درک طبقهبندیهای ترازبندی
تعریف: نمره متعادل چیست؟
آ درجه متعادل سازی (همچنین به آن درجه کیفیت تعادل یا گفته میشود) درجه G) یک سیستم طبقهبندی استاندارد است که کیفیت بالانس مورد نیاز برای انواع مختلف ماشینآلات دوار را مشخص میکند. در درجه اول توسط ... تعریف میشود. ایزو ۲۱۹۴۰-۱۱ استاندارد (که قبلاً ISO 1940-1 بود)، درجهبندی متعادلکننده، تجهیزات را بر اساس ویژگیهای عملیاتی آنها طبقهبندی کرده و مقادیر مناسب را به آنها اختصاص میدهد. تلرانسهای متعادلکننده.
سیستم درجهبندی تضمین میکند که همه طرفها - تولیدکنندگان، تکنسینهای تعمیر و نگهداری و کاربران نهایی - هنگام تعیین و تأیید کیفیت بالانس روتور، مطابق با استانداردهای شناختهشده بینالمللی عمل میکنند.
سیستم درجه G
گریدهای متعادلکننده با “G” مشخص میشوند و به دنبال آن یک مقدار عددی مانند G 2.5، G 6.3 یا G 16 میآید. این عدد نشان دهنده حاصلضرب باقیمانده مجاز است. عدم تعادل خروج از مرکز (برحسب میلیمتر) و سرعت زاویهای (برحسب رادیان بر ثانیه). به عبارت سادهتر، این پارامتر نشان دهنده سرعت ارتعاش نابالانسی مجاز بر حسب میلیمتر بر ثانیه است.
اصل کلیدی
اعداد G پایینتر نشاندهنده الزامات تعادل سختگیرانهتر (عدم تعادل باقیمانده مجاز کمتر) هستند، در حالی که اعداد G بالاتر نشاندهنده عدم تعادل باقیمانده بیشتر هستند. این سیستم تشخیص میدهد که انواع مختلف تجهیزات، بر اساس سرعت، جرم، کاربرد و محیط عملیاتی، نیازهای کیفی تعادل بسیار متفاوتی دارند.
گریدهای متعادل کننده رایج و کاربردهای آنها
استاندارد ISO 21940-11 گریدهایی از G 0.4 (بالاترین دقت) تا G 4000 (کمترین دقت) را تعریف میکند. در اینجا رایجترین گریدها آمده است:
G 0.4 – دقت فوقالعاده بالا
Applications:
- اسپیندل ماشین سنگ زنی
- ژیروسکوپها
- تجهیزات اندازهگیری دقیق
ویژگیها: به تجهیزات بالانس تخصصی و محیطهای کنترلشده نیاز دارد. معمولاً در کارگاههای اختصاصی بالانس دقیق انجام میشود.
G 1.0 - دقت بالا
Applications:
- اسپیندلهای ماشین ابزار با دقت بالا
- Turbochargers
- سانتریفیوژهای پرسرعت
- دیسکهای کامپیوتر
ویژگیها: نیاز به کنترل دقیق تمام پارامترهای بالانس و ابزار دقیق با کیفیت بالا دارد.
G 2.5 – صنعتی دقیق
Applications:
- Gas and steam turbines
- روتورهای توربو ژنراتور صلب
- Compressors
- درایوهای ماشین ابزار
- موتورهای الکتریکی متوسط و بزرگ (با الزامات ویژه)
- جداکنندههای گریز از مرکز
ویژگیها: استاندارد برای تجهیزات صنعتی با کیفیت بالا و سرعت بالا. قابل دستیابی با کیفیت خوب متعادل سازی میدان شیوهها.
G 6.3 – عمومی صنعتی (رایجترین)
Applications:
- موتورهای الکتریکی عمومی
- ماشین آلات صنایع فرآوری
- پمپهای گریز از مرکز
- فنها و دمندهها
- واحدهای دنده
- روتورهای ماشین آلات عمومی
- کمپرسورهای سرعت متوسط
ویژگیها: درجه “استاندارد” برای اکثر ماشینآلات صنعتی. نشاندهنده تعادل خوبی بین قابلیت دستیابی و عملکرد است. به راحتی با تجهیزات تعادل قابل حمل قابل دستیابی است.
