ایزو ۱۹۴۰-۲ چیست؟

پاسخ سریع

ISO 1940-2:1997 (ارتعاش مکانیکی — الزامات کیفیت بالانس روتورهای صلب — بخش 2: خطاهای بالانس) استاندارد بین‌المللی شناسایی، ارزیابی و لحاظ‌کردن خطاهایی بود که هنگام بالانس روتورهای صلب ایجاد می‌شوند — از نامیزانی ماندریل و شفت محرک گرفته تا لنگی قطعات و پراکندگی ابزار اندازه‌گیری. این استاندارد لغو شده و با ISO 21940-14:2012 (ارتعاش مکانیکی — بالانس روتور — بخش 14: روش‌های ارزیابی خطاهای بالانس)، که همان روش‌ها را به روتورهای با رفتار انعطاف‌پذیر نیز تعمیم می‌دهد. توجه: این استاندارد اغلب با استاندارد بالانس vocabulary — این یک استاندارد متفاوت است, ایزو ۲۱۹۴۰-۲ (پیش‌تر ISO 1925)، که اصطلاحات آن در این صفحه در زیر خلاصه شده است.

وقتی یک مهندس در آلمان «اصلاح نامیزانی دینامیکی تا G 6.3 در دو صفحه» را مشخص می‌کند، یک تکنسین در ژاپن باید دقیقاً بداند چه چیزی موردنیاز است — همان وضعیت روتور، همان روش بالانس و همان معیار پذیرش. واژگان ISO بالانس — ISO 21940-2 (پیش‌تر ISO 1925) — با فراهم‌کردن یک واژگان واحد و مورد توافق بین‌المللی برای کل این حوزه، این امکان را فراهم می‌کند.

در مقابل، خود ISO 1940-2 نه واژه‌نامه بود و نه مشخصات تلرانس — بلکه به balance errors. این استاندارد منابع خطا در فرایند بالانس را به‌صورت systematic (که اندازه و زاویه آن‌ها قابل ارزیابی است — مانند نامیزانی ماندریل یا شفت محرک، لنگی شعاعی و محوری، کلیدها و شیار کلیدها، مغناطیس باقیمانده، خطاهای مونتاژ مجدد و ابزار اندازه‌گیری)، به‌طور تصادفی متغیر (قطعات شل، مایعات محبوس‌شده، اعوجاج حرارتی، windage) و scalar (که فقط حداکثر اندازه آن را می‌توان برآورد کرد و زاویه آن نامعین است — مانند لقی‌های مونتاژی و تلرانس‌های ساخت)، طبقه‌بندی می‌کرد و روش‌هایی برای ارزیابی و لحاظ‌کردن آن‌ها ارائه می‌داد تا نامیزانی باقیمانده واقعاً در مقدار مجاز Uبه ازای هر از ایزو ۱۹۴۰-۱ (اکنون ISO 21940-11) باقی بماند. جانشین آن، ISO 21940-14، دقیقاً همین نقش را در مجموعه ISO 21940 حفظ می‌کند.

تحلیل تفصیلی اصطلاحات

تمایز روتور صلب و انعطاف‌پذیر

این مهم‌ترین طبقه‌بندی در بالانس کردن است. این تمایز همه چیز را تعیین می‌کند: کدام استاندارد اعمال می‌شود، چه تجهیزاتی مورد نیاز است، چند صفحه مورد نیاز است و بالانس کردن با چه سرعتی باید انجام شود.

روتور صلب (تعریف ISO 21940-2)

روتوری که عدم تعادل آن را می‌توان در هر دو صفحه دلخواه اصلاح کرد و پس از اصلاح، عدم تعادل باقیمانده در هیچ سرعتی تا حداکثر سرعت سرویس تغییر قابل توجهی نمی‌کند. آزمون عملی: اگر نخستین سرعت بحرانی خمشی سرعت بحرانی به‌خوبی بالاتر از حداکثر سرعت سرویس باشد (معمولاً > 1.5× یا بیشتر)، روتور صلب است.

