ISO 1940-1: Mechanikai rezgés – Kiegyensúlyozási minőségi követelmények állandó (merev) állapotban lévő rotorokra

Összefoglalás

Az ISO 1940-1 az egyik legfontosabb és leggyakrabban hivatkozott szabvány a rotorok kiegyensúlyozásának területén. Szisztematikus módszert biztosít a rotorok típus szerinti osztályozására, a megfelelő kiegyensúlyozási minőségi szint meghatározására és egy adott kiegyensúlyozási tűréshatár kiszámítására. A szabvány lényege a következő koncepció: Mérlegminőségi osztályok (G-osztályok), amely lehetővé teszi a gyártók és a karbantartó személyzet számára, hogy szabványosított módon meghatározzák és ellenőrizzék a mérlegelési feladat pontosságát. Ez a szabvány kifejezetten a következőkre vonatkozik: merev rotorok—azok, amelyek üzemi sebességüknél nem hajlanak vagy hajlítódnak.

Megjegyzés: Ezt a szabványt hivatalosan az ISO 21940-11 szabvány váltotta fel, de az alapelvei és a G-osztályú rendszer továbbra is a merev rotorkiegyensúlyozás alapvető alapjai világszerte.

Tartalomjegyzék (fogalmi szerkezet)

A szabvány úgy van felépítve, hogy végigvezesse a felhasználót a megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság meghatározásának folyamatán:

1. 1. Hatály és alkalmazási terület:

   Ez a bevezető szakasz meghatározza a szabvány határait és célját. Kifejezetten kimondja, hogy szabályai és irányelvei a következőkre vonatkoznak: mereven viselkedő rotorok a teljes üzemi sebességtartományukban. Ez a teljes szabvány alapvető feltételezése; azt jelenti, hogy a rotor nem hajlik vagy deformálódik jelentősen a kiegyensúlyozatlansági erők miatt. A hatókör széles, és célja, hogy az összes iparágban széles körű forgógépekre kiterjedjen. Ugyanakkor azt is tisztázza, hogy ez egy általános célú szabvány, és bizonyos típusú gépek (pl. repülőgépipari gázturbinák) esetében más, szigorúbb szabványok élvezhetnek elsőbbséget. A cél a következő: szisztematikus módszer biztosítása a kiegyensúlyozási tűrések meghatározására, amelyek elengedhetetlenek a gyártás és a javítás minőségellenőrzéséhez.

2. 2. Mérlegminőségi osztályok (G-osztályok):

   Ez a szakasz a szabvány lelke. Bemutatja a következő koncepciót: Mérlegminőségi osztályok (G-osztályok) a különböző típusú gépek egyensúlyi követelményeinek osztályozására szolgáló módszerként. A G-osztály a fajlagos kiegyensúlyozatlanság (excentricitás, e) és a maximális üzemi szögsebesség (Ω), ahol G = e × ΩEz az érték állandó rezgési sebességet jelent, ami szabványosított minőségi mérőszámot biztosít. A szabvány egy átfogó táblázatot tartalmaz, amely a rotortípusok széles skáláját sorolja fel (pl. villanymotorok, szivattyú-járókerekek, ventilátorok, gázturbinák, főtengelyek), és mindegyikhez hozzárendel egy ajánlott G-minőséget. Ezek a minőségek évtizedes empirikus adatokon és gyakorlati tapasztalatokon alapulnak. Például egy szabványos ipari motorhoz G6.3 ajánlott, míg egy precíziós köszörűorsóhoz sokkal szigorúbb G1.0 vagy G0.4 besorolás szükséges. Az alacsonyabb G-szám mindig szigorúbb, pontosabb kiegyensúlyozási tűréshatárt jelent, ami kisebb megengedett maradék kiegyensúlyozatlanságot jelent.

3. 3. Megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság kiszámítása:

   Ez a szakasz biztosítja az elméleti G-osztály és a gyakorlati, mérhető tűréshatár közötti alapvető matematikai hidat. Részletesen ismerteti a megengedett fajlagos kiegyensúlyozatlanság (e_per), ami a súlypont megengedett elmozdulása a forgástengelytől. A képlet közvetlenül a G-osztály definíciójából származik:

   e_per = G / Ω

   A szokásos mérnöki mértékegységekkel való gyakorlati alkalmazáshoz a szabvány a következő képletet adja meg:

   e_per [g·mm/kg] = (G [mm/s] × 9549) / n [fordulat/perc]

   Miután a megengedett fajlagos kiegyensúlyozatlanság (e_per) kiszámításához megszorozzuk a rotor tömegével (M) a teljes megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság megtalálásához (U_per) a teljes rotorra vonatkozóan: U_per = e_per × HEz a végső érték, amelyet grammmilliméterben (g·mm) fejeznek ki, az a célérték, amelyet a kiegyensúlyozó gép kezelőjének el kell érnie. A rotort akkor tekintik kiegyensúlyozottnak, ha a mért maradék kiegyensúlyozatlansága e számított érték alatt van.