جی ۱۶ – صنایع سنگین
Applications:
- شفتهای محرک (میلههای پروانه، میلهای کاردان)
- موتورهای دیزلی چند سیلندر با شش سیلندر یا بیشتر
- Crushers
- ماشین آلات کشاورزی
- اجزای جداگانه موتورها
ویژگیها: مناسب برای تجهیزات مقاوم و با سرعت کمتر که تحمل ارتعاش در آنها بیشتر است.
G 40 و بالاتر - صنایع بسیار سنگین
Applications:
- موتورهای دیزلی چهار سیلندر (G 40)
- ماشینآلات با سرعت پایین که به صورت صلب نصب شدهاند
- تجهیزات بسیار بزرگ و با چرخش آهسته
ویژگیها: در تجهیزات عظیم و با سرعت کم که در آنها بالانس با دقت بالا از نظر اقتصادی توجیه پذیر یا از نظر فنی ضروری نیست، کاربرد دارد.
نحوه انتخاب گرید متعادل کننده مناسب
انتخاب درجه متعادل کننده صحیح شامل در نظر گرفتن چندین عامل است:
۱. نوع و طراحی تجهیزات
استاندارد ISO 21940-11 جداول دقیقی را ارائه میدهد که انواع تجهیزات را با گریدهای توصیهشده مطابقت میدهد. این نقطه شروع اولیه برای انتخاب گرید است.
۲. سرعت عملیاتی
تجهیزات با سرعت بالاتر عموماً به بالانس دقیقتری (عدد G پایینتر) نیاز دارند زیرا نیروهای گریز از مرکز با مربع سرعت افزایش مییابند.
۳. نوع نصب
تجهیزات نصب شده بر روی فونداسیونهای انعطافپذیر یا سیستمهای ایزولاسیون اغلب میتوانند اعداد G بالاتری را نسبت به تجهیزات نصب شده به صورت صلب تحمل کنند.
۴. نزدیکی به پرسنل
ماشین آلات در فضاهای اشغال شده ممکن است به دلایل سر و صدا و ایمنی نیاز به تعادل دقیق تری داشته باشند.
۵. الزامات ویژه
برخی از کاربردها (تجهیزات پزشکی، تولید دقیق، هوافضا) نیاز به تعادل دقیقتری نسبت به رویههای صنعتی استاندارد دارند.
۶. ملاحظات اقتصادی
هر گام به سمت گرید تنگتر، هزینه متعادلسازی را افزایش میدهد. گرید انتخاب شده باید بدون تعیین بیش از حد، با نیازهای عملیاتی مطابقت داشته باشد.
رابطه بین درجه و عدم تعادل مجاز
از درجه تعادل برای محاسبه حداکثر مجاز استفاده میشود. عدم تعادل باقیمانده برای یک روتور خاص:
فرمول
یوبه ازای هر (g·mm) = (9549 × G × M) / دور در دقیقه
کجا:
- یوبه ازای هر = عدم تعادل باقیمانده مجاز بر حسب گرم-میلیمتر
- جی = شماره درجه کیفیت ترازو (مثلاً ۶.۳ برای G 6.3)
- M = جرم روتور بر حسب کیلوگرم
- دور در دقیقه = سرعت سرویس بر حسب دور در دقیقه
Example
یک روتور فن ۱۰۰ کیلوگرمی با سرعت ۱۵۰۰ دور در دقیقه و گرید G 6.3:
یوبه ازای هر = (9549 × 6.3 × 100) / 1500 = 401 گرم بر میلیمتر
اگر شعاع صفحه اصلاح ۲۰۰ میلیمتر باشد، این برابر با ۲.۰ گرم عدم تعادل باقیمانده مجاز است.