روتور انعطاف‌پذیر (تعریف ISO 21940-2)

روتوری که در سرعت سرویس خود به صورت الاستیک تغییر شکل می‌دهد به طوری که حالت عدم تعادل آن تغییر می‌کند. باید در سرعت سرویس یا نزدیک به آن در بیش از دو صفحه متعادل شود. اعمال می‌شود به: توربوژنراتورهای بزرگ، کمپرسورهای چند مرحله‌ای با سرعت بالا، رول‌های بلند ماشین کاغذ با سرعت بالا. تحت پوشش ISO 21940-12.

اکثریت قریب به اتفاق روتورهای صنعتی - موتورهای الکتریکی، فن‌ها، پمپ‌ها، فلایویل‌ها، شفت‌ها - روتورهای صلب هستند. ایزو ۱۹۴۰-۱ سیستم درجه G مستقیماً برای روتورهای صلب اعمال می‌شود.

سه نوع عدم تعادل

واژگان (ISO 21940-2) سه نوع بنیادی را بر اساس رابطه هندسی بین محور اصلی اینرسی و محور دوران تعریف می‌کند. درک این موارد برای انتخاب روش صحیح بالانس ضروری است:

بردار عدم تعادل
U = m × r   (بزرگی)     U∠θ   (فرم قطبی)
m = جرم نامتعادل (g) | r = فاصله از محور (mm) | θ = موقعیت زاویه‌ای (°)
  • عدم تعادل استاتیک تولید می‌کند نیرو — هر دو یاتاقان در سرعت ۱ برابر دور در دقیقه به صورت هم فاز ارتعاش می‌کنند. روتور را می‌توان بدون چرخش به صورت نامتعادل تشخیص داد (نیروی جاذبه آن را روی لبه‌های چاقویی نشان می‌دهد). یک صفحه اصلاح کافی است. برای روتورهای باریک دیسک مانند (L/D < 0.5) معمول است: پولی‌های باریک، پروانه‌های فن، فلایویل‌های نازک.
  • عدم تعادل کوپل تولید می‌کند گشتاور — یاتاقان‌ها در سرعت ۱ برابر دور در دقیقه، ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارند. نیروی خالص صفر است (مرکز جرم روی محور است)، اما دو نقطه سنگین مساوی و روبروی هم در موقعیت‌های محوری مختلف، یک کوپل گهواره‌ای ایجاد می‌کنند. فقط هنگام چرخش قابل تشخیص است. به دو صفحه اصلاح نیاز دارد.
  • عدم تعادل دینامیکی = استاتیک + کوپل ترکیبی. حالت کلی برای همه روتورهای واقعی که کاملاً متقارن نیستند. هم نیرو و هم گشتاور وجود دارند. یاتاقان‌ها با زاویه ۱× بدون رابطه هم فاز یا دقیقاً ۱۸۰ درجه خارج از فاز، ارتعاش می‌کنند. نیاز به بالانس دو صفحه‌ای دارد.

عدم تعادل ویژه و ارتباط آن با درجه G

نامتعادلی خاص (e = U/M) شاخص کلیدی‌ای است که امکان مقایسه همگانی کیفیت بالانس را فراهم می‌کند. یک روتور ۵ kg با عدم تعادل ۵۰ g·mm دارای e = ۱۰ µm است. یک روتور ۵۰۰ kg با عدم تعادل ۵ ۰۰۰ g·mm نیز e = ۱۰ µm دارد — با وجود اختلاف جرم ۱۰۰ برابری، کیفیت بالانس یکسان است.

The درجه G این مفهوم با وارد کردن سرعت گسترش می‌یابد: G = e × ω، و یک عدد واحد (mm/s) به دست می‌دهد که کیفیت بالانس را مستقل از جرم و سرعت مشخص می‌کند. این، پایهٔ ایزو ۱۹۴۰-۱ سیستم تحمل.

صفحات اصلاح در مقابل صفحات تلرانس

واژگان یک تمایز بحرانی را ترسیم می‌کند که اغلب در عمل نادیده گرفته می‌شود:

  • صفحات تلرانس = صفحات یاتاقان که در آنها بارهای ارتعاشی و دینامیکی بسیار بحرانی هستند. عدم تعادل مجاز Uبه ازای هر در اینجا مشخص شده است.
  • صفحات اصلاح = مکان‌های فیزیکی قابل دسترس که می‌توان وزنه‌ها را در آنها قرار داد (توپی فن، حلقه‌های انتهایی موتور، شانه‌های شفت). اغلب در موقعیت‌های محوری متفاوت از یاتاقان‌ها.