4. 4. A reziduális kiegyensúlyozatlanság allokációja a korrekciós síkokhoz:

   Ez a szakasz a kiszámított teljes megengedett kiegyensúlyozatlanság elosztásának kritikus lépésével foglalkozik (U_per) a kettő mindegyikére vonatkozó specifikus tűréshatárokba korrekciós síkokKét síkú egyensúlyra van szükség mindkettő korrigálásához. statikus és pár egyensúlyhiányA szabvány képleteket ad meg ehhez az elosztáshoz, amely a rotor geometriájától függ. Egy egyszerű, szimmetrikus rotor esetében a teljes kiegyensúlyozatlanság gyakran egyenlően oszlik meg a két sík között. Azonban összetettebb geometriák, például túlnyúló rotorok vagy olyan rotorok esetén, amelyek súlypontja nem a csapágyak között helyezkedik el, a szabvány specifikus képleteket ad meg. Ezek a képletek figyelembe veszik a korrekciós síkok és a súlypont csapágyaktól való távolságát, biztosítva, hogy az egyes síkok tűrése helyesen legyen elosztva. Ez a lépés létfontosságú, mivel a kiegyensúlyozó gép az egyes síkokban egymástól függetlenül méri a kiegyensúlyozatlanságot; ezért a kezelőnek minden síkhoz meghatározott célértékre van szüksége (pl. „A megengedett kiegyensúlyozatlanság az I. síkban 15 g·mm, a II. síkban pedig 20 g·mm”).

5. 5. A kiegyensúlyozás hibáinak forrásai:

   Ez az utolsó rész gyakorlati útmutatóként szolgál azokhoz a valós tényezőkhöz, amelyek veszélyeztethetik a kiegyensúlyozási munka pontosságát, még akkor is, ha pontos tűréshatárt számítottak ki. Kiemeli, hogy a tökéletes egyensúly elérése lehetetlen, és a cél a maradék kiegyensúlyozatlanság csökkentése a számított tűréshatár alá. A szabvány számos kulcsfontosságú hibaforrást tárgyal, amelyeket kezelni kell, beleértve: a kiegyensúlyozó gép kalibrálásában előforduló hibákat; a rotor csapjainak vagy rögzítési felületeinek geometriai tökéletlenségeit (futás); a rotor gépre történő felszereléséhez használt szerszámok által okozott hibákat (pl. kiegyensúlyozatlan tengely); és az alacsony sebességű kiegyensúlyozás során nem jelen lévő működési hatásokat, például a hőtágulást vagy az aerodinamikai erőket. Ez a fejezet kulcsfontosságú ellenőrzőlistaként szolgál a minőségellenőrzéshez, emlékeztetve a szakembert, hogy a teljes kiegyensúlyozási folyamatot vegye figyelembe, ne csak a gép kijelzőjén megjelenő végső számot.

Kulcsfogalmak

• Szabványosítás: A G-Grade rendszer univerzális nyelvet biztosít a kiegyensúlyozás minőségéhez. Az ügyfél megadhatja a „G6.3-as kiegyensúlyozást”, és a világ bármely kiegyensúlyozó műhelye pontosan tudni fogja, hogy mekkora tűréshatárra van szükség.
• Sebességfüggőség: A szabvány egyértelművé teszi, hogy az egyensúlyi tolerancia kritikusan függ a gép üzemi sebességétől. Egy gyorsabb rotorhoz szorosabb egyensúlyra (kisebb megengedett maradék kiegyensúlyozatlanságra) van szükség ahhoz, hogy ugyanolyan rezgésszintet produkáljon, mint egy lassabb rotor.
• Gyakorlatiasság: A szabvány egy évtizedek empirikus adatain alapuló, bevált, gyakorlatias keretrendszert biztosít, amely segít elkerülni mind az alulkiegyensúlyozást (ami magas rezgéshez vezet), mind a túlkiegyensúlyozást (ami szükségtelenül költséges).

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez