0,4 kuni mere G 4000.
📋 Täielik G-klassi tabel - ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| G-klass | e·ω (mm/s) | Tüüpilised rootoritüübid | Märkused |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Güroskoobid, täppispindlid, optilised kettaseadmed | Tavapärase tasakaalustamise piiri lähedal |
| G 1.0 | 1.0 | Spindlite lihvimine, lindistusmasinad, väikesed täppisarmatuurid | Nõuab ülipuhtaid tingimusi |
| G 2.5 | 2.5 | Gaasi- ja auruturbiinid, turbogeneraatorid, turbokompressorid, kiiremootorid. | Ennetab laagrite enneaegset kahjustumist |
| G 6.3 | 6.3 | Ventilaatorid, pumbad, hoorattad, elektrimootorid, tööpingid, paberirullid | Kõige tavalisem - vaikimisi hinne |
| G 16 | 16 | Kardaanvõllid (spetsiaalsed), põllumajandusmasinad, purustid, kaevandusventilaatorid | Rasked, rasked tingimused |
| G 40 | 40 | Autoveljed ja -veljed, kardaanvõllid (standard), aeglased ventilaatorid | Rehvide varieerumine domineerib |
| G 100 | 100 | Autode, veoautode ja vedurite täielikud mootorid | sisepõlemismootorid kui sõlmed |
| G 250 | 250 | Kiirete diiselmootorite väntvõllid | Komponentide tasandil |
| G 630 | 630 | Suurte 4-taktiliste mootorite väntvõllid, elastsetel alustel olevad merediislid | Suured madala kiirusega edasi-tagasi liikuvad |
| G 1600 | 1600 | Suurte 2-taktiliste mootorite väntvõllid | Väga aeglane, massiivne vundament |
| G 4000 | 4000 | Jäigal vundamendil olevate aeglaste merediislite väntvõllid | Kõige leebemad nõuded |
📊 Eelnevalt arvutatud tolerantsid tavaliste tööstuslike rootorite jaoks
| Rootori tüüp | Mass (kg) | RPM | G | Uper (g·mm) | Tasandi kohta | eper (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Väike mootor | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| HVAC ventilaator | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Pumba tiivik | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbokompressor | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Paberirull | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Elektrijaama ventilaator | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Lihvimispindel | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Auto ratas | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Tolerantsi jaotamise meetodid - ISO 1940-1 peatükk 7
| Rootori tüüp | Jaotus | Valem | Märkused |
|---|---|---|---|
| Sümmeetriline | Võrdne jagunemine | UL=UR=Uper/2 | Lihtsaim juhtum. Mootorid, mõned ventilaatorid. |
| Asümmeetriline laagritevaheline | Proportsionaalne | UL=Uper-(b/L) | Kõige tavalisem meetod. |
| Üleulatuv (konsoolne) | Momendipõhine | Staatika võrrandid | Rangemad tolerantsid üleulatuval tasandil. |
| Kitsas (tasandid lähestikku) | Eraldi staatiline+paar | Vastavalt ISO 21940-12 | Erinevad vibratsiooniefektid. |
Mis on ISO 1940-1?
Kiire vastus
ISO 1940-1 (Mehaaniline vibratsioon - rootorite tasakaalukvaliteedi nõuded pidevas (jäigas) olekus) määratleb G-klassi tasakaalukvaliteedisüsteem jäikade rootorite puhul. Valem Uper = (9 549 × G × M) / n arvutab lubatud jäägi tasakaalustamatus. Asendab ISO 21940-11:2016 identsete väärtustega. Tööstusmasinate vaikimisi klass: G 6.3.
ISO 1940-1 on rootorite tasakaalustamise alusdokument kogu maailmas. Selle G-klassi süsteem on tasakaalustamise de facto keel: "Tasakaalustamine G 6.3" on ülemaailmselt iga spetsialistile arusaadav. Standard hõlmab jäikasid rootoreid alates pisikestest täppispindlitest kuni massiivsete väntvõllideni, pakkudes universaalset raamistikku tasakaalustamise kvaliteedi määramiseks, arvutamiseks ja kontrollimiseks.
Standardit kohaldatakse ainult jäik rootorid - need, mille elastsed deformatsioonid tsentrifugaaljõudude mõjul on kogu töökiiruse vahemikus tühised. Paindlikud rootorid (mis töötavad üle esimese paindekriitilise kiiruse) on hõlmatud standardiga ISO 21940-12.
Jäiga rootori kontseptsioon
Rootor loetakse jäigaks, kui selle massijaotus ei muutu oluliselt, kui kiirus muutub nullist kuni maksimaalse töökiiruseni. Peamine tagajärg: madalal kiirusel tasakaalustusmasinal tasakaalustatud rootor jääb tasakaalustatud töökiirusel tasakaalustatuks. See võimaldab tasakaalustamist 300-600 pöörlemissagedusel töökojas, samas kui see vastab tolerantsidele 3 000+ pöörlemissagedusel.
Kui rootor töötab ülekriitilises piirkonnas (üle esimese painutuse kriitiline kiirus) või lähedal resonants, kõrvalekalded muudavad tegelikku massijaotust ja madalal kiirusel toimuv tasakaalustamine võib olla suurel kiirusel ebaefektiivne. Sellised rootorid liigitatakse paindlikeks.
Mida ISO 1940-1 ei hõlma
Muutuva geomeetriaga rootorid (liigendatud võllid, helikopteri labad). Resonants rootor-tugi-fundamendisüsteemides. Aerodünaamilised ja hüdrodünaamilised jõud, mis ei ole seotud massijaotusega. Spetsiaalselt ventilaatorite kohta vt ISO 14694 (ventilaatorispetsiifilised BV-kategooriad ja vibratsioonipiirid).
Tasakaalustamatuse tüübid
Tasakaalustamatus = rootori inertsi telg ≠ pöörlemistelg. Vektorina: U = m × r (g-mm). ISO 1940-1 liigitab kolm tüüpi:
- Staatiline tasakaalustamatus: Pöörlemisteljega paralleelne, kuid nihkes olev inertsia telg. Ühe tasakaalustamata massi ekvivalent. Korrigeeritav üks tasand. Tüüpilised: rihmarattad, kitsad hammasrattad, ventilaatorite tiivikud (L/D < 0,5).
- Paariline tasakaalustamatus: Inertsi telg läbi massikeskme, kuid kallutatud. Netojõud null, kuid paar (paar) kiigutab rootorit. Nõuab kaks tasandit.
- Dünaamiline tasakaalustamatus: Üldine juhtum - staatiline + paar kombineeritud. Inertsi telg ei ole paralleelne ega ristu pöörlemisteljega. Nõuab kaks tasandit. Enamikul reaalsetel rootoritel on dünaamiline tasakaalustamatus.
Eritasakaalustamatus (ekstsentrilisus)
G-klass on määratletud kui toode e × ω (mm/s) - rootori massikeskme lineaarkiirus pöörlemistelje ümber. See üks arv iseloomustab tasakaalu kvaliteeti sõltumata rootori suurusest ja kiirusest.
G-klassi süsteem - füüsiline alus
Massi sarnasus
Geomeetriliselt sarnaste rootorite puhul: Uper ∝ M → spetsiifiline tasakaalustamatus eper peaks olema konstantne. Üks standard kehtib kõigi suuruste kohta.
Kiiruse sarnasus
Tsentrifugaaljõud F = M-e-ω². Et säilitada vastuvõetavad laagrikoormused eri kiirustel, on eper peab vähenema, kui ω suureneb:
Lubatud jääktasakaalustamatuse arvutamine
Töötatud näide: Ventilaatori rootor, G 6.3
Antud: Tsentrifugaalventilaatori tiivik, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6,3.
Kokku: Uper = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm
Ekstsentrilisus: eper = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Tasapinna kohta (sümmeetriline, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm
R = 400 mm juures: 4 011 / 400 = 10,0 g tasandi kohta
Kasutage alati maksimaalset teenusekiirust
Valemis peab kiirus olema kõrgeim pöörlemissagedus, mitte tasakaalustusmasina kiirus. Paljud rootorid tasakaalustatakse 300-600 pöörlemissagedusel, kuid tolerantsuse puhul tuleb kasutada tegelikku töökiirust (nt 1 480 pöörlemissagedust). Tasakaalustusmasina kiiruse kasutamine annab ohtlikult lõdva tolerantsi.
Korrigeerimiskavadele eraldamine
Uper kehtib rootori massikeskme suhtes. Praktikas tasakaalustatakse kahes tasapinnas (laagrite lähedal). Peatükk 7 reeglid:
Sümmeetrilised rootorid
CoM keskpunktis → võrdne: UL = UR = Uper / 2.
Asümmeetriline laagrivaheline
Üleulatuvad rootorid
Üleulatuv mass tekitab mõlemale laagrile paindemomendi koormuse. Vajalik on momentipõhine ümberarvutus -> tavaliselt palju rangem tolerants üleulatuval tasandil. Tavaline pumpade, üheastmeliste kompressorite ja konsoolsete ventilaatoritiivikute puhul.
Vead ja kontrollimine
Veaallikad
- Süstemaatiline: Masina kalibreerimise triiv, ekstsentrilised mandrid, kiilusoone mõjud (ISO 8821), termiline moonutus.
- Juhuslik: Anduri müra, toe mäng, rootori istumise varieerumine.
Koguviga ei tohi ületada 10-15% tolerantsi. Kui see on suurem, siis pinguldage vastavalt töötolerantsi.
Kokkupaneku efektid
Komponentide tasakaalustamine ≠ koostu tasakaalustamine. Haakeseadise eksentrilisus, radiaalne kõrvalekaldumine, lahtine sobivus võivad komponentide tööd eirata. Monteeritud rootori trimmi tasakaalustamine.
Kontrollimise meetodid
- Indeksitest: Pöörake rootor 180° tüvel, mõõtke uuesti. Muutus = kinnitusviga.
- Katsekaalu test: Lisage teadaolev mass, kontrollige, kas mõõdetud vektori muutus vastab ootustele.
