संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (जी-ग्रेड)
रोटर बैलेंसिंग परिशुद्धता के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक — आईएसओ 1940-1 और आईएसओ 21940-11 जी-ग्रेड अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन को कैसे परिभाषित करते हैं, वे बेयरिंग के जीवन और मशीन की विश्वसनीयता के लिए क्यों महत्वपूर्ण हैं, और किसी भी रोटर के लिए सहनशीलता की गणना कैसे करें।
संतुलन सहिष्णुता कैलकुलेटर
ISO 21940-11 / ISO 1940-1 के अनुसार अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन की गणना करें
परिणाम
अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन और संतुलन लक्ष्य
संतुलन सहनशीलता देखने के लिए
बैलेंस क्वालिटी ग्रेड्स का संक्षिप्त अवलोकन
अति परिशुद्धता वाले जाइरोस्कोप (G 0.4) से लेकर मोटे प्रत्यावर्ती इंजनों (G 4000) तक — संपूर्ण ISO वर्गीकरण
| जी-ग्रेड | e·ω (मिमी/सेकंड) | परिशुद्धता वर्ग | रोटर के सामान्य प्रकार / अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| जी 4000 | 4000 | बहुत मोटा | बड़े, धीमे marine diesel engines के crankshaft drives (piston speed 9 m/s से कम), inherently unbalanced |
| जी 1600 | 1600 | बहुत मोटा | बड़े, धीमे marine diesel engines के crankshaft drives (piston speed 9 m/s से कम), inherently balanced |
| जी 630 | 630 | खुरदुरा | क्रैंकशाफ्ट ड्राइव, स्वाभाविक रूप से असंतुलित, लचीले ढंग से लगे हुए |
| जी 250 | 250 | खुरदुरा | क्रैंकशाफ्ट ड्राइव, स्वाभाविक रूप से असंतुलित, दृढ़ता से लगे हुए |
| जी 100 | 100 | सामान्य | Cars, trucks और locomotives के complete reciprocating engines |
| जी 40 | 40 | सामान्य | Cars: wheels, wheel rims, wheel sets, drive shafts; crankshaft drives, inherently balanced, elastically mounted |
| जी 16 | 16 | मानक | Agricultural machinery; crushing machines; drive shafts (cardan shafts, propeller shafts); crankshaft drives, inherently balanced, rigidly mounted |
| जी 6.3 | 6.3 | मानक | Aircraft gas turbines; centrifuges (separators, decanters); electric motors and generators (shaft height ≥ 80 mm) जिनकी maximum rated speeds 950 r/min तक हैं; shaft heights 80 mm से कम वाले electric motors; fans; gears; machinery, सामान्य; machine tools; paper machines; process plant machines; pumps; turbochargers; water turbines |
| जी 2.5 | 2.5 | सूक्ष्मता | Compressors; computer drives; electric motors and generators (shaft height ≥ 80 mm) जिनकी maximum rated speeds 950 r/min से ऊपर हैं; gas turbines और steam turbines; machine-tool drives; textile machines |
| जी 1.0 | 1.0 | सूक्ष्मता | Audio और video drives; grinding machine drives |
| जी 0.4 | 0.4 | अल्ट्रा परिशुद्धता | Gyroscopes; spindles और high-precision systems के drives |
| रोटर प्रकार | द्रव्यमान (किलोग्राम) | गति (आरपीएम) | श्रेणी | यूper कुल (g·mm) | यूper प्रति समतल (ग्राम·मिमी) | ईper (माइक्रोमीटर) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| छोटा इलेक्ट्रिक मोटर | 8 | 2900 | जी 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| पंप इम्पेलर | 12 | 2950 | जी 6.3 | 245 | 122 | 20.4 |
| औद्योगिक पंखा | 85 | 1480 | जी 6.3 | 3459 | 1730 | 40.7 |
