A kiegyensúlyozási tolerancia megértése
Definíció: Mi a kiegyensúlyozási tolerancia?
Kiegyensúlyozó tolerancia a megengedett legnagyobb mennyiség maradék kiegyensúlyozatlanság ami a rotorban maradhat utána kiegyensúlyozás elkészült. Ez az elfogadási kritériumot jelöli, amely meghatározza, hogy egy rotor megfelelően kiegyensúlyozott-e a tervezett használatra. A kiegyensúlyozási tűréshatárt vagy egy adott sugárnál mért specifikus kiegyensúlyozatlansági tömegként (gramm-milliméterben vagy uncia-hüvelykben), vagy rezgési amplitúdóként (mm/s-ban vagy milsben) fejezik ki.
A tűréshatárokat nemzetközi szabványok határozzák meg, elsősorban a ISO 21940 sorozat, amelyek a rotor típusa, az üzemi sebesség és az alkalmazás alapján határozzák meg a kiegyensúlyozás minőségi osztályait. Ezek a szabványok biztosítják az egységes, biztonságos és hatékony kiegyensúlyozást az iparágakban és a berendezéstípusokban.
Miért fontos a tolerancia egyensúlyban tartása?
A megfelelő kiegyensúlyozási tűrések meghatározása több okból is kulcsfontosságú:
- Biztonság: A túlzott maradék kiegyensúlyozatlanság a gép meghibásodásához vezethet, ami biztonsági kockázatot jelent a személyzet és a környező berendezések számára.
- Berendezések élettartama: A tűréshatárokon belüli működés minimalizálja a csapágyak, tömítések és szerkezeti alkatrészek rezgés okozta kopását, meghosszabbítva az élettartamot.
- Minőségbiztosítás: A tűrések objektív elfogadási kritériumokat biztosítanak a kiegyensúlyozott munkához, biztosítva az állandó minőséget.
- Gazdasági egyensúly: A tűrések gyakorlati kompromisszumot jelentenek a tökéletes egyensúly elérésének költségei (ami lehetetlen) és az elfogadható működési teljesítmény között.
- Iparági szabványoknak való megfelelés: Az elismert tűréshatárok betartása az iparági legjobb gyakorlatoknak való megfelelést mutatja, és előírások vagy garanciák is előírhatják.
ISO 21940-11: Az elsődleges szabvány
Az ISO 21940-11 (korábban ISO 1940-1) a nemzetközileg elismert szabvány az egyensúlyozási minőségi követelményekre vonatkozóan. Ez a szabvány egy sor kiegyensúlyozási minőségi osztályt határoz meg, amelyeket G-osztályoknak neveznek, ahol a G a “kiegyensúlyozási minőségi osztály” rövidítése, a numerikus érték pedig a fajlagos kiegyensúlyozatlansági excentricitást jelöli milliméter/másodpercben.
Közös egyensúlyi minőségi osztályok (G-osztályok)
A szabvány G-minőségeket határoz meg G 0,4-től (legnagyobb pontosság) G 4000-ig (legalacsonyabb pontosság). A gyakori minőségek a következők:
- G 0,4: Precíziós köszörűgép orsók, giroszkópok (legnagyobb pontosság)
- G 1.0: Nagy pontosságú szerszámgéporsók, turbófeltöltők
- G 2.5: Gáz- és gőzturbinák, merev turbógenerátor-rotorok, kompresszorok, szerszámgép-hajtások
- 6.3. pont: A legtöbb általános gép, villanymotor-rotorok (2 pólusú), centrifugák, ventilátorok, szivattyúk
- G16: Mezőgazdasági gépek, zúzók, többhengeres dízelmotorok
- G40: Lassú járású berendezések, mereven rögzített négyhengeres dízelmotorok
Az alacsonyabb G-számok szigorúbb tűréshatárokat (kisebb megengedett kiegyensúlyozatlanságot) jeleznek, míg a magasabb G-számok nagyobb maradék kiegyensúlyozatlanságot tesznek lehetővé.
Kiegyensúlyozási tűréshatár kiszámítása
A megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság három tényezőtől függ: a rotor tömegétől, üzemi sebességétől és a kiválasztott kiegyensúlyozási minőségi osztálytól. A számítás a következő összefüggést követi:
Online tolerancia kalkulátor
A megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság gyors és pontos kiszámításához használja a miénket Maradék kiegyensúlyozatlansági tolerancia számológép. A kalkulátor automatikusan kiszámítja a tűrésértékeket az ISO 1940/21940 szabványok alapján különböző géptípusok, rotortömegek és üzemi sebességek esetén, egysíkú vagy kétsíkú kiegyensúlyozási lehetőségekkel.
Megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság képlete
Uper = (G × M) / (ω / 1000)
Ahol:
- Uper = Megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság (grammilliméter vagy g·mm)
- G = Egyenlegminőségi osztályzat (pl. 6,3 a G 6,3 esetében)
- M = Rotor tömege (kilogramm)
- ω = Szögsebesség (radián/másodperc) = (2π × RPM) / 60
Egyszerűsített képlet RPM használatával
Gyakorlati alkalmazás céljából a képlet egyszerűsíthető:
Uper (g·mm) = (9549 × G × M) / RPM
Ahol:
- M = Rotor tömege kilogrammban
- FORDULAT = Üzemi sebesség percenkénti fordulatszámban
- G = Egyenlegminőségi osztály száma
Példa számítás
Vegyünk egy motor forgórészét a következő specifikációkkal:
- Tömeg: 50 kg
- Üzemi sebesség: 3000 ford/perc
- Előírt kiegyensúlyozási minőség: G 6.3
Uper = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm
Ez azt jelenti, hogy ennél a rotornál a maximálisan megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság körülbelül 100 g·mm. Ha a korrekciós sík sugara 100 mm, akkor ez 1,0 gramm maradék kiegyensúlyozatlanságnak felel meg ezen a sugáron.
