Mi az ISO 1940-1?

Gyors válasz

ISO 1940-1 (Mechanikus rezgés - A forgórészek egyensúlyi minőségi követelményei állandó (merev) állapotban) határozza meg a G-osztályú mérleg minőségbiztosítási rendszer merev rotorok esetében. A képlet Uper = (9 549 × G × M) / n kiszámítja a megengedett maradékot kiegyensúlyozatlanság. Felváltotta ISO 21940-11:2016 szabvány azonos értékekkel. Ipari gépek alapértelmezett osztálya: G 6.3.

Az ISO 1940-1 a rotor kiegyensúlyozásának alapdokumentuma világszerte. G-osztályú rendszere a kiegyensúlyozás de facto nyelve: A "G 6.3 szerinti kiegyensúlyozás" kifejezést világszerte minden szakember érti. A szabvány a merev forgórészekre terjed ki, az apró precíziós orsóktól a masszív forgattyús tengelyekig, és univerzális keretet biztosít az egyensúlyozás minőségének meghatározásához, kiszámításához és ellenőrzéséhez.

A szabvány csak a következőkre vonatkozik merev rotorok - azok, amelyeknek a centrifugális erők hatására fellépő rugalmas deformációi elhanyagolhatóak a teljes üzemi fordulatszám-tartományban. A rugalmas (az első hajlítási kritikus sebesség felett működő) forgórészekre az ISO 21940-12 szabvány vonatkozik.

A merev rotor koncepció

A rotor akkor minősül merevnek, ha a tömegeloszlása nem változik jelentősen a fordulatszámnak a nullától a maximális üzemi fordulatszámig történő változása során. A legfontosabb következmény: a kiegyensúlyozó gépen alacsony fordulatszámon kiegyensúlyozott rotor az üzemi fordulatszámon kiegyensúlyozott marad. Ez lehetővé teszi a 300-600 fordulatszámon történő kiegyensúlyozást egy műhelygépen, miközben a tűréshatárokat 3 000+ fordulatszámon is teljesíti a használatban.

Ha egy rotor a szuperkritikus tartományban (az első hajlítási tartomány felett) működik, akkor kritikus sebesség) vagy közel rezonancia, a kitérések megváltoztatják a tényleges tömegeloszlást, és a kis sebességű kiegyensúlyozás nagy sebességnél hatástalan lehet. Az ilyen rotorokat rugalmasnak minősítik.

Amire az ISO 1940-1 NEM terjed ki

Változó geometriájú rotorok (csuklós tengelyek, helikopterlapátok). Rezonancia rotor-tartó-alapozó rendszerekben. A tömegeloszlástól független aerodinamikai és hidrodinamikai erők. A ventilátorokra vonatkozóan lásd ISO 14694 szabvány (BV/FV kategóriák).

Az egyensúlyhiány típusai

Kiegyensúlyozatlanság = a rotor tehetetlenségi tengelye ≠ forgástengely. Vektoros formában: U = m × r (g-mm). Az ISO 1940-1 három típusba sorolja:

  • Statikus kiegyensúlyozatlanság: A tehetetlenségi tengely párhuzamos a forgástengellyel, de eltolva. Egyetlen kiegyensúlyozatlan tömeggel egyenértékű. Korrigálható egy repülőgép. Jellemző: szíjtárcsák, keskeny fogaskerekek, ventilátorok járókerekei (L/D < 0,5).
  • Párkapcsolati egyensúlyhiány: Tehetetlenségi tengely a tömegközépponton keresztül, de ferdén. Nettó erő nulla, de egy pár (pár) ringatja a forgórészt. Szükséges: két sík.
  • Dinamikus kiegyensúlyozatlanság: Általános eset - statikus + pár kombinált. A tehetetlenségi tengely nem párhuzamos és nem is metszi a forgástengelyt. Szükséges: két sík. A legtöbb valódi rotor dinamikus kiegyensúlyozatlansággal rendelkezik.