| बड़ा मोटर रोटर | 350 | 1500 | जी 2.5 | 5578 | 2789 | 15.9 |
| वाष्प टरबाइन | 1200 | 3600 | जी 2.5 | 7958 | 3979 | 6.6 |
| Turbocharger (OEM spec; ISO default G 6.3 है) | 0.8 | 90000 | जी 1.0 | 0.085 | 0.042 | 0.11 |
| पीसने वाली धुरी | 5 | 12000 | जी 1.0 | 3.98 | 1.99 | 0.80 |
| क्रशर फ्लाईव्हील | 500 | 600 | जी 16 | 127,320 | 63,660 | 254.6 |
| ड्राइव शाफ्ट (कार्डन) | 15 | 4500 | जी 16 | 509 | 255 | 33.9 |
| एचवीएसी ब्लोअर | 45 | 1750 | जी 6.3 | 1546 | 773 | 34.4 |
| कार व्हील असेंबली | 20 | 900 | जी 40 | 8488 | 4244 | 424.4 |
| अपकेंद्रित्र | 30 | 6000 | जी 2.5 | 119 | 60 | 3.98 |
| मानक | दायरा | जी-ग्रेड प्रणाली? | मुख्य अंतर | स्थिति |
|---|---|---|---|---|
| आईएसओ 21940-11:2016 | सभी कठोर रोटर — सामान्य प्रक्रियाएँ | हाँ (प्राथमिक) | वर्तमान अंतरराष्ट्रीय मानक; ISO 1940-1 का स्थान लेता है | धारा |
| आईएसओ 1940-1:2003 | सभी कठोर रोटर | हाँ (मूल) | जी-ग्रेड प्रणाली की स्थापना की; आज भी इसका व्यापक रूप से संदर्भ दिया जाता है। | अधिक्रमित |
| आईएसओ 21940-12 | संतुलन प्रक्रियाएं और सहनशीलता | हाँ (संदर्भ भाग 11) | व्यावहारिक संतुलन प्रक्रियाएं, सुधार तल आवंटन | धारा |
| एपीआई 610 / 617 / 611 | पंप/कंप्रेसर/टर्बाइन (पेट्रोलियम उद्योग) | ISO का संदर्भ; इसमें और भी सख्त सीमाएं जोड़ी गई हैं | अक्सर U निर्दिष्ट करता हैper = 4W/N oz·in (W in lb; equivalent to 6350·W/N g·mm with W in kg, ≈ G 0.67) for API 617 rotors; more conservative | धारा |
| एएनएसआई एस2.19 | अमेरिका द्वारा अपनाया गया आईएसओ 1940 का संस्करण | हाँ (एक समान) | अमेरिकी बाजार के लिए आईएसओ जी-ग्रेड प्रणाली को सीधे अपनाना | धारा |
| वीडीआई 2060 | जर्मन मानक (आईएसओ से पूर्व) | समतुल्य प्रणाली | आईएसओ 1940 का ऐतिहासिक पूर्ववर्ती; जर्मन उद्योग में अभी भी इसका संदर्भ दिया जाता है। | आईएसओ द्वारा प्रतिस्थापित |
| एमआईएल-एसटीडी-167-1 | अमेरिकी सेना — जहाज पर मौजूद उपकरण | नहीं (कंपन सीमाएँ) | यह कंपन आयाम की सीमा निर्दिष्ट करता है, असंतुलन सहनशीलता नहीं। | सक्रिय |
बैलेंस क्वालिटी ग्रेड (जी-ग्रेड) क्या है?
एक बैलेंस क्वालिटी ग्रेड (जी-ग्रेड) यह एक अंतरराष्ट्रीय मानक वर्गीकरण है, प्रति आईएसओ 21940-11 (पूर्व में आईएसओ 1940-1) जो अधिकतम अनुमेय अवशिष्ट को परिभाषित करता है असंतुलित होना एक कठोर रोटर के लिए। G संख्या रोटर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र के विस्थापन के अधिकतम वेग को मिलीमीटर/सेकंड में दर्शाती है। सामान्य ग्रेड: जी 6.3 सामान्य मशीनरी (पंप, पंखे, मोटर) के लिए, जी 2.5 turbines, compressors और precision equipment के लिए, जी 1.0 grinding machine drives और audio/video drives के लिए (turbochargers ISO table में G 6.3 के अंतर्गत आते हैं, हालांकि OEMs अक्सर अधिक कड़ी specification देते हैं)। Permissible unbalance का formula: यूper = 9549 × G × m / n (g·mm), जहाँ m = द्रव्यमान (kg), n = गति (RPM)।
ए संतुलन गुणवत्ता ग्रेड, जिसे आमतौर पर "जी-ग्रेड" कहा जाता है, एक मानकीकृत वर्गीकरण है जिसे परिभाषित किया गया है। आईएसओ 21940-11 (जिसने आईएसओ 1940-1 का स्थान लिया) जो अधिकतम अनुमेय अवशिष्ट को निर्दिष्ट करता है असंतुलित होना रिजिड रोटर के लिए। जी-ग्रेड यह परिभाषित करता है कि रोटर को कितनी सटीकता से संतुलित किया जाना चाहिए — यह स्थापित मशीन में कंपन का मापन नहीं है, बल्कि रोटर के द्रव्यमान और अधिकतम सेवा गति के आधार पर रोटर की गुणवत्ता का विनिर्देश है।
