ISO 21940-12: लचीले व्यवहार वाले रोटर के लिए प्रक्रियाएँ और सहनशीलता
आईएसओ 21940-12 संतुलन की कठिन समस्या को संबोधित करने वाला अंतर्राष्ट्रीय मानक है लचीले रोटर — रोटर जिनका आकार और असंतुलन वितरण गति के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलता है, विशेषकर जब वे अपनी मुड़ने वाली आवृत्ति तक पहुँचते हैं और उससे गुजरते हैं महत्वपूर्ण गति. इसका पूर्ण शीर्षक है “यांत्रिक कंपन — रोटर संतुलन — भाग 12: लचीले व्यवहार वाले रोटर के लिए प्रक्रियाएँ और सहनशीलता।” Unlike a कठोर रोटर, जिसे कम गति पर एक बार संतुलित किया जा सकता है और विश्वास के साथ संतुलन में रहने की उम्मीद की जा सकती है, एक लचीले रोटर को आराम पर संतुलित किया जा सकता है लेकिन इसकी सेवा गति पर हिंसक रूप से कंपन कर सकता है। यह मानक इन रोटर की मांग करने वाली विशेष बहु-गति, बहु-तल प्रक्रियाएँ प्रदान करता है, और यह आईएसओ 21940-11, जो कठोर रोटर्स को नियंत्रित करता है।
1. दायरा और रोटर का वर्गीकरण
मानक किसी भी रोटर पर लागू होता है जिसका असंतुलन वितरण और/या विक्षेपित आकार गति के साथ बदलता है। ISO 21940-12 काम को विशिष्ट के चारों ओर तैयार करता है रोटर कॉन्फ़िगरेशन लचीले व्यवहार के साथ और प्रत्येक के लिए उपयुक्त संतुलन प्रक्रियाएं, बजाय एक संख्यात्मक वर्ग प्रणाली के। नीचे व्यापक रूप से उद्धृत पाँच-श्रेणी योजना वास्तव में अब-निरस्त ISO 11342:1998 में उत्पन्न होती है और कार्य जटिलता के लिए एक उपयोगी मार्गदर्शक बनी रहती है; रोटर लगभग-कठोर से अत्यंत लचीले तक होते हैं:
- कक्षा 1 — कठोर रोटर्स: पूरी गति सीमा में कठोरता से व्यवहार करते हैं और ISO 21940-11 के तहत संभाले जाते हैं।
- कक्षा 2 — अर्ध-कठोर रोटर्स: कम गति पर संतुलित किया जा सकता है लेकिन सेवा गति पर एक की आवश्यकता हो सकती है ट्रिम संतुलन अवशिष्ट लचीलापन को साफ करने के लिए।
- कक्षा 3 — कई गति पर संतुलन की आवश्यकता वाले रोटर्स: आमतौर पर एक या अधिक महत्वपूर्ण गति से गुजरते हुए, अक्सर प्रभाव गुणांक method.
- कक्षा 4 और 5 — अत्यधिक लचीले रोटर: जैसे बड़े टर्बाइन-जनरेटर शाफ्ट, जो कई मुड़ने वाले तरीकों को उत्तेजित करते हैं और उन्नत की आवश्यकता होती है मोडल संतुलन प्रत्येक मोड को सुधारने के लिए।
एक रोटर को सही वर्ग में रखने से विश्लेषक को पहले से पता चल जाता है कि नौकरी कितनी जटिल होगी और किस प्रक्रिया तक पहुँचना होगा।
2. संतुलन प्रक्रियाएं: दो मुख्य विधियां
यह अध्याय मानक का तकनीकी मूल है। इसका केंद्रीय संदेश यह है कि कम गति संतुलन अकेले एक लचीले रोटर के लिए अपर्याप्त है और शाफ्ट’s झुकने को ध्यान में रखने वाले उच्च-गति कार्य द्वारा बढ़ाया जाना चाहिए। ISO 21940-12 इस कार्य को संतुलन प्रक्रियाओं के एक परिवार के रूप में संगठित करता है — कम गति प्रक्रियाएँ (A से F नामित, जैसे एकल-स्तर, दो-स्तर और असेंबली के दौरान चरणों में संतुलन) और उच्च-गति प्रक्रियाएँ (G से I, एक या अधिक उन्नत गति पर की जाती हैं)। उच्च-गति प्रक्रियाएँ दो प्रमुख तकनीकों पर आधारित हैं:
प्रभाव गुणांक विधि
यह बहुमुखी, व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक एक ज्ञात को रखती है परीक्षण वजन एक समय में एक सुधार विमान में और परिणामी को रिकॉर्ड करता है कंपन प्रतिक्रिया — दोनों आम्प्लिट्यूड और फेज़ — कई माप बिंदुओं पर और कई गतियों पर। प्रत्येक विमान के लिए इसे दोहराने से प्रभाव गुणांकों का एक मैट्रिक्स बनता है जो गणितीय रूप से वर्णन करता है कि किसी भी विमान में असंतुलन किसी भी बिंदु और गति पर कंपन को कैसे प्रभावित करता है। कंप्यूटर तब उस मैट्रिक्स को उलटता है ताकि सुधार-वजन द्रव्यमान और कोण का सेट ढूंढ सके जो समग्र ऑपरेटिंग रेंज में कंपन को एक साथ कम से कम करता है। एक ही गणित एकल-विमान कार्य को रेखांकित करता है; आप इसे के साथ इंटरैक्टिवली अन्वेषण कर सकते हैं प्रभाव गुणांक कैलकुलेटर.