Specifikus egyensúlytalanság (excentricitás)

Specifikus egyensúlyhiány
e = U / M
e µm-ben (g-mm/kg) | U = kiegyensúlyozatlanság (g-mm) | M = rotor tömege (kg) - a tömegközéppont elmozdulása a forgástengelytől

A G-osztály a következő termékként van meghatározva e × ω (mm/s) - a forgástengely körül keringő rotor tömegközéppontjának lineáris sebessége. Ez az egyetlen szám a rotor méretétől és sebességétől függetlenül jellemzi az egyensúly minőségét.

A G-osztályú rendszer - fizikai alap

Tömeghasonlóság

Geometriai szempontból hasonló rotorok esetén: Uper ∝ M → fajlagos kiegyensúlyozatlanság eper állandónak kell lennie. Minden méretre egy szabvány vonatkozik.

Sebesség hasonlóság

F = M-e-ω² centrifugális erő. Az elfogadható csapágyterhelés fenntartása érdekében különböző sebességeknél eper csökken, ahogy ω növekszik:

G-osztályú meghatározás
G = eper × ω = állandó (mm/s)
G 6,3 = a tömegközéppont ≤ 6,3 mm/s sebességgel kering | A szomszédos osztályok 2,5-szeres különbséggel térnek el egymástól.

Megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság kiszámítása

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 tűrésképlet
Uper = (9 549 × G × M) / n
Uper g-mm-ben | G = fokozat (mm/s) | M = rotor tömege (kg) | n = maximális üzemi fordulatszám | 9 549 = 60 000/(2π)
Bevált példa: Ventilátor rotor, G 6.3

Adott: Centrifugális ventilátor járókerék, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6,3.

Teljes: Uper = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm

Különcség: eper = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Síkonként (szimmetrikus, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

R = 400 mm-nél: 4 011 / 400 = 10,0 g síkonként

Mindig a maximális szolgáltatási sebességet használja

A képletben szereplő fordulatszámnak a legnagyobb üzemi fordulatszámnak kell lennie - nem pedig a kiegyensúlyozó gép fordulatszámának. Sok rotor kiegyensúlyozása 300-600 fordulatszámon történik, de a tűréshatárhoz a tényleges üzemi fordulatszámot kell használni (pl. 1 480 fordulat/perc). A kiegyensúlyozó gép fordulatszámának használata veszélyesen laza tűréseket eredményez.

A korrekciós síkokhoz való hozzárendelés

Uper a rotor tömegközéppontjára vonatkozik. A gyakorlatban két síkban (csapágyak közelében) kell egyensúlyozni. A 7. fejezet szabályai:

Szimmetrikus rotorok

CoM a középpontban → egyenlő: UL = UR = Uper / 2.

Aszimmetrikus csapágyak közötti aszimmetrikus

Aszimmetrikus elosztás
Ubalra = Uper × (b / L) | Ujobbra = Uper × (a / L)
a = CoM a bal irányba | b = CoM a jobb irányba | L = a + b

Túlnyúlt rotorok

A túlnyúló tömeg hajlítónyomatékot okoz, amely mindkét csapágyat terheli. Nyomatékalapú újraszámítás szükséges → jellemzően sokkal szűkebb tűréshatár a túlnyúlás síkján. Szivattyúk, egyfokozatú kompresszorok, konzolos ventilátorok járókerekei esetében gyakori.

Hibák és ellenőrzés

Hibaforrások

  • Szisztematikus: Gépi kalibrációs eltérés, excentrikus tüskék, kulcsnyílás hatása (ISO 8821), hőtorzulás.
  • Véletlen: Érzékelőzaj, tartójáték, rotorülések változása.

A teljes hiba nem haladhatja meg a 10-15% tűréshatárt. Ha ennél nagyobb, ennek megfelelően szigorítsa meg a munkatűrést.