अक्षर "G" के बाद की संख्या रोटर के द्रव्यमान केंद्र विस्थापन के अधिकतम अनुमेय वेग को मिलीमीटर प्रति सेकंड (mm/s) में दर्शाती है। उदाहरण के लिए, G 6.3 का अर्थ है विशिष्ट उत्केन्द्रता (e) का गुणनफलper) और कोणीय वेग (ω) 6.3 मिमी/सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। G 2.5 इस वेग को 2.5 मिमी/सेकंड तक सीमित करता है। G संख्या जितनी कम होगी, बैलेंसिंग टॉलरेंस उतनी ही सटीक होगी — यानी उच्च परिशुद्धता और कम अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन।
G मान, अधिकतम सेवा गति पर, ज्यामितीय घूर्णन अक्ष के सापेक्ष रोटर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र के अधिकतम अनुमेय वेग को दर्शाता है। G 6.3 का अर्थ है कि गुरुत्वाकर्षण केंद्र घूर्णन अक्ष के सापेक्ष 6.3 मिमी/सेकंड से अधिक गति से गति नहीं कर सकता। चूंकि अपकेंद्री बल इस वेग के वर्ग के समानुपाती होता है, इसलिए G-ग्रेड में थोड़ी सी भी कमी से गतिशील बेयरिंग भार में महत्वपूर्ण कमी आती है।
जी-ग्रेड प्रणाली का उद्देश्य
ISO G-ग्रेड प्रणाली की स्थापना से पहले, संतुलन संबंधी विनिर्देश अस्पष्ट थे — "जितना संभव हो उतना अच्छा संतुलन" या "चिकना होने तक संतुलन"। ISO G-ग्रेड प्रणाली ने इस अस्पष्टता को एक सार्वभौमिक, सत्यापन योग्य मानक से बदल दिया। यह दुनिया भर के निर्माताओं, सेवा इंजीनियरों और अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए एक सामान्य भाषा प्रदान करता है। इसके मुख्य उद्देश्य हैं:
1. असंतुलन के कारण होने वाले कंपन को स्वीकार्य स्तर तक सीमित करना
असंतुलन यह अपकेंद्रीय बल उत्पन्न करता है जो घूर्णी गति के वर्ग के साथ बढ़ता है। ये बल कंपन, शोर, थकान भार और अंततः यांत्रिक विफलता का कारण बनते हैं। जी-ग्रेड निर्दिष्ट करके, इंजीनियर इन बलों को उस स्तर तक सीमित कर देता है जिसे मशीन के बियरिंग, सील और संरचना निर्धारित सेवा जीवन के दौरान सुरक्षित रूप से सहन कर सकते हैं।
2. बियरिंग पर गतिशील भार को कम करना
असंतुलन से सबसे अधिक प्रभावित होने वाले घटक बेयरिंग होते हैं। अवशिष्ट असंतुलन से उत्पन्न चक्रीय रेडियल भार रोलिंग तत्वों और रेसवे पर थकान भार के रूप में कार्य करता है। बेयरिंग का जीवनकाल (L)10) लगाए गए भार के घन के व्युत्क्रमानुपाती होता है — इसलिए असंतुलन बल में मामूली कमी भी बेयरिंग के सेवा जीवन को काफी हद तक बढ़ा सकती है। मोटर रोटर को G 16 से G 6.3 तक संतुलित करने से आमतौर पर बेयरिंग का जीवन दोगुना हो जाता है।10 जीवन; जी 2.5 के साथ संतुलन बनाने से यह चार गुना बढ़ सकता है।
3. अधिकतम डिज़ाइन गति पर सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करना
असंतुलन से उत्पन्न अपकेंद्रीय बल ω² के समानुपाती होता है — गति को दोगुना करने पर उसी असंतुलन से उत्पन्न बल चार गुना हो जाता है। 1500 आरपीएम पर स्वीकार्य रूप से संतुलित रोटर 3000 आरपीएम पर खतरनाक कंपन उत्पन्न कर सकता है। जी-ग्रेड प्रणाली सहनशीलता गणना में गति को शामिल करके इस समस्या का समाधान करती है, जिससे रोटर अपनी अधिकतम निर्धारित गति पर सुरक्षित रहता है।
4. स्पष्ट और मापने योग्य स्वीकृति मानदंड प्रदान करना