- Väljakontroll: Mõõtke vibratsiooni laagrite kohta ISO 10816.
Balanset-1A: sisseehitatud ISO 1940-1 nõuetele vastavus
Balanset-1A automatiseerib ISO 1940-1: sisestab massi, kiiruse, G-klassi → hetkeline Uper automaatse tasandijaotusega. Pärast tasakaalustamist võrdleb see jääki piirväärtusega. Funktsioon F6 Reports genereerib ametliku protokolli, mis dokumenteerib saavutatud G-klassi. Täpsus ±5% kiirusel, ±1° faasis - piisav G 16 kuni G 2,5 jaoks. Balanset-4 laieneb neljale kanalile keerukate mitme laagriga rootorite jaoks.
Töötatud näited
Juhtum 1: elektrimootor - G 6.3
Rootor: 15 kW, 1 460 RPM, 35 kg, laagrite vahel sümmeetriline.
Tolerants: Uper = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm -> 721/tasand.
R = 80 mm juures: 721 / 80 = 9,0 g/tasand. Kaupluse tasakaalustatud: 180 g-mm jääk. ✅
Juhtum 2: Pump - üleulatuv tiivik, G 6.3
Rootor: Võll + tiivik 18 kg, 2 950 RPM. Tiivik 6 kg, üleulatuvus 120 mm. Laagrite vahe 250 mm.
Kokku: Uper = 367 g-mm. Momendijaotus: ees ≈ 202, taga ≈ 165 g-mm.
Välitingimustes tasakaalustatud koos Balanset-1A ühe tasapinnaga: 8,5 g 230° juures. Lõplik: 95 g-mm. ✅
Juhtum 3: Turbokompressor - G 2.5
Rootor: 3-astmeline, 65 kg, 12 000 RPM. Veidi asümmeetriline.
Tolerants: Uper = 129 g-mm → 65/tasand → R = 95 mm juures: 0,68 g/tasand.
Subgrammitäpsus → ainult kaupluse kiirmasinad. Indeksitest: tüveviga < 5 g-mm. Lõplik: 28 g-mm/tasand. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- G-klassi väärtused, valemid, rakendustabelid - identne. Tehnilised muudatused puuduvad.
- ISO 21940 seeria: Osa 11 (kvaliteet), osa 12 (paindlik), osa 14 (menetlused), osa 21 (kirjeldused), osa 31 (tundlikkus), osa 32 (võtmed).
- Mõlemat nimetust kasutatakse praktikas vaheldumisi.
- ISO 14694 BV kategooriad viitavad otseselt G-klassile.
Seotud standardid
- ISO 21940-11: See standard - G-klassi süsteem.
- ISO 21940-12: Paindlik rootori tasakaalustamine.
- ISO 10816 / ISO 20816: Vibratsiooni hindamine - tasakaalu kvaliteedi toimiv tulemus.
- ISO 14694: Ventilaatorispetsiifilised BV-kategooriad, tasakaaluklassid ja vibratsioonipiirid.
- ISO 8821: Klahvivahendi mõju (poolvõtme konventsioon).
- API 610 / API 617: Naftapumbad/kompressorid, mis viitavad ISO 1940-le.
Ametlik standard: ISO 1940-1 ISO Store →
Sellel leheküljel
Tolerantsi kalkulaator G-klassi tabel Mis on ISO 1940-1? Jäik rootori kontseptsioon Tasakaalustamatuse tüübid Staatiline / paariline / dünaamiline Konkreetne tasakaalustamatus G-klassi süsteem Sarnasuse seadused Tolerantsuse valem Tasandijaotus Sümmeetriline / Asümmeetriline Üleulatuvad rootorid Vead ja kontrollimine Juhtumiuuringud (3) ISO 21940-11 Üleminek KKK (8 küsimust)Tasakaalustusseadmed
Kaasaskantav välitööde tasakaalustamine koos sisseehitatud ISO 1940 tolerantsi kalkulaatori ja G-klassi kontrolliga.
Balanset-1A → Balanset-4 →Korduma kippuvad küsimused - ISO 1940-1
G-klassi tasakaalu kvaliteedisüsteem jäikade rootorite jaoks
▸ Mis vahe on ISO 1940-1 ja ISO 21940-11 vahel?
▸ Kuidas ma arvutan lubatud jääktasakaalustamatuse?
▸ Mis on jäik rootor?
▸ Milline G-klass pumpade, ventilaatorite või mootorite jaoks?
▸ Kuidas jaotada tolerantsi tasandite vahel?
▸ Millised on kolm liiki tasakaalustamatust?
▸ Miks on G-klassid logaritmilisel skaalal?
▸ Kas ma saan kontrollida vastavust kaasaskantava tasakaalustaja abil?
Tasakaal ISO 1940-1 - Välitingimustes
Vibromera kaasaskantavad tasakaalustusseadmed sisaldavad sisseehitatud ISO 1940 tolerantsi kalkulaatorit, automaatset tasapinna määramist ja ametlikke tasakaalustusaruandeid, mis dokumenteerivad saavutatud G-klassi.
Sirvi tasakaalustavaid seadmeid →
