Mikä on tasapainotustoleranssi? Standardit ja laskelmat • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottorien dynaamiseen tasapainotukseen Mikä on tasapainotustoleranssi? Standardit ja laskelmat • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottorien dynaamiseen tasapainotukseen

Mikä on tasapainotustoleranssi? Standardit ja laskenta

Julkaisija: admin, ,

Tasapainotustoleranssin ymmärtäminen

Määritelmä: Mitä on tasapainotustoleranssi?

Tasapainottava toleranssi on suurin sallittu määrä jäännösepätasapaino joka voi jäädä roottoriin sen jälkeen, kun tasapainottaminen on valmis. Se edustaa hyväksymiskriteeriä, joka määrittää, onko roottori riittävästi tasapainotettu aiottuun käyttöön. Tasapainotustoleranssi ilmaistaan joko tiettynä epätasapainomassana tietyllä säteellä (grammoina millimetreinä tai unssina tuumana) tai värähtelyamplitudina (mm/s tai mils).

Toleranssit määritellään kansainvälisissä standardeissa, pääasiassa ISO 21940 sarjat, jotka määrittelevät tasapainon laatuluokat roottorin tyypin, käyttönopeuden ja sovelluksen perusteella. Nämä standardit varmistavat yhdenmukaisen, turvallisen ja tehokkaan tasapainotuksen eri toimialoilla ja laitetyypeissä.

Miksi suvaitsevaisuuden tasapainottaminen on tärkeää

Sopivien tasapainotustoleranssien määrittäminen on ratkaisevan tärkeää useista syistä:

  • Turvallisuus: Liiallinen jäännösepätasapaino voi johtaa koneen vikaantumiseen ja aiheuttaa turvallisuusriskejä henkilöstölle ja ympäröiville laitteille.
  • Laitteiden pitkäikäisyys: Toleranssirajojen rajoissa toimiminen minimoi tärinän aiheuttamaa laakereiden, tiivisteiden ja rakenneosien kulumista ja pidentää käyttöikää.
  • Laadunvarmistus: Toleranssit tarjoavat objektiiviset hyväksymiskriteerit työn tasapainottamiselle ja varmistavat tasaisen laadun.
  • Taloudellinen tasapaino: Toleranssit edustavat käytännöllistä kompromissia täydellisen tasapainon saavuttamisen kustannusten (mikä on mahdotonta) ja hyväksyttävän toiminnallisen suorituskyvyn välillä.
  • Alan standardien noudattaminen: Hyväksyttyjen toleranssien noudattaminen osoittaa alan parhaiden käytäntöjen noudattamista, ja sitä voidaan edellyttää määräyksissä tai takuissa.

ISO 21940-11: Ensisijainen standardi

ISO 21940-11 (aiemmin ISO 1940-1) on kansainvälisesti tunnustettu standardi tasapainon laatuvaatimuksille. Se määrittelee sarjan tasapainon laatuluokkia, joita kutsutaan G-luokiksi, joissa G tarkoittaa “tasapainon laatuluokkaa” ja numeerinen arvo edustaa ominaisepätasapainon epäkeskisyyttä millimetreinä sekunnissa.

Yleiset tasapainotuslaatuluokat (G-luokat)

Standardi määrittelee G-luokat välillä G 0,4 (korkein tarkkuus) - G 4000 (alin tarkkuus). Yleisiä luokkia ovat:

  • G 0.4: Tarkkuushiomakoneiden karat, gyroskoopit (korkein tarkkuus)
  • G 1.0: Tarkkojen työstökoneiden karat, turboahtimet
  • G 2.5: Kaasu- ja höyryturbiinit, jäykät turbogeneraattorien roottorit, kompressorit, työstökoneiden käyttölaitteet
  • G 6.3: Yleisimmät koneet, sähkömoottorien roottorit (2-napaiset), lingot, puhaltimet, pumput
  • G 16: Maatalouskoneet, murskaimet, monisylinteriset dieselmoottorit
  • G40: Hitaasti käyvät laitteet, jäykästi asennetut nelisylinteriset dieselmoottorit

Pienemmät G-luvut osoittavat tiukempia toleransseja (pienempi sallittu epätasapaino), kun taas suuremmat G-luvut sallivat suuremman jäännösepätasapainon.