जी-ग्रेड "संतुलन गुणवत्ता" को व्यक्तिपरक निर्णय से बदलकर वस्तुनिष्ठ, मापने योग्य उत्तीर्ण/अनुत्तीर्ण मानदंड में परिवर्तित करता है। संतुलन के बाद, अवशिष्ट असंतुलन की तुलना परिकलित सहनशीलता से की जाती है। यदि मापा गया मान सीमा से कम है, तो रोटर उत्तीर्ण हो जाता है। यह विनिर्माण गुणवत्ता नियंत्रण, संविदात्मक विशिष्टताओं, वारंटी दावों और नियामक अनुपालन के लिए आवश्यक है।
अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन की गणना
जी-ग्रेड प्रणाली का मूल आधार किसी भी रोटर के लिए एक विशिष्ट, संख्यात्मक असंतुलन सहनशीलता की गणना करने की क्षमता है। जी-ग्रेड से दो प्रमुख मात्राएँ प्राप्त होती हैं:
विशिष्ट असंतुलन (अनुमेय उत्केंद्रता)
विशिष्ट असंतुलन (ईper) यह माइक्रोमीटर में घूर्णन अक्ष से रोटर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र के अधिकतम अनुमेय विस्थापन को दर्शाता है। यह केवल G-ग्रेड और गति पर निर्भर करता है, रोटर के द्रव्यमान पर नहीं। इससे विभिन्न आकारों के रोटरों की बैलेंस गुणवत्ता की तुलना करने में मदद मिलती है।
कुल अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन
कुल अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन (Uper) संतुलन तकनीशियन को जिस वास्तविक लक्ष्य को प्राप्त करना होता है, वह g·mm (ग्राम-मिलीमीटर) में व्यक्त किया जाता है — अवशिष्ट असंतुलन द्रव्यमान और घूर्णन अक्ष से उसकी दूरी का गुणनफल। यही संख्या बैलेंसिंग मशीन पर प्रदर्शित होती है और इसकी तुलना टॉलरेंस से की जाती है।
अवशिष्ट असंतुलन से उत्पन्न अपकेंद्रीय बल
यह सूत्र परिचालन गति पर अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन से उत्पन्न होने वाले वास्तविक गतिशील बल को दर्शाता है जिसे बियरिंग को सहन करना पड़ता है। यह बियरिंग की भार क्षमता की पर्याप्तता की पुष्टि करने और जी-ग्रेड विनिर्देश के वास्तविक प्रभाव को समझने में उपयोगी है।
चर संदर्भ
| प्रतीक | नाम | इकाई | विवरण |
|---|---|---|---|
| जी | संतुलन गुणवत्ता ग्रेड | मिमी/सेकेंड | उत्पाद ईper·ω; आईएसओ ग्रेड को परिभाषित करता है (जैसे 6.3, 2.5, 1.0) |
| ईper | अनुमेय विशिष्ट असंतुलन | माइक्रोन | घूर्णन अक्ष से अधिकतम गुरुत्व केंद्र (CG) विस्थापन |
| यूper | अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन | जी·एमएम | कुल असंतुलन सहनशीलता = eper × द्रव्यमान |
| एम | रोटर द्रव्यमान | किलोग्राम | संतुलित किए जाने वाले रोटर का कुल द्रव्यमान |
| एन | अधिकतम सेवा गति | आरपीएम | रोटर की अधिकतम गति जिस पर वह काम करेगा |
| ω | कोणीय वेग | रेड/सेकेंड | = 2π × n / 60 |
| एफ | अपकेन्द्रीय बल | एन | गति पर अवशिष्ट असंतुलन से उत्पन्न गतिशील बल |
सही जी-ग्रेड का चयन कैसे करें
आईएसओ मानक सैकड़ों प्रकार के रोटरों के लिए सिफारिशें प्रदान करता है, लेकिन व्यवहार में चयन कई परस्पर संबंधित कारकों पर निर्भर करता है:
मशीन का प्रकार और अनुप्रयोग
मानक रोटरों को उनके अनुप्रयोग के आधार पर वर्गीकृत करता है और प्रत्येक समूह के लिए एक जी-ग्रेड की अनुशंसा करता है (ऊपर दी गई आईएसओ तालिका देखें)। एक उच्च-गति टरबाइन को धीमी गति वाली कृषि मशीन (जी 16 या जी 40) की तुलना में कहीं अधिक सटीक संतुलन (जी 2.5 या जी 1.0) की आवश्यकता होती है। डिज़ाइनर इस बात पर विचार करता है कि मशीन कंपन के प्रति कितनी संवेदनशील है और असंतुलन के कारण होने वाली विफलता के क्या परिणाम होंगे।
रोटर गति