Ezt a számítást ellenőrizheti, vagy kiszámíthatja a különböző géptípusok tűréshatárait a mi szolgáltatásunkkal. online számológép.
Egysíkú vs. kétsíkú tűrések
A számított tűréshatár az egyetlen síkban lévő teljes kiegyensúlyozatlanságra vonatkozik a következő esetekben: egysíkú kiegyensúlyozás. Mert kétsíkú (dinamikus) kiegyensúlyozás, Az ISO 21940-11 szabvány iránymutatást ad a teljes tűréshatár elosztására a két korrekciós sík között, jellemzően a síkok közötti távolság és a rotor geometriája alapján elosztva a tűréshatárt az egyes síkokhoz.
Rezgésalapú tolerancia
Míg az ISO 21940-11 szabvány kiegyensúlyozatlansági tömeghatárokat határoz meg, a terepi kiegyensúlyozás gyakran a rezgési amplitúdót használja elfogadási kritériumként, mivel azt közvetlenül mérik. A rezgésalapú tűrések jellemzően a következők:
ISO 20816 sorozat
Ezek a szabványok meghatározzák a különböző géptípusok elfogadható rezgési határértékeit az RMS sebesség (mm/s vagy in/s) alapján. A gyakori zónák a következők:
- A zóna: Újonnan üzembe helyezett gépek (nagyon alacsony vibráció)
- B. zóna: Hosszú távú működésre elfogadható
- C. zóna: Korlátozott ideig elfogadható, korrekciós intézkedéseket kell tervezni
- D. zóna: Elfogadhatatlan, azonnali korrekciós intézkedés szükséges
Gyakorlati terepi kritériumok
Sok kiegyensúlyozó szakember a következő ökölszabályokat alkalmazza:
- A rezgés a kezdeti szint 25% alá csökken = sikeres kiegyensúlyozás
- Abszolút rezgés 2,8 mm/s (0,11 hüvelyk/s) alatt = általában elfogadható a legtöbb ipari berendezés esetében
- 1,0 mm/s (0,04 hüvelyk/s) alatti maradék rezgés = kiváló egyensúly
Az elérhető toleranciát befolyásoló tényezők
A kiegyensúlyozási tűréshatár betartásának képessége számos gyakorlati tényezőtől függ:
1. Felszerelési képességek
- Kiegyensúlyozó műszerek mérési pontossága
- A rezgésérzékelők érzékenysége
- Súlyelhelyezés felbontása (milyen pontosan lehet a súlyokat elhelyezni)
2. A rotor és a gép jellemzői
- Mechanikai állapot (lazaság, csapágykopás, alapozási problémák megakadályozhatják a szűk tűrések elérését)
- Működési hely vagy annak közelében kritikus sebességek megnehezíti a pontos kiegyensúlyozást
- Nemlinearitás a rendszer válaszában
3. Gyakorlati korlátok
- Hozzáférhetőség korrekciós síkok
- Elérhető súlylépések (súlyok csak diszkrét mennyiségben adhatók hozzá)
- Rögzítési furatok vagy rögzítési pontok szögfelbontása
Tolerancia vs. kiegyensúlyozó képesség
Fontos különbséget tenni a következők között:
- Meghatározott tűréshatár: A szabványok vagy előírások által meghatározott maximálisan megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság
- Elérhető egyensúly: Az egyensúly tényleges szintje, amely a gyakorlatban elérhető a felszerelés képességei és korlátai mellett.
- Gazdasági egyensúly: Az a pont, amelyen túl a további fejlesztés már nem költséghatékony
A legtöbb ipari terepi kiegyensúlyozás esetében a szükséges tűréshatárnál 2-3-szor jobb kiegyensúlyozatlansági szintek elérése kiváló munkát jelent, és biztosítja a mérési bizonytalanságok és az üzemi eltérések kockázatát.
Dokumentáció és elfogadás
A kiegyensúlyozási tűréshatár megfelelő dokumentációja a következőket tartalmazza:
- Meghatározott G-osztályú vagy tűrésérték
- Számított megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság (Uper)
- Mért maradék kiegyensúlyozatlanság kiegyensúlyozás után
- Megfelelőséget mutató összehasonlítás: Mért ≤ Megengedett
- Elfogadó aláírás vagy jelölés
Ez a dokumentáció objektív bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a kiegyensúlyozási munka megfelel a specifikációknak, és alapként szolgál a jövőbeni karbantartási értékelésekhez.
Mikor kell szigorúbb vagy lazább tűréshatárokat használni?
Szigorúbb tűrések indokoltak, ha:
- Nagy sebességű működés (kritikus a biztonság és a csapágy élettartama szempontjából)
- Minimális rezgést igénylő precíziós berendezések
- Könnyű vagy rugalmas szerkezetek, amelyek érzékenyek a rezgésre
- Rezgésre érzékeny folyamatok vagy műszerek közelében található berendezések
Lazább tűrések elfogadhatók, ha:
- Alacsony sebességű, nagy teherbírású berendezések
- Robusztus konstrukció magas rezgéstűréssel
- Rövid ideig vagy ritkán használt berendezések
- A gazdasági megfontolások meghaladják a fokozatos teljesítménynövekedést
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 