Tasapainotustoleranssin laskeminen

Sallittu jäännösepätasapaino riippuu kolmesta tekijästä: roottorin massasta, sen käyttönopeudesta ja valitusta tasapainotusluokasta. Laskelma noudattaa seuraavaa suhdetta:

Online-toleranssilaskuri

Sallitun jäännösepätasapainon nopeaan ja tarkkaan laskemiseen käytä meidän Jäännösepätasapainon toleranssin laskin. Laskin laskee automaattisesti toleranssiarvot ISO 1940/21940 -standardien mukaisesti eri konetyypeille, roottorin massalle ja käyttönopeudelle, ja siinä on vaihtoehdot yksi- tai kaksitasotasapainotukselle.

Sallitun jäännösepätasapainon kaava

Uper = (G × M) / (ω / 1000)

Jossa:

  • Uper = Sallittu jäännösepätasapaino (grammamillimetreinä tai g·mm)
  • G = Tasapainon laatuluokka (esim. 6,3 G 6,3:lle)
  • M = Roottorin massa (kilogrammoina)
  • ω = Kulmanopeus (radiaaneja sekunnissa) = (2π × RPM) / 60

Yksinkertaistettu kaava RPM:n avulla

Käytännön tarkoituksiin kaavaa voidaan yksinkertaistaa muotoon:

Uper (g·mm) = (9549 × G × M) / RPM

Jossa:

  • M = Roottorin massa kilogrammoina
  • Kierrosluku = Käyttönopeus kierroksina minuutissa
  • G = Tasapainon laatuluokan numero

Esimerkkilaskelma

Tarkastellaan moottorin roottoria, jolla on seuraavat ominaisuudet:

  • Massa: 50 kg
  • Käyttönopeus: 3000 rpm
  • Vaadittu tasapainotuslaatu: G 6.3

Uper = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm

Tämä tarkoittaa, että tämän roottorin suurin sallittu jäännösepätasapaino on noin 100 g·mm. Jos korjaustason säde on 100 mm, tämä vastaa 1,0 grammaa jäännösepätasapainoa kyseisellä säteellä.

Voit tarkistaa tämän laskelman tai laskea toleranssit eri konetyypeille käyttämällä online-laskin.

Yksitasoisten vs. kahden tason toleranssit

Laskettu toleranssi koskee kokonaisepätasapainoa yhdessä tasossa yhden tason tasapainotus. Sillä kaksitasoinen (dynaaminen) tasapainotus, Standardi ISO 21940-11 antaa ohjeita kokonaistoleranssin jakamiseksi kahden korjaustason kesken, tyypillisesti kohdistaen toleranssin kullekin tasolle tasojen välisen etäisyyden ja roottorin geometrian perusteella.

Tärinään perustuva toleranssi

Vaikka ISO 21940-11 määrittelee epätasapainomassan rajat, kenttätasapainotuksessa käytetään usein värähtelyn amplitudia hyväksymiskriteerinä, koska se mitataan suoraan. Värähtelyyn perustuvat toleranssit määritellään tyypillisesti seuraavasti:

ISO 20816 -sarja

Nämä standardit määrittelevät hyväksyttävät tärinärajat eri konetyypeille RMS-nopeuteen (mm/s tai in/s) perustuen. Yleisiä vyöhykkeitä ovat:

  • Vyöhyke A: Uudet käyttöönotetut koneet (erittäin vähän tärinää)
  • Vyöhyke B: Hyväksyttävä pitkäaikaiseen käyttöön
  • Vyöhyke C: Hyväksyttävä rajoitetun ajan, korjaavat toimenpiteet on suunniteltava
  • Vyöhyke D: Hyväksymätön, välittömät korjaavat toimenpiteet vaaditaan