गति सबसे महत्वपूर्ण कारक है। समान जी-ग्रेड के लिए, अनुमेय असंतुलन (Uper) गति के साथ रैखिक रूप से घटता है। 6000 आरपीएम पर चलने वाले रोटर की टॉलरेंस 3000 आरपीएम पर चलने वाले उसी रोटर की टॉलरेंस की आधी होती है। उच्च गति वाले रोटरों (टर्बाइन, टर्बोचार्जर, ग्राइंडिंग स्पिंडल) के लिए, टॉलरेंस अत्यंत कम हो जाती है, जिसके लिए विशेष बैलेंसिंग उपकरण और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
बेयरिंग का प्रकार और सपोर्ट की कठोरता
rigid foundation पर rotor को सामान्यतः flexible (elastic) supports पर rotor की तुलना में अधिक कड़े balance की आवश्यकता होती है, क्योंकि soft mounts structure तक कम unbalance force transmit करते हैं। ISO 21940-11 इसे दर्शाता है: वही inherently balanced crankshaft drive rigidly mounted होने पर G 16 और elastically mounted होने पर G 40 assign की जाती है। इसी प्रकार, fluid-film bearings पर rotors तेल फिल्म के damping effect के कारण rolling-element bearings की तुलना में अधिक unbalance सहन कर सकते हैं।
पर्यावरण और सुरक्षा संबंधी आवश्यकताएँ
कर्मचारियों के निकट संचालित होने वाले उपकरण (एचवीएसी, चिकित्सा उपकरण), शोर-संवेदनशील वातावरण में या सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (विद्युत उत्पादन, विमानन, अपतटीय) में उपयोग होने वाले उपकरणों के लिए रोटर प्रकार के लिए मानक द्वारा अनुशंसित संतुलन से अधिक सख्त संतुलन की आवश्यकता हो सकती है। कुछ उद्योगों (पेट्रोकेमिकल, विद्युत उत्पादन) के अपने मानक (एपीआई, आईईईई) हैं जो आईएसओ की तुलना में अधिक सख्त सीमाएं निर्दिष्ट करते हैं।
उद्योग-विशिष्ट अनुशंसाएँ
| उद्योग / अनुप्रयोग | सामान्य जी-ग्रेड | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| बिजली उत्पादन (टर्बाइन) | G 1.0 – G 2.5 | एपीआई 612/617 अक्सर आईएसओ की तुलना में और भी सख्त विनिर्देश निर्दिष्ट करता है। |
| पेट्रोलियम / रसायन (पंप, कंप्रेसर) | G 2.5 – G 6.3 | एपीआई 610 पंप अक्सर जी 2.5 या उससे भी सख्त होते हैं। |
| एचवीएसी (पंखे, ब्लोअर, एएचयू) | जी 6.3 | शोर के प्रति संवेदनशील प्रतिष्ठानों के लिए G 2.5 की आवश्यकता हो सकती है। |
| लुगदी और कागज (रोलर, ड्रायर) | G 6.3 – G 16 | बड़े, धीमे रोलर; उच्च द्रव्यमान कम परिशुद्धता की भरपाई करता है |
| खनन और खनिज (क्रशर, स्क्रीन) | जी 16 – जी 40 | कठोर वातावरण; मध्यम स्तर की सटीकता स्वीकार्य है |
| ऑटोमोटिव (पहिए, ड्राइवशाफ्ट) | जी 16 – जी 40 | NVH (शोर, कंपन और कठोरता) संबंधी आवश्यकताएं ISO न्यूनतम से भी अधिक सख्त हो सकती हैं। |
| मशीन उपकरण (स्पिंडल, ड्राइव) | G 1.0 – G 2.5 | सतह की गुणवत्ता स्पिंडल के संतुलन पर निर्भर करती है। |
| समुद्री (प्रोपेलर शाफ्ट, इंजन) | G 6.3 – G 40 | वर्गीकरण संस्था के नियम (DNV, लॉयड्स, ABS) लागू होते हैं। |
| पवन ऊर्जा (रोटर हब, जनरेटर) | जी 6.3 | ब्लेड पिच असंतुलन को हब बैलेंस से अलग से संभाला जाता है। |
| एयरोस्पेस (टर्बोफैन, जाइरो) | G 0.4 – G 2.5 | अत्यंत सख्त; सैन्य मानक (MIL-STD) ISO मानकों को ओवरराइड कर सकते हैं। |
दो-तलीय संतुलन — सहनशीलता का वितरण
कुल अनुमेय असंतुलन Uper जी-ग्रेड फॉर्मूले से गणना किया गया मान इसके लिए है पूरा रोटर. व्यवहार में, अधिकांश रोटरों को दो सुधार तलों (गतिशील संतुलन) में संतुलित किया जाता है, इसलिए सहनशीलता को तलों के बीच विभाजित किया जाना चाहिए।
सहिष्णुता वितरण के लिए आईएसओ दिशानिर्देश
- सममित रोटर (सीजी लगभग मध्य में): यू को विभाजित करेंper दोनों तलों के बीच समान रूप से विभाजित। प्रत्येक तल को U प्राप्त होता है।per/2.
