Tasakaalustatud klassifikatsioonide mõistmine
Definitsioon: Mis on tasakaalustav hinne?
A tasakaalustusaste (nimetatakse ka tasakaalukvaliteediklassiks või G-klass) on standardiseeritud klassifitseerimissüsteem, mis määrab kindlaks erinevat tüüpi pöörlevate masinate nõutava tasakaalu kvaliteedi. Määratletud peamiselt ISO 21940-11 standard (endine ISO 1940-1) kategoriseerib tasakaalustatud klassid seadmeid nende tööomaduste põhjal ja määrab vastavad tasakaalustustolerantsid.
Hindamissüsteem tagab, et kõik osapooled – tootjad, hooldustehnikud ja lõppkasutajad – järgivad rootori tasakaalu kvaliteedi määramisel ja kontrollimisel ühtseid, rahvusvaheliselt tunnustatud standardeid.
G-klassi süsteem
Tasakaalustusastmeid tähistatakse tähega “G”, millele järgneb numbriline väärtus, näiteks G 2,5, G 6,3 või G 16. Number tähistab lubatud jääkkoormuse korrutist. tasakaalutus ekstsentrilisus (millimeetrites) ja nurkkiirus (radiaanides sekundis). Lihtsamalt öeldes esindab see lubatud tasakaalustamatuse vibratsioonikiirust mm/s.
Põhiprintsiip
Madalamad G-arvud näitavad rangemaid tasakaalustusnõudeid (väiksem lubatud jääktasakaalustamatus), samas kui suuremad G-arvud lubavad suuremat jääktasakaalustamatust. Süsteem tunnistab, et erinevat tüüpi seadmetel on kiiruse, massi, rakenduse ja töökeskkonna põhjal väga erinevad tasakaalustuskvaliteedi vajadused.
Levinumad tasakaalustusastmed ja nende rakendused
ISO 21940-11 määratleb klassid vahemikus G 0,4 (kõrgeim täpsus) kuni G 4000 (madalaim täpsus). Siin on kõige sagedamini esinevad klassid:
G 0.4 – ülikõrge täpsusega
Rakendused:
- Lihvimismasinate spindlid
- Güroskoobid
- Täppismõõteseadmed
Omadused: Nõuab spetsiaalseid tasakaalustusseadmeid ja kontrollitud keskkonda. Tavaliselt teostatakse spetsiaalsetes täppistasakaalu töökodades.
G 1.0 – ülitäpne
Rakendused:
- Ülitäpsed tööpinkide spindlid
- Turbolaadurid
- Kiired tsentrifuugid
- Arvuti kettaseadmed
Omadused: Nõuab kõigi tasakaalustusparameetrite hoolikat kontrolli ja kvaliteetset instrumenteerimist.
G 2.5 – täppistööstus
Rakendused:
- Gaasi- ja auruturbiinid
- Jäigad turbogeneraatori rootorid
- Kompressorid
- Tööpinkide ajamid
- Keskmise suurusega ja suured elektrimootorid (erinõuetega)
- Tsentrifugaalsed separaatorid
Omadused: Kvaliteetsete ja kiirete tööstusseadmete standard. Saavutatav hea põllu tasakaalustamine tavad.
G 6.3 – Üldine tööstuslik (kõige levinum)
Rakendused:
- Üldotstarbelised elektrimootorid
- Töötleva tööstuse masinad
- Tsentrifugaalpumbad
- Ventilaatorid ja puhurid
- Reduktorid
- Üldmasinate rootorid
- Keskmise kiirusega kompressorid
Omadused: Enamiku tööstusmasinate “standardne” klass. Hea tasakaal saavutatavuse ja jõudluse vahel. Kergesti saavutatav kaasaskantavate tasakaalustusseadmetega.
G 16 – Raske tööstus
Rakendused:
- Veovõllid (propellervõllid, kardaanvõllid)
- Mitmesilindrilised diiselmootorid, millel on kuus või enam silindrit
- Purustid
- Põllumajandustehnika
- Mootorite üksikud komponendid
Omadused: Sobib vastupidavatele, aeglasema kiirusega seadmetele, millel on suurem vibratsioonitaluvus.
G 40 ja kõrgem – väga raske tööstus
Rakendused:
- Neljasilindrilised diiselmootorid (G 40)
- Jäigalt paigaldatud aeglase kiirusega masinad
- Väga suured, aeglaselt pöörlevad seadmed
Omadused: Rakendatakse massiivsete, aeglaselt töötavate seadmete puhul, kus ülitäpne tasakaal pole majanduslikult põhjendatud või tehniliselt vajalik.
Kuidas valida sobiv tasakaalustusaste
Õige tasakaalustusastme valimisel tuleb arvestada mitme teguriga:
1. Seadme tüüp ja konstruktsioon
Standard ISO 21940-11 sisaldab üksikasjalikke tabeleid, mis sobivad seadmetüüpide ja soovitatud klassidega. See on klassi valiku peamine lähtepunkt.
2. Töökiirus
Kiiremad seadmed vajavad üldiselt tihedamat tasakaalu (madalamat G-arvu), sest tsentrifugaaljõud suurenevad kiiruse ruuduga.
