ISO 21940-11: 機械的振動 – ロータバランス – パート11: 剛体挙動を示すロータの手順および許容範囲

まとめ

ISO 21940-11は、バランス調整に関する最新の権威ある規格です。 剛性ローター非常によく知られ、広く使用されている ISO 1940-1 標準規格。この改訂版は、実用回転速度において著しい変形を起こさないローターのバランス品質を規定、達成、検証するための包括的な枠組みを提供します。Gグレードなどの旧規格の中核概念は維持しつつ、それらを洗練させ、対象機種を拡充し、より堅牢なバランス調整プロセスのための詳細な手順ガイダンスを提供しています。

目次（概念構造）

この規格は、仕様から検証まで、バランス調整プロセス全体を通じてユーザーを論理的にガイドするように構成されています。

1. 1. 範囲とバランスの要件:

   この最初の章では、規格の焦点を定義し、本規格が剛体挙動を示すローターにのみ適用されることを明記しています。剛体ローターとは、任意の2平面において修正可能であり、修正後、残留アンバランスが最大使用速度までのあらゆる速度において規定の許容値を大幅に超えないローターと定義されます。本章では、バランシングの基本目標、すなわち、残留アンバランスによって生じる遠心力と振動が機械の意図された動作において許容できるレベルまで質量偏心を低減することを確立します。本章では、剛体ローターバランシングプロセスの根底にある前提と目的を明確にすることで、その基礎を築きます。

2. 2.バランス許容差仕様：

   これは、バランスの取れた仕事が「どの程度優れているか」を定義するための中心的な章です。国際的に認められた概念を継承しています。 バランス品質等級（G） 以前のISO 1940-1規格からGグレードが改訂されました。Gグレードは、ロータの偏心度（e）と最大使用速度（Ω）の積を表す定数で、G = e·Ωです。この章では、小型電動アーマチュアから大型蒸気タービンまで、数百種類の異なるロータタイプを網羅した最新の表を掲載し、それぞれに推奨Gグレードを割り当てています。この表を使用することで、エンジニアはGグレード（例えば、ポンプの場合はG6.3、タービンの場合はG2.5）を指定できます。この規格では、このグレードを実用的で測定可能な許容値に変換するための重要な公式、すなわち許容残留比不釣合い（e_あたり）にローターの質量を掛けて、最終的なアンバランス許容値をグラム・ミリメートルなどの単位で算出します。

3. 3. 補正面への許容値の割り当て:

   この章では、二面バランス調整の基本的な数学的枠組みを示します。ロータ全体の許容残留アンバランスの総量が（Gグレードから）計算されたら、この値を2つの選択された要素に分配する必要があります。 修正面このセクションでは、バランス調整技術者が全体の許容誤差を各面の個々の許容誤差に正しく配分する方法を、明確な公式とベクトル図を用いて示します。配分はローターの形状、具体的にはローターの重心とベアリングの位置から補正面までの距離に依存することを説明します。これらの配分手順を遵守することは、両方の誤差を補正する上で非常に重要です。 静的およびカップルアンバランス ローターの長さ全体にわたってベアリングの動的な力が最小限に抑えられるようにします。

4. 4. 残留不均衡の検証手順：

   この章では、最終受入テストの方法論について概説します。 バランスマシン決勝戦後 修正重み 適用後、検証ランが実行されます。規格では、機械は各補正面における残留アンバランスを測定することが規定されています。測定値は、前のステップで計算された各面の許容値と比較されます。両面における残留アンバランスの測定値が各面の規定許容値以下である場合にのみ、ローターはバランス調整手順に合格したとみなされます。このセクションでは、検証測定の正確性と信頼性を確保するために、適切に校正されたバランシングマシンを使用し、ツールの誤差を考慮することの重要性を強調します。

5. 5. 報告:

   完全なトレーサビリティとバランス調整結果の明確な伝達を確保するため、この最終章では、正式なバランス調整レポートに記載する必要がある最低限の情報を規定します。これには、管理情報（日付や作業者名など）、ローターの完全な識別情報（部品番号、シリアル番号）、およびすべての主要なバランス調整パラメータが含まれます。特に重要なのは、レポートに指定されたバランス調整品質グレード（例：G6.3）、ローターの最大使用速度、および質量を明記することです。さらに、レポートには、初期アンバランス測定値、そして最も重要な点として、各補正面における最終測定残留アンバランス値を明確に記載し、計算された許容値を下回っていることを確認する必要があります。これにより、ローターが規格に従ってバランス調整されたことを示す、永続的で検証可能な記録が作成されます。

主要な概念と更新

• ISO 1940-1の近代化: この規格はISO 1940-1の正式な代替規格です。基本原則は維持しつつ、内容を再編成し、Gグレード表をより多くのロータータイプに対応させ、より明確で明示的な手順ガイダンスを提供しています。基本的な公式は変更ありません。
• プロセスの重視: ISO 21940-11 では、前身のものと比較して、許容差の指定から平面間での正しい割り当て、最終結果の適切な検証に至るまで、バランス調整プロセス全体に重点が置かれています。
• 剛体ローターの仮定: この規格は*剛性*ローターにのみ適用されることを覚えておくことが重要です。剛性ローターとは、ローターが実用回転速度に達した際にアンバランス分布が大きく変化しないローターのことです。速度が上昇すると曲がったり変形したりするローターの場合、より複雑な手順が必要になります。 ISO 21940-12 (フレキシブルローターの場合)を使用する必要があります。
• Gグレードは引き続き中心となる: バランス品質等級 (G) の概念は、この規格の基礎であり、さまざまな機械に必要な精度を指定するためのシンプルかつ強力な方法を提供します。

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