تبدیل Uبه ازای هر تبدیل از صفحات تلرانس به صفحات اصلاح نیازمند دانش هندسه روتور است. برای روتورهای نامتقارن یا آویزان، این تبدیل می‌تواند تلرانس‌های هر صفحه را به طور قابل توجهی تغییر دهد. Balanset-1A این تبدیل را به طور خودکار هنگام وارد کردن ابعاد روتور انجام می‌دهد.

انواع ماشین‌های متعادل‌کننده

دو نوع اساسی ماشین، اصول اندازه‌گیری فیزیکی متفاوتی را منعکس می‌کنند:

  • یاتاقان نرم: فرکانس طبیعی سیستم تعلیق بسیار پایین‌تر از سرعت کارکرد است → دستگاه جابجایی. برای هر روتور جدید نیاز به کالیبراسیون دارد. از نظر تاریخی مهم است؛ استفاده از آن رو به کاهش است.
  • یاتاقان سخت: فرکانس طبیعی سیستم تعلیق بسیار بالاتر از سرعت کارکرد است → دستگاه نیرو. کالیبره شده دائمی - روتورهای مختلف را بدون کالیبراسیون جداگانه می‌پذیرد. نوع مدرن غالب.

ابزارهای متعادل کننده میدان مانند Balanset-1A از یک اصل متفاوت استفاده می‌کنند: آنها یک "ماشین" به معنای ISO نیستند، بلکه از یاتاقان‌ها و تکیه‌گاه خود روتور به عنوان سیستم اندازه‌گیری استفاده می‌کنند و از روش وزن آزمایشی (ضریب تأثیر) برای تعیین تصحیح بدون نیاز به یک ماشین متعادل‌کننده اختصاصی استفاده می‌کنند.

ارجاع متقابل: هر اصطلاح کجا استفاده می‌شود

استانداردهایی که به واژگان ISO بالانس (ISO 21940-2) ارجاع می‌دهند

ایزو ۱۹۴۰-۱ / ایزو ۲۱۹۴۰-۱۱: از همه اصطلاحات تلرانس و کیفیت استفاده می‌کند — درجه G، Uبه ازای هر، تلرانس بالانس، عدم تعادل باقیمانده. مصرف‌کننده اصلی این واژگان است.

ایزو ۱۴۶۹۴: از اصطلاحات روتور (صلب)، اصطلاحات نامیزانی استفاده می‌کند و آن‌ها را با دسته‌بندی‌های کاربردی BV ویژه فن، گریدهای بالانس و جداول حدود ارتعاش گسترش می‌دهد.

ایزو ۱۰۸۱۶ / ایزو ۲۰۸۱۶: از اصطلاحات اندازه‌گیری استفاده می‌کند - سرعت ارتعاش، RMS، نقاط اندازه‌گیری محفظه یاتاقان.

ایزو ۲۱۹۴۰-۱۲: تعریف روتور انعطاف‌پذیر را با رویه‌های چند سرعته و چند صفحه‌ای گسترش می‌دهد.

API 610 / API 617: استانداردهای نفتی به گریدهای G استاندارد ISO 1940 و اصطلاحات عدم تعادل برای مشخصات پمپ و کمپرسور اشاره دارند.

ISO 1940-2 → ISO 21940-14: گذار

ISO 21940-14:2012 به‌طور رسمی ISO 1940-2:1997 را لغو و جایگزین کرده است و بازنگری فنی آن به شمار می‌آید — تغییر اصلی، گسترش دامنه کاربرد آن به روتورهای با رفتار انعطاف‌پذیر است. واژگان بالانس مسیر جداگانه‌ای را طی کرد: ISO 1925 به‌صورت ISO 21940-2 بازنگری شد. شماره‌گذاری ISO 21940 نشان‌دهنده ادغام آن در مجموعه جامع ISO 21940 است که همه جنبه‌های بالانس روتور را پوشش می‌دهد. نام‌گذاری‌های قدیمی هنوز هم به‌طور گسترده در متون صنعتی دیده می‌شوند.


استاندارد رسمی: ISO 21940-14:2012 (جایگزین ISO 1940-2) در ISO Store →

← بازگشت به فهرست واژه‌نامه