Összeszerelési hatások

Alkatrész kiegyensúlyozás ≠ összeszerelési egyensúly. A tengelykapcsoló excentricitása, radiális futás, laza illesztések negligálhatják az alkatrészmunkát. Az összeszerelt rotor trimm kiegyensúlyozása.

Ellenőrzési módszerek

  • Index teszt: Forgassa el a forgórészt 180°-kal a tüskén, és mérje meg újra. Változás = rögzítési hiba.
  • Próbasúlyteszt: Adjunk hozzá ismert tömeget, és ellenőrizzük, hogy a mért vektorváltozás megfelel-e a várakozásnak.
  • Terepszemle: A csapágyak rezgésének mérése ISO 10816.
Balanset-1A: Beépített ISO 1940-1 megfelelőség

A Balanset-1A automatizálja az ISO 1940-1 szabványt: tömeg, sebesség, G-osztály megadása → azonnali Uper automatikus síkkiosztással. Kiegyenlítés után összehasonlítja a maradékot a határértékkel. Az F6 Reports funkció egy hivatalos jegyzőkönyvet készít, amely dokumentálja az elért G-osztályzatot. Pontosság ±5% sebesség, ±1° fázis - elegendő a G 16-tól G 2,5-ig. A Balanset-4 négy csatornára bővül az összetett, többcsapágyas forgórészekhez.

Dolgozott példák

1. eset: Elektromotor - G 6.3

Forgórész: 15 kW, 1 460 RPM, 35 kg, csapágyazás között szimmetrikus.

Tolerancia: Uper = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/sík.

R = 80 mm-nél: 721 / 80 = 9,0 g/sík. Üzlet kiegyensúlyozott: 180 g-mm maradék. ✅

2. eset: Szivattyú - túlcsapott járókerék, G 6.3

Forgórész: A tengely + járókerék 18 kg, 2 950 RPM. 6 kg-os járókerék 120 mm-es túlnyúlással. Csapágy fesztávolság 250 mm.

Teljes: Uper = 367 g-mm. Nyomatékelosztás: elöl ≈ 202, hátul ≈ 165 g-mm.

Kiegyensúlyozott mező a címen Balanset-1A egysíkú: 230°-on 8,5 g. Végső: 95 g-mm. ✅

3. eset: Turbó-kompresszor - G 2.5

Forgórész: 3 fokozatú, 65 kg, 12 000 RPM. Enyhén aszimmetrikus.

Tolerancia: Uper = 129 g-mm → 65/sík → R = 95 mm-nél: 0,68 g/sík.

Al-gramm pontosság → csak üzemi nagysebességű gép. Indexvizsgálat: tüskehiba < 5 g-mm. Végső: 28 g-mm/sík. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

  • G-osztályú értékek, képletek, alkalmazási táblázatok - azonos. Nincs technikai változás.
  • ISO 21940 sorozat: rész (minőség), 12. rész (rugalmas), 14. rész (eljárások), 21. rész (leírások), 31. rész (érzékenység), 32. rész (kulcsok).
  • A gyakorlatban mindkét elnevezést felváltva használják.
  • ISO 14694 szabvány A BV kategóriák közvetlenül a G-osztályokra hivatkoznak.
  • ISO 21940-11: Ez a szabvány - G-osztályú rendszer.
  • ISO 21940-12: Rugalmas rotor kiegyensúlyozás.
  • ISO 10816 / ISO 20816: Rezgésértékelés - az egyensúly minőségének működési eredménye.
  • ISO 14694 szabvány: Ventilátor-specifikus BV/FV kategóriák → G-osztályok.
  • ISO 8821: Billentyűút befolyásolása (fél billentyű konvenció).
  • API 610 / API 617: Kőolajszivattyúk/kompresszorok, amelyek az ISO 1940 szabványra hivatkoznak.

Hivatalos szabvány: ISO 1940-1 az ISO Store-on →

← Vissza a szójegyzékhez