מהו תקן ISO 1940-2?

תשובה מהירה

ISO 1940-2 (ויברציה מכנית - דרישות איכות איזון - אוצר מילים) הוא התקן הבינלאומי המגדיר את המינוח המשמש באיזון רוטורים. הוא מספק הגדרות מדויקות, מבוססות פיזיקה, לכל המונחים המרכזיים - החל מ לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל מסוגים (סטטי, זוגי, דינמי) לסיווגי רוטורים (קשיח, גמיש), שיטות תיקון, סוגי מכונות, וציוני איכות. זהו ה"מילון" החיוני התומך תקן ISO 1940-1 וכל שאר תקני האיזון. מוחלף על ידי תקן ISO 21940-2 עם טרמינולוגיה זהה.

כאשר מהנדס בגרמניה מציין "תיקון חוסר איזון דינמי לתקן G 6.3 בשני מישורים", טכנאי ביפן חייב להבין בדיוק מה נדרש - אותו מצב רוטור, אותו הליך איזון ואותו קריטריון קבלה. תקן ISO 1940-2 מאפשר זאת על ידי מתן אוצר מילים יחיד ומוסכם בינלאומי לכל התחום.

התקן אינו נוהל או מפרט סובלנות - הוא תקן טרמינולוגיה. תפקידו הוא לבטל עמימות כך שסטנדרטים אחרים (תקן ISO 1940-1 עבור סובלנות, תקן ISO 14694 עבור אוהדים, תקן ISO 10816 להערכת רעידות) יכולים להשתמש בשפה מדויקת וחד משמעית.

ניתוח מונחים מפורט

ההבחנה בין נוקשה לגמישה

זהו הסיווג החשוב ביותר בתחום האיזון. ההבחנה קובעת הכל: איזה תקן חל, איזה ציוד נדרש, כמה מטוסים נדרשים, ובאיזו מהירות יש לבצע איזון.

רוטור קשיח (הגדרת ISO 1940-2)

רוטור שחוסר האיזון שלו ניתן לתיקון בשני מישורים שרירותיים, ולאחר התיקון, חוסר האיזון השיורי אינו משתנה באופן משמעותי בכל מהירות עד למהירות השירות המקסימלית. מבחן מעשי: אם הכיפוף הראשון מהירות קריטית גבוהה בהרבה ממהירות השירות המקסימלית (בדרך כלל > פי 1.5 או יותר), הרוטור קשיח.

רוטור גמיש (הגדרת ISO 1940-2)

רוטור שמתעוות באופן אלסטי במהירות השירות שלו כך שמצב חוסר האיזון שלו משתנה. חייב להיות מאוזן במהירות השירות או קרובה לה ביותר משני מישורים. חל על: טורבוגנרטורים גדולים, מדחסים רב-שלביים במהירות גבוהה, גלילי נייר ארוכים במהירות גבוהה. מכוסה על ידי ISO 21940-12.

הרוב המכריע של הרוטורים התעשייתיים - מנועים חשמליים, מאווררים, משאבות, גלגלי תנופה, צירים - הם רוטורים קשיחים. תקן ISO 1940-1 מערכת G-grade חלה ישירות על רוטורים קשיחים.

שלושת סוגי חוסר האיזון

תקן ISO 1940-2 מגדיר שלושה סוגים בסיסיים המבוססים על הקשר הגיאומטרי בין ציר האינרציה הראשי לציר הסיבוב. הבנתם חיונית לבחירת הליך האיזון הנכון:

וקטור חוסר איזון
U = m × r (גודל) U∠θ (צורה קוטבית)
m = מסה לא מאוזנת (g) | r = מרחק מהציר (מ"מ) | θ = מיקום זוויתי (°)
  • Static unbalance מייצר כּוֹחַ — שני המיסבים רוטטים בפאזה במהירות של × 1 בסל"ד. ניתן לזהות את הרוטור כלא מאוזן ללא סיבוב (כוח המשיכה מגלה זאת על קצוות הסכין). מישור תיקון אחד מספיק. אופייני לרוטורים צרים דמויי דיסק (אורך/עומק < 0.5): גלגלות צרות, אימפלרים של מאוורר, גלגלי תנופה דקים.
  • חוסר איזון זוגי מייצר רֶגַע — מיסבים רוטטים ב-180° מחוץ לפאזה במהירות של × 1 סל"ד. הכוח נטו הוא אפס (מרכז המסה נמצא על הציר), אך שתי נקודות כבדות שוות ומנוגדות במיקומים ציריים שונים יוצרות זוג נדנוד. ניתן לזיהוי רק בזמן סיבוב. דורש שני מישורי תיקון.
  • חוסר איזון דינמי = סטטי + זוג משולב. המקרה הכללי עבור כל הרוטורים האמיתיים שאינם סימטריים לחלוטין. גם כוח וגם מומנט קיימים. מיסבים רוטטים ב-1× ללא יחס פאזה וגם לא יחס של 180° מחוץ לפאזה. דורש איזון דו-מישורי.