मॉडल संतुलन
मोडल संतुलन अधिक भौतिक रूप से सहज दृष्टिकोण है: यह प्रत्येक बंकन को mode रोटर का एक अलग असंतुलन समस्या के रूप में माना जाता है। रोटर को चुने गए महत्वपूर्ण गति पर या उसके निकट चलाया जाता है ताकि संबंधित मोड आकार को अधिकतम किया जा सके; कंपन माप तब उस मोड के लिए प्रभावी “भारी स्थान” का पता लगाते हैं, और सुधार वजन को अधिकतम विक्षेपण के बिंदुओं — विरोधी-नोड्स — पर रखा जाता है ताकि इसका प्रतिकार किया जा सके। यह प्रक्रिया ऑपरेटिंग रेंज के भीतर प्रत्येक महत्वपूर्ण बंकन मोड के लिए मोड दर मोड दोहराई जाती है, रोटर को एक बार में एक मोड संतुलित किया जाता है। ये दोनों विधियां प्रतिद्वंद्वी नहीं हैं; बड़ी मशीनें अक्सर एक संकर के साथ संतुलित होती हैं जो विमानों को चुनने के लिए मोडल अंतर्दृष्टि का उपयोग करता है और वजन को परिष्कृत करने के लिए प्रभाव गुणांक का उपयोग करता है।
3. संतुलन सहिष्णुताओं का निर्दिष्टीकरण
The simple जी-ग्रेड सहनशीलता जो कठोर रोटर के लिए इतनी अच्छी तरह काम करती है आम तौर पर नमनीय लोगों के लिए अपर्याप्त है, क्योंकि एक एकल विलक्षणता आकृति गति-निर्भर बंकन को नहीं पकड़ सकती। ISO 21940-12 इसलिए व्यापक सहनशीलता मानदंड पेश करता है, जो आधारित हो सकते हैं:
- Limits on the अवशिष्ट मोडल असंतुलन प्रत्येक महत्वपूर्ण बंकन मोड के लिए।
- Limits on the निरपेक्ष शाफ्ट कंपन आयाम निर्दिष्ट स्थानों और गतियों पर, विशेष रूप से सेवा गति पर।
- Limits on the असर को प्रेषित बल.
ये कंपन- और बल-आधारित सीमाएं स्वीकृति मानदंड को में सेवा गंभीरता मानकों से जोड़ती हैं आईएसओ 20816 श्रृंखला, किसी एकल अवशिष्ट-असंतुलन संख्या के बजाय।
4. अंतिम संतुलन स्थिति का सत्यापन
नमनीय रोटर की स्वीकृति कठोर एक से मौलिक रूप से भिन्न है। कठोर रोटर को एकल गति पर सत्यापित किया जाता है; नमनीय रोटर को इसके पूरे में संतुलित होने की पुष्टि करनी चाहिए entire ऑपरेटिंग रेंज। अंतिम सुधार के बाद, रोटर को run-up, सभी महत्वपूर्ण स्थानों जैसे असर और अधिकतम विक्षेपण के बिंदुओं पर कंपन को लगातार मापा जाता है। रोटर को तभी स्वीकार किया जाता है जब मापी गई कंपन सभी गतियों पर—विशेषकर प्रत्येक क्रिटिकल स्पीड से गुजरते समय और अधिकतम निरंतर संचालन गति पर रहते समय—पूर्वनिर्धारित सीमाओं से नीचे रहे। यह व्यापक जांच पुष्टि करती है कि रोटर के पूर्ण गतिशील व्यवहार को नियंत्रण में लाया गया है।
5. क्षेत्र आयाम और व्यावहारिक उपकरण
जबकि बहुत अधिक लचकदार-रोटर कार्य उच्च-गति संतुलन रिग पर होता है, आयाम-और-चरण मापन कौशल इसी तरह से क्षेत्र संतुलन और एक बार मशीन स्थापित होने के बाद ट्रिम संतुलन के लिए लागू होता है। एक पोर्टेबल दो-चैनल विश्लेषक जैसे Balanset-1A मशीन के अपने असरों में 1× आयाम और चरण को कैप्चर करता है, प्रभाव गुणांकों की गणना करता है, और एक इंजीनियर को विघटन के बिना संचालन गति पर एक ट्रिम सुधार लागू करने और सत्यापित करने देता है — क्लास 2 अर्ध-कठोर रोटर के लिए एक आवश्यक आवश्यकता जो अपने दुकान संतुलन को पास करते हैं फिर भी सेवा में थोड़ा लचकदार हैं। स्थापित मध्यम और बड़ी मशीनों के लिए, समर्पित अभिरक्षा प्रक्रियाएं और सुरक्षा उपाय आईएसओ 21940-13 इस भाग के साथ लागू करें।
6. दूर ले जाने के लिए मुख्य अवधारणाएं
- लचकीले बनाम कठोर व्यवहार: एक रोटर को लचकदार माना जाता है जब इसकी संचालन गति इसकी पहली मोड़ का एक महत्वपूर्ण अंश तक पहुंचती है—आमतौर पर 70% से ऊपर प्राकृतिक आवृत्ति। जैसे-जैसे यह तेज़ी से घूमता है, अपकेंद्री बल इसे मोड़ते हैं और इसके असंतुलन को बदलते हैं।
- क्रिटिकल गति और मोड आकार: रोटर की क्रिटिकल गति और प्रत्येक पर झुकने के आकार को जानना आवश्यक है; प्रत्येक मोड एक अलग संतुलन समस्या है।
- बहु-विमान, बहु-गति: कई तलों में सुधार, कई गति पर मापन द्वारा सूचित, अपवाद के बजाय नियम हैं।
- मोडल संतुलन: एक शक्तिशाली रणनीति जिसमें प्रत्येक मोड़ के असंतुलन का प्रतिकार करने के लिए विशेष रूप से एंटी-नोड्स पर भार जोड़े जाते हैं।
