ISO 1940-1: Getaran mekanis – Persyaratan kualitas keseimbangan untuk rotor dalam keadaan konstan (kaku)

Ringkasan

ISO 1940-1 adalah salah satu standar terpenting dan paling sering dirujuk di bidang penyeimbangan rotor. Standar ini menyediakan metode sistematis untuk mengklasifikasikan rotor berdasarkan jenisnya, menentukan tingkat kualitas keseimbangan yang tepat, dan menghitung toleransi keseimbangan tertentu. Inti dari standar ini adalah konsep Nilai Kualitas Seimbang (Nilai G), yang memungkinkan produsen dan personel pemeliharaan untuk menentukan dan memverifikasi presisi pekerjaan keseimbangan dengan cara yang terstandarisasi. Standar ini berlaku khusus untuk rotor kaku—yang tidak melentur atau membungkuk pada kecepatan servisnya.

Catatan: Standar ini telah secara resmi digantikan oleh ISO 21940-11, tetapi prinsip dan sistem G-Grade-nya tetap menjadi dasar fundamental untuk penyeimbangan rotor yang kaku di seluruh dunia.

Daftar Isi (Struktur Konseptual)

Standar ini disusun untuk memandu pengguna melalui proses penentuan ketidakseimbangan sisa yang diizinkan:

1. 1. Ruang Lingkup dan Bidang Aplikasi:

   Bagian awal ini menetapkan batasan dan tujuan standar. Bagian ini secara eksplisit menyatakan bahwa aturan dan pedomannya berlaku untuk rotor yang berperilaku kaku di seluruh rentang kecepatan operasinya. Ini adalah asumsi mendasar dari keseluruhan standar; artinya rotor tidak mengalami pembengkokan atau deformasi yang signifikan akibat gaya ketidakseimbangan. Cakupannya luas, dimaksudkan untuk mencakup berbagai macam mesin berputar di semua industri. Namun, standar ini juga mengklarifikasi bahwa ini adalah standar untuk keperluan umum, dan untuk jenis mesin tertentu (misalnya, turbin gas kedirgantaraan), standar lain yang lebih ketat mungkin diutamakan. Standar ini menetapkan tujuan: menyediakan metode sistematis untuk menentukan toleransi keseimbangan, yang penting untuk pengendalian kualitas dalam manufaktur dan perbaikan.

2. 2. Nilai Kualitas Seimbang (Nilai G):

   Bagian ini merupakan inti dari standar ini. Bagian ini memperkenalkan konsep Nilai Kualitas Seimbang (Nilai G) sebagai cara untuk mengklasifikasikan persyaratan keseimbangan untuk berbagai jenis mesin. G-Grade didefinisikan sebagai produk dari ketidakseimbangan spesifik (eksentrisitas, e) dan kecepatan sudut layanan maksimum (Ω), di mana G = e × ΩNilai ini merepresentasikan kecepatan getaran konstan, yang memberikan ukuran kualitas standar. Standar ini menyediakan tabel komprehensif yang mencantumkan beragam jenis rotor (misalnya, motor listrik, impeler pompa, kipas, turbin gas, poros engkol) dan menetapkan G-Grade yang direkomendasikan untuk masing-masing rotor. Nilai ini didasarkan pada data empiris dan pengalaman praktis selama puluhan tahun. Misalnya, G6.3 mungkin direkomendasikan untuk motor industri standar, sementara spindel penggiling presisi akan membutuhkan G1.0 atau G0.4 yang jauh lebih ketat. Angka G yang lebih rendah selalu menandakan toleransi keseimbangan yang lebih ketat dan presisi, yang berarti ketidakseimbangan residual yang lebih kecil.

3. 3. Perhitungan Ketidakseimbangan Residu yang Diizinkan:

   Bagian ini menyediakan jembatan matematis penting dari G-Grade teoretis ke toleransi praktis yang terukur. Bagian ini merinci rumus untuk menghitung ketidakseimbangan spesifik yang diizinkan (e_per), yang merupakan perpindahan pusat gravitasi yang diizinkan dari sumbu rotasi. Rumus ini diturunkan langsung dari definisi G-Grade:

   e_per = G / Ω

   Untuk penggunaan praktis dengan unit teknik umum, standar menyediakan rumus:

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

   Setelah ketidakseimbangan spesifik yang diizinkan (e_per) dihitung, dikalikan dengan massa rotor (M) untuk menemukan total ketidakseimbangan sisa yang diizinkan (Kamu_per) untuk seluruh rotor: Kamu_per = e_per × MNilai akhir ini, yang dinyatakan dalam satuan seperti gram-milimeter (g·mm), merupakan target yang harus dicapai oleh operator mesin penyeimbang. Rotor dianggap seimbang ketika ketidakseimbangan residual yang terukur berada di bawah nilai yang dihitung ini.