3. Kinnitusviis
Paindlikele alustele või isolatsioonisüsteemidele paigaldatud seadmed taluvad sageli suuremaid G-numbreid kui jäigalt paigaldatud seadmed.
4. Personali lähedus
Asustatud ruumides olevad masinad võivad müra ja ohutuse tagamiseks vajada rangemat tasakaalu.
5. Erinõuded
Mõned rakendused (meditsiiniseadmed, täppistöötlemine, lennundus) nõuavad tavapärasest tööstuspraktikast rangemat tasakaalu.
6. Majanduslikud kaalutlused
Iga samm rangema klassi suunas suurendab tasakaalustamiskulusid. Valitud klass peaks vastama tegevusvajadustele ilma liigselt täpsustamata.
Kalde ja lubatud tasakaalustamatuse vaheline seos
Tasakaalustusastet kasutatakse maksimaalse lubatud väärtuse arvutamiseks. jääktasakaalustamatus konkreetse rootori jaoks:
Valem
Uiga (g·mm) = (9549 × G × M) / p/min
Kus:
- Uiga = Lubatud jääktasakaalustamatus gramm-millimeetrites
- G = Tasakaalustatud kvaliteediklassi number (nt 6,3 G 6,3 puhul)
- M = Rootori mass kilogrammides
- Pöörlemiskiirus = Töökiirus pööretes minutis
Näide
100 kg kaaluv ventilaatori rootor, mis töötab kiirusel 1500 p/min ja millel on klassi G 6.3 terase klass:
Uiga = (9549 × 6,3 × 100) / 1500 = 401 g·mm
Kui korrektsioonitasandi raadius on 200 mm, võrdub see 2,0 grammiga lubatud jääktasakaalustamatusega.
Mitmekiiruselise ja muutuva kiirusega töötamise kaalutlused
Masinate puhul, mis töötavad erinevatel kiirustel:
- Konstantse kiirusega töötamine: Kandke kallet tavalisel töökiirusel
- Muutuv kiirus: Kandke peale maksimaalne pidev töökiirus
- Kriitiliste kiiruste läbimine: Sest painduvad rootorid, võib kriitilistel kiirustel olla vaja eraldi arvestada tasakaaluga, mis võib vajada modaalse tasakaalustamise tehnikaid.
Kontrollimine ja aktsepteerimine
Pärast tasakaalustamine Kui see on lõpetatud, tuleb saavutatud tasakaalukvaliteeti kontrollida määratud klassi suhtes:
Mõõtmismeetodid
- Otsese tasakaalustamatuse mõõtmine: Tasakaalustusmasinal mõõdetakse jääktasakaalustamatust otse ja võrreldakse U-gaiga
- Vibratsiooni mõõtmine: Välja tasakaalustamisel kasutatakse vibratsiooni amplituudi tasakaalu kvaliteedi kaudse näitajana.
Vastuvõtukriteeriumid
Rootorit peetakse vastuvõetavaks, kui:
- Mõõdetud jääkbalanss ≤ Arvutatud Uiga, VÕI
- Vibratsioonitasemed vastavad ISO 20816 või muudele kohaldatavatele vibratsioonistandarditele
Ajalooline kontekst: ISO 1940 kuni ISO 21940
G-klassi süsteem loodi algselt standardis ISO 1940-1 (esmakordselt avaldatud 1986. aastal). 2016. aastal vaadati ISO 1940 seeria üle ja nummerdati see ümber ISO 21940 seeriaks, kusjuures ISO 21940-11 asendas standardi ISO 1940-1. Põhiprintsiibid ja klasside väärtused jäid sisuliselt samaks, kuid uuem standard sätestab:
- Uuendatud seadmete klassifikatsioonid
- Selgemad juhised klassi valiku kohta
- Parem integratsioon teiste rootori dünaamika standarditega
- Paindlike rootorite täiustatud protseduurid
Levinud väärarusaamad
Väärarusaam 1: “Tihedam on alati parem”
Tegelikkus: Liiga kõrge tasakaalustuskvaliteedi määramine suurendab kulusid ilma proportsionaalse kasuta. G 2.5 seadmed ei pruugi tingimata paremini toimida kui G 6.3 seadmed rakendustes, kus G 6.3 on sobiv.
Väärarusaam 2: “Kalle võrdub otseselt vibratsioonitasemega”
Tegelikkus: Kuigi G-arv on omavahel seotud, näitab see lubatud tasakaalustamatuse ekstsentrilisust, mitte vibratsiooni amplituudi. Tegelik vibratsioon sõltub paljudest teguritest peale tasakaalu kvaliteedi.
Väärarusaam 3: “Üks klass sobib kõigile tehase seadmetele”
Tegelikkus: Erinevat tüüpi seadmed vajavad isegi samas rajatises erinevaid klasse. Täppisveski ja purusti tasakaalunõuded on väga erinevad.
Dokumentatsioon ja spetsifikatsioonid
Tasakaalustustööde täpsustamisel peaks dokumentatsioon selgelt näitama:
- Nõutav tasakaalustusaste (nt “Tasakaalustatud standardi ISO 21940-11 kohaselt G 6.3-ni”)
- Teeninduskiirus tolerantsi arvutamiseks
- Vajalike korrektsioonitasandite arv
- Kontrollimismeetod (töökoja tasakaalustusmasin või välivibratsiooni mõõtmine)
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 