ISO 1940-1 — الزامات کیفیت بالانس برای روتورهای صلب
استاندارد بینالمللی پایهای که سیستم کیفیت بالانس درجه G را تعریف میکند — از G 0.4 (ژیروسکوپها) تا G 4000 (دیزلهای دریایی). این استاندارد اکنون در ISO 21940-11 ادغام شده است و همان مقادیر و همان روششناسی درجه G را حفظ میکند.
Vibromera جدول کامل ردههای G 0.4 تا G 4000 را در Balanset-1A تعبیه کرده است، بهطوریکه دستگاه بلافاصله پس از اجرای وزنه آزمایشی، کیفیت بالانس بهدستآمده را نسبت به ISO 1940-1 گزارش میکند.
عدم تعادل باقیمانده مجاز
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — دادههای روتور را وارد کنید، U را دریافت کنیدبه ازای هر
نتایج — ISO 1940-1
دیسبالانس باقیمانده مجاز
محاسبه تلرانس
درجههای کیفیت بالانس G
مقیاس لگاریتمی با فاصلهٔ ۲٫۵ برابر بین درجههای مجاور — از فوقدقیق G 0.4 تا دریایی G 4000
📋 جدول کامل درجه G — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| درجه G | ای·اُمگا (میلیمتر بر ثانیه) | انواع معمول روتورها | یادداشتها |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | ژیروسکوپها، دوکهای دقیق، درایوهای دیسک نوری | نزدیک به حد توازن متعارف |
| جی ۱.۰ | 1.0 | محرکهای اسپیندل سنگزنی، دستگاههای ضبط نوار، آرمیچرهای کوچکِ دقیق | نیازمند شرایط فوقالعاده تمیز |
| G 2.5 | 2.5 | توربینهای گاز و بخار، توربوژنراتورها، توربوکامپرسورها، موتورهای سرعت بالا | از آسیب زودرس یاتاقان جلوگیری میکند |
| G 6.3 | 6.3 | فنها، پمپها، فلایویلها، موتورهای الکتریکی، ماشینابزارها، رولهای کاغذ | رایجترین — نمرهٔ پیشفرض |
| G 16 | 16 | شفتهای کاردان (ویژه)، ماشینآلات کشاورزی، سنگشکنها، فنهای معدن | سخت و طاقتفرسا |
| جی ۴۰ | 40 | چرخها و رینگهای خودرو، میل گاردان (استاندارد)، فنهای کند | تنوع تایر غالب است |
| جی ۱۰۰ | 100 | موتورهای کامل خودروها، کامیونها و لوکوموتیوها | موتورهای احتراق داخلی بهعنوان مجموعهها |
| جی ۲۵۰ | 250 | میللنگهای موتورهای دیزل با سرعت بالا | در سطح مؤلفه |
| جی ۶۳۰ | 630 | میللنگهای موتورهای بزرگ چهار زمانه، دیزلهای دریایی روی پایههای ارتجاعی | ماشینهای رفتوبرگشتی بزرگِ کمسرعت |
| جی ۱۶۰۰ | 1600 | میللنگهای موتورهای بزرگ دوزمانه | بسیار کند، پیهای عظیم |
| جی ۴۰۰۰ | 4000 | میللنگهای موتورهای دیزل دریایی کمسرعت روی پایههای صلب | سستترین الزامات |
📊 تلرانسهای از پیش محاسبه شده برای روتورهای رایج صنعتی
| نوع روتور | جرم (کیلوگرم) | دور در دقیقه | G | Uبه ازای هر (g·mm) | به ازای هر صفحه | eبه ازای هر (میکرون) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| موتور کوچک | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| فن تهویه مطبوع | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| پروانه پمپ | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| توربوکومپرسور | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| رول کاغذ | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| پروانه نیروگاه | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| اسپیندل سنگزنی | 2 | 24 000 | جی ۱.۰ | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| چرخ خودرو | 12 | 800 | جی ۴۰ | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 روشهای تخصیص تلرانس — ISO 1940-1 فصل 7
| نوع روتور | تخصیص | فرمول | یادداشتها |
|---|---|---|---|
| متقارن | تقسیم مساوی | UL=Uر=Uبه ازای هر/2 | سادهترین حالت. موتورها، چند فن. |
| نامتقارن بین یاتاقانها | متناسب | UL=Uبه ازای هر·(b/L) | رایجترین روش. |
| آویز (کنسولی) | مبتنی بر لحظه | معادلات استاتیک | تلرانسهای سختگیرانهتر روی صفحه آویز. |
| باریک (صفحهها نزدیک به هم) | جدا کردن استاتیک و کوپل | طبق ایزو ۲۱۹۴۰-۱۲ | اثرهای لرزشی مختلف. |
ISO 1940-1 چیست؟
پاسخ سریع
ایزو ۱۹۴۰-۱ (ارتعاش مکانیکی — الزامات کیفیت بالانس روتورها در حالت صلب) تعریف میکند سیستم کیفیت توازن درجه G برای روتورهای صلب. فرمول Uبه ازای هر = (۹۵۴۹ × G × M) / n محاسبه باقیمانده مجاز عدم تعادل. جایگزین شد توسط ISO 21940-11:2016 با مقادیر یکسان. رتبهٔ پیشفرض برای ماشینآلات صنعتی: G 6.3.
