ISO 21940-11: Vibrazioni meccaniche – Bilanciamento del rotore – Parte 11: Procedure e tolleranze per rotori con comportamento rigido

Riepilogo

ISO 21940-11 è lo standard moderno e autorevole per il bilanciamento di rotori rigidiSostituisce ufficialmente il ben noto e ampiamente utilizzato Norma ISO 1940-1 Standard. Questo documento aggiornato fornisce un quadro completo per specificare, ottenere e verificare la qualità dell'equilibratura di rotori che non si deformano in modo significativo alla loro velocità di esercizio. Mantiene i concetti fondamentali del suo predecessore, come i gradi G, ma li perfeziona, amplia l'elenco delle tipologie di macchine e fornisce istruzioni procedurali più dettagliate per un processo di equilibratura più robusto.

Indice (struttura concettuale)

Lo standard è strutturato per guidare logicamente l'utente attraverso l'intero processo di bilanciamento, dalla specifica alla verifica:

1. 1. Requisiti di ambito e bilanciamento:

   Questo capitolo iniziale definisce l'obiettivo della norma, specificando che si applica esclusivamente ai rotori che presentano un comportamento rigido. Un rotore rigido è definito come un rotore che può essere corretto su due piani arbitrari e, dopo la correzione, il suo squilibrio residuo non supera significativamente la tolleranza specificata a qualsiasi velocità fino alla velocità massima di servizio. Il capitolo stabilisce l'obiettivo fondamentale dell'equilibratura: ridurre l'eccentricità della massa a un livello tale per cui le forze centrifughe e le vibrazioni causate dallo squilibrio residuo siano accettabilmente basse per il funzionamento previsto della macchina. Il capitolo pone le basi chiarendo i presupposti e gli obiettivi alla base del processo di equilibratura dei rotori rigidi.

2. 2. Specifica della tolleranza di bilanciamento:

   Questo è il capitolo centrale per definire "quanto buono" deve essere un lavoro equilibrato. Porta avanti il concetto riconosciuto a livello internazionale di Gradi di qualità dell'equilibrio (G) dalla precedente norma ISO 1940-1. Un grado G è un valore costante che rappresenta il prodotto dell'eccentricità del rotore (e) per la sua massima velocità di servizio (Ω), dove G = e·Ω. Questo capitolo fornisce una tabella completa e aggiornata che elenca centinaia di diversi tipi di rotore, dalle piccole indotte elettriche alle grandi turbine a vapore, e assegna a ciascuno un grado G raccomandato. Utilizzando questa tabella, un ingegnere può specificare un grado G (ad esempio, G6.3 per le pompe, G2.5 per le turbine). La norma fornisce quindi la formula cruciale per convertire questo grado in una tolleranza pratica e misurabile: lo squilibrio specifico residuo ammissibile (e_per), che viene poi moltiplicato per la massa del rotore per ottenere la tolleranza di squilibrio finale in unità come grammi-millimetri.

3. 3. Assegnazione della tolleranza ai piani di correzione:

   Questo capitolo fornisce il quadro matematico essenziale per l'equilibratura su due piani. Una volta calcolato lo squilibrio residuo totale ammissibile per l'intero rotore (a partire dal G-Grade), questo valore deve essere distribuito tra i due piani scelti. piani di correzioneQuesta sezione offre formule esplicite e diagrammi vettoriali per guidare il tecnico di equilibratura su come ripartire correttamente la tolleranza totale in tolleranze individuali per ciascun piano. Spiega che la distribuzione dipende dalla geometria del rotore, in particolare dalla distanza dei piani di correzione dal baricentro del rotore e dalla posizione dei cuscinetti. Il rispetto di queste procedure di allocazione è fondamentale per correggere entrambi. squilibrio statico e di coppia e assicurando che le forze dinamiche sui cuscinetti siano ridotte al minimo lungo l'intera lunghezza del rotore.

4. 4. Procedure per la verifica dello squilibrio residuo:

   In questo capitolo viene descritta la metodologia per il test di accettazione finale sul macchina equilibratriceDopo la finale pesi di correzione Una volta applicati i parametri, viene eseguita una verifica. La norma specifica che la macchina debba misurare lo squilibrio residuo in ciascun piano di correzione. I valori misurati vengono quindi confrontati con le tolleranze dei singoli piani calcolate nella fase precedente. Il rotore si considera aver superato la procedura di equilibratura solo se lo squilibrio residuo misurato in *entrambi* i piani è inferiore o uguale alla tolleranza specificata per ciascun piano. Questa sezione sottolinea l'importanza di utilizzare una macchina equilibratrice correttamente calibrata e di tenere conto di eventuali errori di utensileria per garantire che la misurazione di verifica sia accurata e affidabile.

5. 5. Segnalazione:

   Per garantire la completa tracciabilità e una comunicazione chiara dei risultati di equilibratura, questo capitolo finale specifica le informazioni minime che devono essere documentate in un rapporto di equilibratura formale. Ciò include dettagli amministrativi (come data e nome dell'operatore), un'identificazione completa del rotore (codice componente, numero di serie) e tutti i parametri chiave di equilibratura. Fondamentalmente, il rapporto deve indicare il grado di qualità di equilibratura specificato (ad esempio, G6.3), la velocità massima di esercizio del rotore e la sua massa. Il rapporto deve quindi documentare chiaramente le misurazioni iniziali dello squilibrio e, soprattutto, i valori finali dello squilibrio residuo misurati per ciascun piano di correzione, confermando che siano inferiori alle tolleranze calcolate. Ciò crea una registrazione permanente e verificabile che il rotore è stato equilibrato in conformità allo standard.

Concetti chiave e aggiornamenti

• Modernizzazione della norma ISO 1940-1: Questa norma sostituisce ufficialmente la ISO 1940-1. Mantiene gli stessi principi fondamentali, ma ne riorganizza i contenuti, aggiorna le tabelle di grado G con più tipologie di rotori e fornisce istruzioni procedurali più chiare ed esplicite. La formula di base rimane invariata.
• Enfasi sul processo: Rispetto alla norma precedente, la norma ISO 21940-11 pone maggiore enfasi sull'intero *processo* di bilanciamento, dalla specifica della tolleranza alla sua corretta allocazione tra i piani e alla verifica adeguata del risultato finale.
• Ipotesi del rotore rigido: È fondamentale ricordare che questa norma si applica solo ai rotori *rigidi*. Si tratta di rotori in cui la distribuzione dello sbilanciamento non cambia significativamente quando il rotore viene portato alla sua velocità di esercizio. Per i rotori che si piegano o si deformano in velocità, le procedure più complesse sono: ISO 21940-12 (per rotori flessibili).
• I gradi G restano centrali: Il concetto di gradi di qualità dell'equilibrio (G) rimane il fondamento dello standard, offrendo un modo semplice ma efficace per specificare la precisione richiesta per una vasta gamma di macchinari.

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