חוסר איזון ספציפי והקשר בין דרגת G

חוסר איזון ספציפי ‏(e = U/M) הוא המדד המרכזי המאפשר השוואה אוניברסלית של איכות איזון. לרוטור של 5 ק"ג עם חוסר איזון של 50 גרם·מ"מ יש e = 10 מיקרומטר. לרוטור של 500 ק"ג עם חוסר איזון של 5,000 גרם·מ"מ יש גם e = 10 מיקרומטר - איכות איזון זהה למרות הפרש מסה של פי 100.

ה דרגה G מרחיב זאת על ידי שילוב מהירות: G = e × ω, ונותן מספר יחיד (מ"מ/שנייה) המאפיין את איכות האיזון ללא תלות במסה ובמהירות. זהו הבסיס של ה- תקן ISO 1940-1 מערכת סובלנות.

מישורי תיקון לעומת מישורי סובלנות

תקן ISO 1940-2 מבחין בהבחנה קריטית שלעתים קרובות מתעלמים ממנה בפועל:

  • מישורי סובלנות = מישורי המיסב שבהם הרטט והעומסים הדינמיים הם הקריטיים ביותר. חוסר איזון מותר Uלְכָל מצוין כאן.
  • מישורי תיקון = מקומות נגישים פיזית שבהם ניתן להניח משקולות (ציר מאוורר, טבעות קצה מנוע, כתפי ציר). לעתים קרובות במיקומים ציריים שונים מאשר המיסבים.

המרת Uלְכָל ממישורי סובלנות למישורי תיקון דורש ידע בגיאומטריית הרוטור. עבור רוטורים אסימטריים או בעלי פרופילים גבוהים, המרה זו יכולה לשנות באופן משמעותי את הסובלנות לכל מישור. Balanset-1A מטפל בהמרה זו באופן אוטומטי כאשר מוזנים מידות הרוטור.

סוגי מכונות איזון

שני סוגי המכונות הבסיסיים משקפים עקרונות מדידה פיזיקליים שונים:

  • רך-מיסב: תדר טבעי של המתלה נמוך בהרבה ממהירות הפעולה → מדידות המכונה תְזוּזָה. דורש כיול עבור כל רוטור חדש. בעל משמעות היסטורית; ירידה בשימוש.
  • קשיח-נושא: תדר טבעי של המתלה הרבה מעל מהירות הפעולה → מדידות המכונה כּוֹחַ. מכויל לצמיתות - מקבל רוטורים שונים ללא כיול אינדיבידואלי. הסוג המודרני הדומיננטי.

מכשירי איזון שדה כמו Balanset-1A משתמשים בעיקרון שונה: הם אינם "מכונה" במובן ה-ISO אלא משתמשים במיסבים ובתמיכה של הרוטור עצמו כמערכת מדידה, תוך שימוש בשיטת משקולת הניסיון (מקדם השפעה) כדי לקבוע תיקון מבלי להזדקק למכונת איזון ייעודית.

הפניה צולבת: היכן כל מונח משמש

תקנים המתייחסים לאוצר המילים של תקן ISO 1940-2

ISO 1940-1 / ISO 21940-11: משתמש בכל מונחי הסבילות והאיכות - דרגה G, דרגה Uלְכָל, סובלנות איזון, חוסר איזון שיורי. הצרכן העיקרי של אוצר מילים זה.

תקן ISO 14694: משתמש במונחי רוטור (קשיח), מונחי חוסר איזון, ומרחיב עם קטגוריות BV/FV ספציפיות למאוורר הבנויות על דירוגי G.

ISO 10816 / ISO 20816: משתמש במונחי מדידה - מהירות רעידות, RMS, נקודות מדידה של בית המיסב.

תקן ISO 21940-12: מרחיב את הגדרת הרוטור הגמישה עם הליכים מרובי מהירויות ורב-מישוריים.

API 610 / API 617: תקני נפט מתייחסים לדירוג G של ISO 1940 ולטרמינולוגיה של חוסר איזון עבור מפרטי משאבות ומדחסים.

ISO 1940-2 → ISO 21940-2: מעבר

תקן ISO 21940-2 החליף רשמית את תקן ISO 1940-2. המינוח זהה - כל ההגדרות ממשיכות ללא שינוי. המספור של תקן ISO 21940 משקף את שילובו בסדרת ISO 21940 המקיפה, המכסה את כל היבטי הרטט המכני והאיזון. שני הכינויים מקובלים בפרקטיקה התעשייתית.

תקן רשמי: ISO 1940-2 בחנות ISO →

← חזרה למפתח המונחים