ISO 1940-1 سند بنیادین برای بالانس روتور در سراسر جهان است. سیستم درجهی G آن زبان عملی بالانس است: "بالانس تا G 6.3" را هر متخصصی در جهان میفهمد. این استاندارد روتورهای صلب را از دوکهای دقیق کوچک تا میللنگهای عظیم پوشش میدهد و چارچوبی جهانی برای مشخص کردن، محاسبه و تأیید کیفیت بالانس فراهم میکند.
این استاندارد فقط برای صلب روتورها — آنهایی که انحرافات ارتجاعیشان تحت نیروهای گریز از مرکز در سراسر محدوده سرعت عملیاتی ناچیز است. روتورهای انعطافپذیر (که در سرعتهای بالاتر از اولین سرعت بحرانی خمش کار میکنند) تحت پوشش استاندارد ISO 21940-12 قرار دارند.
مفهوم روتور صلب
یک روتور زمانی بهعنوان صلب طبقهبندی میشود که توزیع جرم آن با تغییر سرعت از صفر تا حداکثر سرعت عملیاتی بهطور قابلتوجهی تغییر نکند. نتیجهٔ کلیدی: روتوری که در دور پایین روی دستگاه بالانس بالانس میشود، در دور عملیاتی خود نیز بالانس باقی میماند. این امکان را فراهم میکند که در دستگاه کارگاهی با سرعت ۳۰۰–۶۰۰ دور در دقیقه بالانس شود، در حالی که در حین سرویس با سرعت بیش از ۳۰۰۰ دور در دقیقه تلرانسها رعایت میشوند.
اگر یک روتور در ناحیه فوق بحرانی (بالاتر از اولین خمش) کار کند سرعت بحرانی) یا نزدیک رزونانس, انحرافات توزیع جرم مؤثر را تغییر میدهند و بالانسکردن در سرعتهای پایین ممکن است در سرعتهای بالا بیاثر باشد. چنین روتورهایی بهعنوان انعطافپذیر طبقهبندی میشوند.
آنچه در استاندارد ISO 1940-1 پوشش داده نشده است
روتورها با هندسه متغیر (میلههای مفصلی، پرههای هلیکوپتر). تشدید در سیستمهای روتور–پشتیبانی–پی. نیروهای آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی که به توزیع جرم مربوط نیستند. برای فنها بهطور خاص، ببینید ایزو ۱۴۶۹۴ (دستههای BV و حدود ارتعاش ویژه فنها).
انواع عدم تعادل
عدم تعادل محور اینرسی روتور ≠ محور چرخش. به صورت برداری: U = m × r (g·mm). ایزو ۱۹۴۰-۱ سه نوع را طبقهبندی میکند:
- نامیزانی استاتیکی: محور لختی موازی با محور چرخش اما جابجا شده. معادل یک جرم تکنامتعادل. قابل اصلاح در یک صفحه. معمول: پولیها، چرخدندههای باریک، پروانههای فن (L/D < 0.5).
- عدم تعادل زوج: محور لختی از مرکز جرم میگذرد اما کج است. نیروی خالص برابر صفر است، اما یک گشتاور (جفت) روتور را به لرزه درمیآورد. نیاز دارد دو صفحه.
- عدم تعادل دینامیکی: مورد کلی — ترکیب حالتهای ثابت و جفتی. محور لختی نه موازی و نه قطعکننده محور چرخش. نیازمند دو صفحه. اکثر روتورهای واقعی دارای عدم تعادل دینامیکی هستند.
نامتعادلی ویژه (اکسانتریسیتی)
درجه G بهصورت حاصلضرب تعریف میشود e × ω (mm/s) — سرعت خطی مرکز جرم روتور در گردش پیرامون محور چرخش. این عدد واحد کیفیت تعادل را بهطور مستقل از اندازه و سرعت روتور مشخص میکند.
سیستم G-Grade — مبنای فیزیکی
شباهت جرمی
برای روتورهای هندسی مشابه: Uبه ازای هر ∝ M → عدم تعادل مشخص eبه ازای هر باید ثابت باشد. یک استاندارد در همه اندازهها اعمال میشود.