- असममित रोटर (सीजी एक छोर की ओर ऑफसेट): सीजी से बेयरिंग दूरी के अनुपात में वितरित करें। सीजी के सबसे निकट स्थित तल को सहनशीलता का बड़ा हिस्सा प्राप्त होता है।
- एकल-तल संतुलन: संपूर्ण यूper यह एकल सुधार तल पर लागू होता है। यह संकीर्ण डिस्क के आकार के रोटरों (L/D < 0.5) के लिए उपयुक्त है जहां युग्म असंतुलन नगण्य है।
एक आम गलती U की गणना करना हैper और फिर इस मान को लागू करें प्रत्येक समतल, जिससे कुल सहनशीलता प्रभावी रूप से दोगुनी हो जाती है। सही तरीका: Uper यह कुल योग है; इसे तलों के बीच विभाजित करें। प्रत्येक तल को U प्राप्त होता है।perसममित रोटर के लिए /2।
हल किए गए उदाहरण
दिया गया: पंप इम्पेलर, द्रव्यमान = 12 किलोग्राम, परिचालन गति = 2950 आरपीएम, आवश्यक ग्रेड जी 6.3।
चरण 1 — विशिष्ट असंतुलन: ईper = 9549 × 6.3 / 2950 = 20.4 माइक्रोमीटर
चरण 2 — कुल सहनशीलता: यूper = 20.4 × 12 = 245 ग्राम·मिमी
चरण 3 — प्रति समतल (सममित): 245 / 2 = 122 ग्राम·मिमी प्रति तल
चरण 4 — सुधार भार: सुधार त्रिज्या R = 100 मिमी पर: वजन = 122 / 100 = 1.22 ग्राम प्रति तल अधिकतम
चरण 5 — अपकेंद्रीय बल: ω = 2π × 2950/60 = 308.9 rad/s. F = 245 × 10⁻⁶ × 308.9² = 23.4 एन — भार वहन क्षमता के भीतर अच्छी तरह से।
दिया गया: फैन रोटर, द्रव्यमान = 85 किलोग्राम, परिचालन गति = 1480 RPM, आवश्यक ग्रेड G 6.3।
चरण 1 — विशिष्ट असंतुलन: ईper = 9549 × 6.3 / 1480 = 40.6 माइक्रोमीटर
चरण 2 — कुल सहनशीलता: यूper = 40.6 × 85 = 3,455 ग्राम·मिमी
चरण 3 — प्रति तल: 3,455 / 2 = 1,728 ग्राम·मिमी प्रति तल
चरण 4 — सुधार भार: R = 400 मिमी पर: वजन = 1728 / 400 = 4.3 ग्राम प्रति तल अधिकतम।
व्यावहारिक नोट: इस पंखे को फील्ड में संतुलित करने के लिए एक Balanset-1A रोटर लगा हुआ पोर्टेबल बैलेंसर। यह उपकरण रोटर के द्रव्यमान और गति के आधार पर G 6.3 टॉलरेंस की गणना स्वचालित रूप से करता है।
दिया गया: Turbine wheel, mass = 0.8 kg, max speed = 90,000 RPM, required grade G 1.0 (typical OEM specification for high-speed turbochargers — tighter than the ISO 21940-11 default of G 6.3).
चरण 1 — विशिष्ट असंतुलन: ईper = 9549 × 1.0 / 90000 = 0.106 माइक्रोमीटर — लगभग 100 नैनोमीटर!
चरण 2 — कुल सहनशीलता: यूper = 0.106 × 0.8 = 0.085 ग्राम·मिमी
चरण 3 — सुधार भार: R = 20 मिमी पर: वजन = 0.085 / 20 = 0.004 ग्राम (4 मिलीग्राम!) प्रति तल अधिकतम।
व्यावहारिक नोट: इस अत्यंत सटीक माप के लिए सब-मिलीग्राम रिज़ॉल्यूशन वाली विशेष हाई-स्पीड बैलेंसिंग मशीनों की आवश्यकता होती है। इस स्तर की परिशुद्धता पर भार जोड़ने के बजाय आमतौर पर सामग्री को हटाना (पीसना/ड्रिल करना) किया जाता है।
ऐतिहासिक संदर्भ — आईएसओ 1940-1 से आईएसओ 21940-11 तक
जी-ग्रेड प्रणाली कई चरणों से गुजर चुकी है:
- वीडीआई 2060 (1966): संतुलन गुणवत्ता श्रेणियों की अवधारणा स्थापित करने वाला मूल जर्मन मानक। इसे जर्मन इंजीनियरों के संघ (वेरिन ड्यूशर इंजीनियूर) द्वारा विकसित किया गया था।
- आईएसओ 1940 (1973, संशोधित 1986, 2003): VDI 2060 अवधारणा को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अपनाया गया। ISO 1940-1:2003 "यांत्रिक कंपन - स्थिर (कठोर) अवस्था में रोटर्स के लिए संतुलन गुणवत्ता आवश्यकताएँ" जी-ग्रेड के लिए विश्वव्यापी संदर्भ बन गया।
- आईएसओ 21940-11:2016: वर्तमान मानक। यह व्यापक ISO 21940 श्रृंखला का एक भाग है जो रोटर संतुलन के सभी पहलुओं को कवर करता है। भाग 11 विशेष रूप से संतुलन गुणवत्ता आवश्यकताओं को शामिल करता है और ISO 1940-1 का स्थान लेता है। G-ग्रेड मान और अनुप्रयोग सारणी मूल रूप से समान हैं; मुख्य परिवर्तन संपादकीय और संरचनात्मक हैं।