Käytännön kenttäkriteerit

Monet tasapainotusteknikot käyttävät näitä nyrkkisääntöjä:

  • Tärinän vähentyminen alle 25%:n alkuperäisestä tasosta = onnistunut tasapainotus
  • Absoluuttinen tärinä alle 2,8 mm/s (0,11 in/s) = yleisesti hyväksyttävä useimmille teollisuuslaitteille
  • Jäännösvärähtely alle 1,0 mm/s (0,04 in/s) = erinomainen tasapaino

Saavutettavaan toleranssiin vaikuttavat tekijät

Tasapainotustoleranssin noudattamiskyky riippuu useista käytännön tekijöistä:

1. Laitteiden ominaisuudet

  • Tasapainotuslaitteiden mittaustarkkuus
  • Tärinäantureiden herkkyys
  • Painojen sijoittelun resoluutio (kuinka tarkasti painot voidaan sijoittaa)

2. Roottorin ja koneen ominaisuudet

  • Mekaaninen kunto (löysyys, laakerin kuluminen, perustusongelmat voivat estää tiukkojen toleranssien saavuttamisen)
  • Toimii paikassa tai sen lähellä kriittiset nopeudet tekee tarkan tasapainottamisen vaikeammaksi
  • Epälineaarisuus järjestelmän vasteessa

3. Käytännön rajoitukset

  • Saavutettavuus korjaustasot
  • Käytettävissä olevat painonlisäykset (painoja voi lisätä vain erillisinä määrinä)
  • Kiinnitysreikien tai kiinnityspisteiden kulmatarkkuus

Toleranssi vs. tasapainotuskyky

On tärkeää erottaa toisistaan:

  • Määritelty toleranssi: Standardien tai eritelmien määrittelemä suurin sallittu jäännösepätasapaino
  • Saavutettava tasapaino: Todellinen tasapainon taso, joka käytännössä voidaan saavuttaa laitteiden ominaisuuksien ja rajoitusten puitteissa
  • Taloudellinen tasapaino: Raja, jonka jälkeen lisäparannukset eivät ole kustannustehokkaita

Useimmissa teollisuuskenttien tasapainotuksissa 2–3 kertaa vaadittua toleranssia paremman epätasapainon saavuttaminen on erinomaista työtä ja varmistaa mittausepävarmuuksien ja toiminnallisten vaihteluiden varalle.

Dokumentaatio ja hyväksyntä

Tasapainotustoleranssin asianmukainen dokumentointi sisältää seuraavat asiat:

  • Määritelty G-luokka tai toleranssiarvo
  • Laskettu sallittu jäännösepätasapaino (Uper)
  • Mitattu jäännösepätasapaino tasapainotuksen jälkeen
  • Vaatimustenmukaisuutta osoittava vertailu: Mitattu ≤ Sallittu
  • Hyväksymisallekirjoitus tai merkintä

Tämä dokumentaatio tarjoaa objektiivista näyttöä siitä, että tasapainotustyö täyttää vaatimukset, ja toimii lähtökohtana tuleville kunnossapitoarvioinneille.

Milloin käyttää tiukempia tai löyhempiä toleransseja

Tiukemmat toleranssit ovat perusteltuja, kun:

  • Nopea toiminta (kriittinen turvallisuuden ja laakerin käyttöiän kannalta)
  • Tarkkuuslaitteet, jotka vaativat minimaalista tärinää
  • Kevyet tai joustavat rakenteet, jotka ovat herkkiä tärinälle
  • Tärinäherkkien prosessien tai instrumenttien lähellä sijaitsevat laitteet

Löyhemmät toleranssit hyväksyttäviä, kun:

  • Hidasnopeus, raskas laitteisto
  • Kestävä rakenne ja korkea tärinänsieto
  • Lyhytaikaiset tai harvoin käytettävät laitteet
  • Taloudelliset näkökohdat painavat enemmän kuin suorituskyvyn lisäykset

← Takaisin päähakemistoon

Luokat:
WhatsApp