4. 4. Alokasi Ketidakseimbangan Residu ke Bidang Koreksi:

   Bagian ini membahas langkah penting dalam mendistribusikan total ketidakseimbangan yang diizinkan yang dihitung (Kamu_per) ke dalam toleransi tertentu untuk masing-masing dari dua bidang koreksiKeseimbangan dua bidang diperlukan untuk mengoreksi keduanya statis dan ketidakseimbangan pasanganStandar ini menyediakan rumus untuk alokasi ini, yang bergantung pada geometri rotor. Untuk rotor simetris sederhana, ketidakseimbangan total seringkali dibagi rata antara kedua bidang. Namun, untuk geometri yang lebih kompleks, seperti rotor yang menjorok atau rotor dengan pusat gravitasi yang tidak terpusat di antara bantalan, standar ini menyediakan rumus khusus. Rumus-rumus ini memperhitungkan jarak bidang koreksi dan pusat gravitasi dari bantalan, memastikan bahwa toleransi untuk setiap bidang dialokasikan dengan benar. Langkah ini penting karena mesin penyeimbang mengukur ketidakseimbangan di setiap bidang secara independen; oleh karena itu, operator memerlukan nilai target khusus untuk setiap bidang (misalnya, "Ketidakseimbangan yang diizinkan di Bidang I adalah 15 g·mm dan di Bidang II adalah 20 g·mm").

5. 5. Sumber Kesalahan dalam Penyeimbangan:

   Bagian akhir ini berfungsi sebagai panduan praktis untuk faktor-faktor dunia nyata yang dapat membahayakan keakuratan pekerjaan penyeimbangan, bahkan ketika toleransi yang tepat telah dihitung. Ini menyoroti bahwa mencapai keseimbangan yang sempurna tidak mungkin dan bahwa tujuannya adalah untuk mengurangi ketidakseimbangan residual ke tingkat di bawah toleransi yang dihitung. Standar ini membahas beberapa sumber utama kesalahan yang harus dikelola, termasuk: kesalahan dalam kalibrasi mesin penyeimbang itu sendiri; ketidaksempurnaan geometris jurnal rotor atau permukaan pemasangan (runout); kesalahan yang diperkenalkan oleh perkakas yang digunakan untuk memasang rotor pada mesin (misalnya, arbor yang tidak seimbang); dan efek operasional yang tidak ada selama penyeimbangan kecepatan rendah, seperti ekspansi termal atau gaya aerodinamis. Bab ini berfungsi sebagai daftar periksa penting untuk kontrol kualitas, mengingatkan praktisi untuk mempertimbangkan seluruh proses penyeimbangan, bukan hanya angka akhir pada tampilan mesin.

Konsep Kunci

• Standardisasi: Sistem G-Grade menyediakan bahasa universal untuk kualitas keseimbangan. Pelanggan dapat menentukan "keseimbangan hingga G6.3" dan bengkel balancing mana pun di dunia akan tahu persis toleransi yang dibutuhkan.
• Ketergantungan Kecepatan: Standar tersebut menegaskan bahwa toleransi keseimbangan sangat bergantung pada kecepatan operasi mesin. Rotor yang lebih cepat membutuhkan keseimbangan yang lebih ketat (ketidakseimbangan residual yang diizinkan lebih kecil) untuk menghasilkan tingkat getaran yang sama dengan rotor yang lebih lambat.
• Kepraktisan: Standar ini menyediakan kerangka kerja yang terbukti dan praktis berdasarkan data empiris selama puluhan tahun, membantu menghindari keseimbangan yang kurang (yang menyebabkan getaran tinggi) dan keseimbangan yang berlebihan (yang biayanya sangat mahal).

← Kembali ke Indeks Utama