شباهت سرعت
نیروی گریز از مرکز F = M·e·ω². برای حفظ بارهای قابل قبول یاتاقان در سرعتهای مختلف، eبه ازای هر با افزایش ω باید کاهش یابد:
محاسبه عدم تعادل باقیمانده مجاز
مثال کارشده: روتور فن، G 6.3
با توجه به: پروانه فن گریز از مرکز، M = 200 kg، n = 1 500 RPM، G 6.3.
مجموع: Uبه ازای هر = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm
گریز از مرکز: eبه ازای هر = 8 021 / 200 = ۴۰.۱ میکرومتر
بهازای هر صفحه (متقارن، 2): 8 021 / 2 = ۴۰۱۱ گرممیلیمتر
در R = ۴۰۰ میلیمتر: 4 011 / 400 = ۱۰.۰ گرم برای هر صفحه
همیشه از حداکثر سرعت سرویس استفاده کنید
سرعت در فرمول باید بالاترین دور در دقیقه در حین سرویس باشد — نه سرعت دستگاه تراز. بسیاری از روتورها در دور ۳۰۰–۶۰۰ دور در دقیقه تراز میشوند اما تلرانس باید بر اساس سرعت واقعی سرویس (مثلاً ۱٬۴۸۰ دور در دقیقه) محاسبه شود. استفاده از سرعت دستگاه تراز منجر به تلرانسهای بهشدت شل و خطرناک میشود.
تخصیص به سطوح اصلاحی
Uبه ازای هر بر مرکز جرم روتور اعمال میشود. در عمل، تعادل در دو صفحه (نزدیک یاتاقانها). قواعد فصل ۷:
روتورهای متقارن
مرکز جرم در نقطه میانی → برابر: UL = Uر = Uبه ازای هر / 2.
بینبلوکی نامتقارن
روتورهای آویز
بار ناشی از جرم آویزان، گشتاور خمشی را در هر دو یاتاقان ایجاد میکند. بازمحاسبه مبتنی بر گشتاور لازم است ← معمولاً تلرانس سطح آویزان بسیار تنگتر است. این امر در پمپها، کمپرسورهای تکمرحلهای و پروانههای فن کنسولی رایج است.
خطاها و اعتبارسنجی
منابع خطا
- منظم: انحراف کالیبراسیون ماشین، ماندرلهای خارج از مرکز، اثرات شیار کلید (ISO 8821)، اعوجاج حرارتی.
- تصادفی: نویز حسگر، بازی تکیهگاهی، تغییر محل نشیمنگاه روتور.
خطای کل نباید از 10–15% تلرانس فراتر رود. اگر بیشتر بود، تلرانس کاری را متناسب با آن سختگیرانهتر کنید.
اثرهای مونتاژ
توازن اجزا ≠ توازن مونتاژ. نامتقارن بودن کوپلینگ، انحراف شعاعی و اتصالات شل میتوانند عملکرد اجزا را خنثی کنند. توازن نهایی روتور مونتاژشده را انجام دهید.
روشهای تأیید
- آزمون شاخص: روتور را ۱۸۰ درجه روی میلهگردان بچرخانید و دوباره اندازهگیری کنید. تغییر = خطای قطعه.
- آزمایش وزنهبرداری: جرم شناختهشده را اضافه کنید و بررسی کنید که تغییر برداری اندازهگیریشده با انتظار مطابقت دارد.
- بازرسی میدانی: اندازهگیری ارتعاش بر روی یاتاقانها بر اساس ایزو ۱۰۸۱۶.
Balanset-1A: انطباق داخلی با استاندارد ISO 1940-1
Balanset-1A ISO 1940-1 را خودکار میکند: جرم، سرعت و درجه G را وارد کنید → U فوریبه ازای هر با تخصیص خودکار صفحه. پس از بالانس، باقیمانده را با حد مجاز مقایسه میکند. قابلیت F6 Reports یک پروتکل رسمی تولید میکند که درجه G حاصلشده را مستند میکند. دقت ±5% سرعت و ±1° فاز برای G 16 تا G 2.5 کافی است. Balanset-4 برای روتورهای پیچیده چند یاتاقانی تا چهار کانال گسترش مییابد.
مثالهای کارشده
مورد ۱: موتور الکتریکی — G 6.3
روتور: ۱۵ کیلووات، ۱٬۴۶۰ دور در دقیقه، ۳۵ کیلوگرم، متقارن بین یاتاقانها.
برداشت: Uبه ازای هر = ۹۵۴۹ × ۶٫۳ × ۳۵ / ۱٬۴۶۰ = ۱ ۴۴۲ گرم·میلیمتر → ۷۲۱/صفحه.