औपचारिक रूप से निरस्त हो जाने के बावजूद, "आईएसओ 1940" उद्योग जगत की चर्चाओं, खरीद संबंधी विशिष्टताओं और उपकरण नियमावली में सबसे अधिक प्रयुक्त संदर्भ बना हुआ है। दोनों पदनाम एक ही जी-ग्रेड प्रणाली को संदर्भित करते हैं।
जी-ग्रेड लागू करने में होने वाली आम गलतियाँ
गलती 1: सर्विस स्पीड के बजाय बैलेंसिंग स्पीड का उपयोग करना
जी-ग्रेड सहनशीलता की गणना निम्न का उपयोग करके की जानी चाहिए: अधिकतम सेवा गति (ऑपरेटिंग स्पीड), न कि बैलेंसिंग मशीन की स्पीड। कई रोटर्स को उनकी सर्विस स्पीड से कम आरपीएम पर बैलेंस किया जाता है। फॉर्मूले में बैलेंसिंग स्पीड का उपयोग करने से एक ऐसी टॉलरेंस प्राप्त होती है जो वास्तविक ऑपरेटिंग स्थितियों के लिए बहुत ढीली होती है। Balanset-1A इस त्रुटि से बचने के लिए सॉफ्टवेयर आपको बैलेंसिंग स्पीड से अलग सर्विस स्पीड दर्ज करने की अनुमति देता है।
गलती 2: जी-ग्रेड को कंपन स्तर से भ्रमित करना
G 6.3 का मतलब यह नहीं है कि स्थापित मशीन 6.3 मिमी/सेकंड की गति से कंपन करेगी। G मान एक गुण है केवल रोटर, इसे मुक्त-पिंड सहनशीलता के रूप में मापा या गणना किया जाता है। स्थापित मशीन का कंपन कई अतिरिक्त कारकों पर निर्भर करता है: बेयरिंग की स्थिति, संरेखण, संरचनात्मक प्राकृतिक आवृत्तियाँ, अवमंदन और अन्य कारक। जी 6.3 के अनुसार संतुलित रोटर एक मशीन में 1 मिमी/सेकंड और दूसरी मशीन में 4 मिमी/सेकंड का कंपन उत्पन्न कर सकता है, यह इंस्टॉलेशन पर निर्भर करता है।
गलती 3: ग्रेड को ज़रूरत से ज़्यादा कड़ा निर्दिष्ट करना
धीमी गति वाले पंखे के लिए G 1.0 निर्दिष्ट करना, जबकि उसे केवल G 6.3 की आवश्यकता है, समय और धन की बर्बादी है। अधिक कड़े ग्रेड के लिए अधिक बार बैलेंसिंग प्रक्रिया, अधिक सटीक उपकरण और अधिक समय की आवश्यकता होती है। उपयोग के लिए उपयुक्त ग्रेड निर्दिष्ट करें — आवश्यकता से अधिक संतुलन से लागत बढ़ती है और लाभ कम होता जाता है।
गलती 4: प्रत्येक तल पर कुल सहनशीलता लागू करना
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, Uper है कुल रोटर के लिए सहनशीलता। दो-तल संतुलन के लिए, 2 से विभाजित करें (या असममित रोटरों के लिए आनुपातिक रूप से वितरित करें)। U लागू करनाper प्रत्येक तल पर लागू करने से वास्तविक कुल सहनशीलता दोगुनी हो जाती है, जिससे संभावित रूप से इच्छित ग्रेड से अधिक हो सकती है।
गलती 5: तापमान और असेंबली में होने वाले बदलावों को अनदेखा करना
कुछ रोटर थर्मल डिस्टॉर्शन, सेंट्रीफ्यूगल ग्रोथ या फिट में बदलाव के कारण ठंडी (सामान्य) और गर्म (ऑपरेटिंग) स्थितियों के बीच संतुलन स्थिति बदल देते हैं। कमरे के तापमान पर बैलेंसिंग मशीन पर G 2.5 की सीमा को पूरा करने वाला रोटर ऑपरेटिंग तापमान पर इस सीमा से अधिक हो सकता है। महत्वपूर्ण रोटरों के लिए, ऑपरेटिंग स्थितियों पर या उसके आस-पास हाई-स्पीड बैलेंसिंग की सलाह दी जाती है।
गलती 6: कुंजी और कुंजी-मार्ग के नियम का पालन न करना
ISO 21940-11 यह निर्दिष्ट करता है कि कीवे वाले रोटर को संतुलित करते समय हाफ-की कन्वेंशन का उपयोग किया जाना चाहिए (स्थापित स्थिति के लगभग समान स्थिति प्राप्त करने के लिए संतुलन के दौरान कीवे में एक हाफ-की जोड़ें)। फुल की का उपयोग करना, की का उपयोग न करना, या इस कन्वेंशन की अनदेखी करने से प्रारंभिक असंतुलन त्रुटि उत्पन्न होती है जो तंग जी-ग्रेड के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है।