ملاحظات چند سرعته و سرعت متغیر
برای ماشین آلاتی که در طیف وسیعی از سرعت ها کار می کنند:
- عملیات با سرعت ثابت: شیب را با سرعت عملیاتی معمول اعمال کنید
- سرعت متغیر: شیب را با حداکثر سرعت عملیاتی مداوم اعمال کنید
- عبور از سرعتهای بحرانی: برای روتورهای انعطافپذیر, ممکن است ملاحظات ویژهای در مورد تعادل در سرعتهای بحرانی مورد نیاز باشد، که به طور بالقوه مستلزم تکنیکهای متعادلسازی مودال است.
تأیید و پذیرش
بعد از متعادل کردن پس از تکمیل، کیفیت ترازوی بهدستآمده باید با درجه مشخصشده مطابقت داده شود:
روشهای اندازهگیری
- اندازهگیری مستقیم عدم تعادل: در یک دستگاه بالانس، عدم تعادل باقیمانده مستقیماً اندازهگیری شده و با U مقایسه میشود.به ازای هر
- اندازهگیری ارتعاش: در بالانس میدانی، دامنه ارتعاش به عنوان یک شاخص غیرمستقیم از کیفیت بالانس استفاده میشود.
معیارهای پذیرش
روتور زمانی قابل قبول تلقی میشود که:
- عدم تعادل باقیمانده اندازهگیری شده ≤ U محاسبه شدهبه ازای هر, ، یا
- سطح ارتعاش مطابق با استاندارد ISO 20816 یا سایر استانداردهای ارتعاش مربوطه است
پیشینه تاریخی: ISO 1940 تا ISO 21940
سیستم درجه G در ابتدا در ISO 1940-1 (اولین بار در سال ۱۹۸۶ منتشر شد) تأسیس شد. در سال ۲۰۱۶، سری ISO 1940 مورد بازنگری قرار گرفت و به عنوان سری ISO 21940 شماره گذاری شد و ISO 21940-11 جایگزین ISO 1940-1 شد. اصول اساسی و مقادیر درجه اساساً بدون تغییر باقی ماندند، اما استاندارد جدیدتر موارد زیر را ارائه میدهد:
- طبقهبندیهای بهروز شده تجهیزات
- راهنمایی واضحتر در مورد انتخاب رشته
- ادغام بهتر با سایر استانداردهای دینامیک روتور
- روشهای بهبود یافته برای روتورهای انعطافپذیر
تصورات غلط رایج
تصور غلط ۱: “همیشه تنگتر بهتر است”
واقعیت: تعیین بیش از حد کیفیت بالانس، هزینهها را بدون سود متناسب افزایش میدهد. تجهیزات G 2.5 لزوماً در کاربردهایی که G 6.3 مناسب است، عملکرد بهتری نسبت به تجهیزات G 6.3 ندارند.
تصور غلط ۲: “درجه مستقیماً با سطح ارتعاش برابر است”
واقعیت: در عین حال، عدد G نشاندهندهی خروج از مرکز نابالانسی مجاز است، نه دامنهی ارتعاش. ارتعاش واقعی به عوامل زیادی فراتر از کیفیت بالانس بستگی دارد.
تصور غلط ۳: “یک درجه برای همه تجهیزات یک کارخانه مناسب است”
واقعیت: انواع مختلف تجهیزات حتی در یک مرکز مشابه به درجههای مختلفی نیاز دارند. یک آسیاب دقیق و یک سنگشکن نیازهای تعادلی بسیار متفاوتی دارند.
مستندات و مشخصات
هنگام مشخص کردن کار متعادلسازی، مستندات باید به وضوح موارد زیر را بیان کنند:
- درجه تعادل مورد نیاز (مثلاً “تعادل تا G 6.3 طبق ISO 21940-11”)
- سرعت سرویس برای محاسبه تلرانس
- تعداد صفحات اصلاحی مورد نیاز
- روش تأیید (دستگاه بالانس کارگاهی یا اندازهگیری ارتعاش میدانی)