در R = ۸۰ میلیمتر: 721 / 80 = ۹.۰ گرم بر صفحه. بالانس چرخ: ۱۸۰ گرممیلیمتر باقیمانده. ✅
مورد 2: پمپ — پروانه آویزی، G 6.3
روتور: شفت و پروانه ۱۸ کیلوگرم، ۲۹۵۰ دور در دقیقه. پروانه ۶ کیلوگرم با آویز ۱۲۰ میلیمتر. فاصله یاتاقان ۲۵۰ میلیمتر.
مجموع: Uبه ازای هر = ۳۶۷ گرم·میلیمتر. توزیع لحظه: جلو ≈ 202، عقب ≈ 165 گرم·میلیمتر.
تراز میدانی با Balanset-1A یکصفحهای: ۸٫۵ گرم در ۲۳۰ درجه. نهایی: ۹۵ گرم·میلیمتر. ✅
مورد ۳: توربوکومپرسور — G 2.5
روتور: سه مرحلهای، ۶۵ کیلوگرم، ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه. کمی نامتقارن.
برداشت: Uبه ازای هر = ۱۲۹ گرم·میلیمتر → ۶۵/صفحه → در R = ۹۵ میلیمتر: 0.68 گرم بر صفحه.
دقت زیرگرم → فقط در ماشین با سرعت بالا. آزمایش شاخص: خطای میلهی نگهدارنده < ۵ گرم·میلیمتر. نهایی: ۲۸ گرم·میلیمتر بر هر صفحه. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- مقادیر، فرمولها و جداول کاربرد درجه G — یکسان. بدون تغییرات فنی.
- مجموعه ISO 21940: بخش ۱۱ (کیفیت)، بخش ۱۲ (انعطافپذیر)، بخش ۱۴ (رویه)، بخش ۲۱ (توضیحات)، بخش ۳۱ (حساسیت)، بخش ۳۲ (کلیدها).
- هر دو اصطلاح در عمل بهطور مترادف استفاده میشوند.
- ایزو ۱۴۶۹۴ دستهبندیهای BV مستقیماً به درجههای G ارجاع میدهند.
استانداردهای مرتبط
- ISO 21940-11: این استاندارد — سیستم درجه G.
- ایزو ۲۱۹۴۰-۱۲: تعادلدهی انعطافپذیر روتور.
- ایزو ۱۰۸۱۶ / ایزو ۲۰۸۱۶: ارزیابی ارتعاش — نتیجه عملکردی کیفیت تعادل.
- ایزو ۱۴۶۹۴: دستههای BV، گریدهای بالانس و حدود ارتعاش ویژه فنها.
- ایزو ۸۸۲۱: تأثیر شیار کلید (قرارداد نیمکلید).
- API 610 / API 617: پمپها/کمپرسورهای نفتی با ارجاع به ایزو ۱۹۴۰.
استاندارد رسمی: ISO 1940-1 در فروشگاه ISO →
در این صفحه
ماشینحساب تلرانس میز گرید جی ISO 1940-1 چیست؟ مفهوم روتور صلب انواع عدم تعادل ایستا / جفتی / پویا نامتعادلی خاص سیستم جی-گریید قوانین مشابهت فرمول تحمل تخصیص صفحه متقارن / نامتقارن روتورهای آویز خطاها و اعتبارسنجی مطالعات موردی (۳) انتقال ایزو ۲۱۹۴۰-۱۱ پرسشهای متداول (۸ پرسش)تجهیزات متعادل کننده
ترازبندی صحرایی قابل حمل با محاسبهگر تلرانس ISO 1940 داخلی و تأییدیه درجه G.
Balanset-1A → Balanset-4 →سوالات متداول — ایزو ۱۹۴۰-۱
سیستم کیفیت توازن درجه G برای روتورهای صلب
▸ تفاوت بین ISO 1940-1 و ISO 21940-11 چیست؟
▸ چگونه عدم توازن باقیمانده مجاز را محاسبه کنم؟
▸ روتور صلب چیست؟
▸ G-grade برای پمپها، فنها یا موتورها چیست؟
▸ چگونه تحمل را بین سطوح تقسیم کنیم؟
▸ سه نوع عدم تعادل چیست؟
▸ چرا نمرههای G در مقیاس لگاریتمی هستند؟
▸ آیا میتوانم انطباق را با یک بالانسور قابل حمل تأیید کنم؟
بالانس طبق ISO 1940-1 — در محل
بالانسرهای قابل حمل Vibromera دارای ماشینحسابهای داخلی تلرانس ISO 1940، تخصیص خودکار صفحه و گزارشهای رسمی بالانس هستند که درجه G حاصلشده را مستند میکنند.
مشاهده تجهیزات بالانس →