जी-ग्रेड क्यों मायने रखते हैं — इसका व्यावसायिक पहलू
जी-ग्रेड का सही उपयोग मापने योग्य लाभ प्रदान करता है:
- बेयरिंग जीवनकाल: बियरिंग एल10 बेयरिंग का जीवनकाल (C/P)³ के समानुपाती होता है, जहाँ P में असंतुलन बल भी शामिल होता है। असंतुलन को आधा करने से बेयरिंग का जीवनकाल 8 गुना (2³ = 8) तक बढ़ सकता है। इसका सीधा लाभ रखरखाव लागत और डाउनटाइम में कमी के रूप में सामने आता है।
- ऊर्जा दक्षता: असंतुलन कंपन के कारण उत्पन्न ऊर्जा बियरिंग, सील और डैम्पर में ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है। अच्छी तरह से संतुलित रोटर कम गर्म होते हैं और कम बिजली की खपत करते हैं — औद्योगिक मोटरों में आमतौर पर 1–3% ऊर्जा की बचत होती है।
- शोर में कमी: असंतुलन से उत्पन्न कंपन संरचना के माध्यम से संचारित होता है और शोर के रूप में फैलता है। कार्यस्थल पर शोर संबंधी नियमों का अनुपालन करने का सबसे किफायती तरीका अक्सर सही जी-ग्रेड को पूरा करना होता है।
- मानकीकरण और अंतरसंचालनीयता: जी-ग्रेड प्रणाली यह सुनिश्चित करती है कि निर्माता ए द्वारा संतुलित रोटर, निर्माता बी द्वारा संतुलित रोटर के समान गुणवत्ता मानक को पूरा करता है — जो वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं और विनिमेय घटकों के लिए आवश्यक है।
- विनियामक अनुपालन: कई उद्योगों को बीमा, वारंटी और सुरक्षा प्रमाणन के लिए बैलेंस की गुणवत्ता के दस्तावेजी प्रमाण की आवश्यकता होती है। जी-ग्रेड एक सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त दस्तावेज़ीकरण मानक प्रदान करता है।
Balanset-1A पोर्टेबल बैलेंसर में एक अंतर्निर्मित ISO 1940 / ISO 21940-11 टॉलरेंस कैलकुलेटर शामिल है। रोटर द्रव्यमान, सेवा गति और वांछित G-ग्रेड दर्ज करें — सॉफ़्टवेयर स्वचालित रूप से U की गणना करता है।per, यह विभिन्न तलों के बीच सहनशीलता को वितरित करता है, और प्रत्येक संतुलन प्रक्रिया के बाद स्पष्ट उत्तीर्ण/अनुत्तीर्ण संकेत प्रदान करता है। बैलेंसेंट-4 यह क्षमता जटिल बैलेंसिंग सेटअपों के लिए चार-चैनल माप तक विस्तारित होती है।
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सहनशीलता कैलकुलेटर जी-ग्रेड अवलोकन कार्ड पूर्ण आईएसओ तालिका परिभाषा जी-ग्रेड का उद्देश्य सूत्र ईper (उत्केंद्रता) यूper (सहनशीलता) अपकेन्द्रीय बल ग्रेड चयन उद्योग की सिफारिशें दो-तल वितरण हल किए गए उदाहरण पंप इम्पेलर औद्योगिक पंखा टर्बोचार्जर मानक इतिहास 6 आम गलतियाँ अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (8 प्रश्न)वाइब्रोमेरा उपकरण
पोर्टेबल बैलेंसिंग उपकरण जिसमें ISO G-ग्रेड टॉलरेंस कैलकुलेटर अंतर्निहित है।
Balanset-1A → Balanset-4 →अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न — बैलेंस गुणवत्ता ग्रेड
जी-ग्रेड, आईएसओ 1940 और संतुलन सहनशीलता के बारे में सामान्य प्रश्न
▸ सबसे अधिक उपयोग में आने वाला बैलेंस क्वालिटी ग्रेड कौन सा है?
▸ ISO 1940-1 और ISO 21940-11 में क्या अंतर है?
▸ क्या जी-ग्रेड मशीन के कंपन स्तर के बराबर है?
▸ आप अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन की गणना कैसे करते हैं?
▸ पंप, पंखे और इलेक्ट्रिक मोटरों के लिए जी-ग्रेड क्या है?
▸ मुझे फॉर्मूले में संतुलन गति या प्रचालन गति का उपयोग करना चाहिए?
▸ क्या मैं ISO G-ग्रेड के अनुसार फील्ड में बैलेंसिंग कर सकता हूँ?
▸ फ्लेक्सिबल रोटर्स के लिए बैलेंसिंग गुणवत्ता के बारे में क्या जानना चाहिए?
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