ბალანსის ხარისხის კლასი (G-კლასი): განმარტება, დანიშნულება და გამოყენება
რა არის ბალანსის ხარისხის ხარისხი (G-ხარისხი)?
ა ბალანსის ხარისხის კლასი, რომელიც ხშირად “G-კლასის” სახელითაა ცნობილი, არის სტანდარტიზებული კლასიფიკაცია, რომელიც განსაზღვრულია ISO 1940-1 და ISO 21940-11 სტანდარტებში და რომელიც ადგენს როტორისთვის მაქსიმალურად დასაშვებ ნარჩენ უბალანსობას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, G-კლასი მიუთითებს, თუ რამდენად ზუსტად უნდა იყოს დაბალანსებული როტორი. ის პირდაპირ არ ზომავს ვიბრაციის დონეს, არამედ განსაზღვრავს უბალანსობის ტოლერანტობას როტორის მასისა და მაქსიმალური საექსპლუატაციო სიჩქარის მიხედვით.
ნიშან G-ს შემდეგ მოყვანილი რიცხვი (მაგ., G6.3, G2.5) შეესაბამება როტორის მასის ცენტრის მაქსიმალურ ვიბრაციულ სიჩქარეს, რომელიც გამოხატულია მილიმეტრებში წამში (მმ/წმ). მაგალითად, G6.3 კლასი ნიშნავს, რომ მბრუნავი მასის ცენტრს არ უნდა ჰქონდეს 6.3 მმ/წმ-ზე მეტი ვიბრაცია მაქსიმალურ საექსპლუატაციო სიჩქარეზე, ხოლო უფრო მკაცრი G2.5 კლასი ამ სიჩქარეს 2.5 მმ/წმ-მდე ზღუდავს. რაც უფრო დაბალია G რიცხვი, მით უფრო მკაცრია დაბალანსების მოთხოვნები: უფრო მცირე არათანაბრობის ტოლერანტობა და უფრო მაღალი დაბალანსების სიზუსტე.
G-Grade სისტემის მიზანი
G-სისტემა შემუშავდა უნივერსალური სტანდარტის დასამკვიდრებლად, რომელიც განსაზღვრავს, თუ რამდენად კარგად უნდა იყოს დაბალანსებული როტორი. ისეთი ბუნდოვანი ფორმულირებების ნაცვლად, როგორიცაა “როტორი კარგად უნდა იყოს დაბალანსებული”, ინჟინრებს შეუძლიათ მიუთითონ ზუსტი, გადამოწმებადი სამიზნე მაჩვენებელი, მაგალითად, “G6.3-ის მიხედვით დაბალანსება”. ეს სტანდარტი ქმნის საერთო ენას მწარმოებლებისთვის, სერვის-ინჟინრებისთვისა და მომხმარებლებისთვის, რაც უზრუნველყოფს, რომ აღჭურვილობა აკმაყოფილებდეს საჭირო სანდოობისა და უსაფრთხოების სტანდარტებს. G-სისტემის ძირითადი მიზნებია:
არაბალანსისგან გამოწვეული ვიბრაციის მისაღებ დონემდე შემცირება. უბალანსობა იწვევს ცენტრფუგარულ ძალებსა და ვიბრაციებს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხმაური, დაღლილობით გამოწვეული მწყობრიდან გამოსვლა და ავარიები. სტანდარტული დაბალანსების ხარისხების გამოყენებით, ამ ვიბრაციების კონტროლი შესაძლებელია უსაფრთხო საზღვრების ფარგლებში.
საკისრებზე დინამიკური დატვირთვის მინიმიზაცია და მათი ექსპლუატაციის ვადის გახანგრძლივება. უწყვეტი ვიბრაცია ლაგერებზე უროვით მოქმედებს და აჩქარებს მათ ცვეთას. G-კლასის მოთხოვნილ დონემდე დისბალანსის შეზღუდვით, ლაგერებზე მოქმედი ძალები მცირდება, რაც მათ ექსპლუატაციის ვადას ზრდის.
როტორის უსაფრთხო მუშაობის უზრუნველყოფა მაქსიმალურ საპროექტო სიჩქარეზე. რაც უფრო მაღალია ბრუნვის სიჩქარე, მით უფრო ძლიერია მცირე არათანაბრობის ეფექტიც კი. ბალანსირების მკაცრი კლასი გარანტიას იძლევა, რომ როტორი საექსპლუატაციო სიჩქარეზე დესტრუქციული ვიბრაციების ქვეშ არ მოექცევა. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალსიჩქარიანი დანადგარებისთვის (ტურბინები, კომპრესორები და ა.შ.), სადაც ჭარბმა არათანაბრობამ შეიძლება მწყობრიდან გამოსვლა გამოიწვიოს.
მკაფიო და გაზომვადი მიღების კრიტერიუმის უზრუნველყოფა. G-კლასის სტანდარტის არსებობა წარმოებისა და შეკეთების დროს ამოწმებადს ხდის, მიღწეულია თუ არა საჭირო ბალანსირების დონე. თუ ბალანსირების შემდეგ დარჩენილი არაბალანსი არ აღემატება G-კლასისთვის დაშვებულ მნიშვნელობას, როტორი ინსპექციას წარმატებით გადის. ეს მიდგომა ბალანსირებას ხელოვნებიდან ზუსტ მეცნიერებად გარდაქმნის, შემოწმებადი კრიტერიუმებით.
როგორ განისაზღვრება ბალანსის ხარისხის ქულები?
ISO სტანდარტები შეიცავს რეკომენდაციებს G-კლასების შერჩევისთვის ასობით ტიპური როტორისთვის და მანქანისთვის. სტანდარტული ცხრილები (მაგ., ISO 1940-1, რომელიც ახლა ISO 21940-11-მა ჩაანაცვლა) სხვადასხვა აღჭურვილობის კატეგორიისთვის რეკომენდებულ G-კლასებს ასახავს. კონკრეტული კლასის შერჩევა რამდენიმე ფაქტორზეა დამოკიდებული:
მანქანის ტიპი და დანიშნულება. მაღალსიჩქარიანი ტურბინა ან მაღალი სიზუსტის მბრუნავი ღერო ბევრად უფრო ზუსტ დაბალანსებას (უფრო დაბალი G) საჭიროებს, ვიდრე დაბალსიჩქარიანი სოფლის მეურნეობის მექანიზმი. პროექტორები ითვალისწინებენ, თუ რამდენად მგრძნობიარეა კონკრეტული ტიპის მანქანა ვიბრაციების მიმართ და რა შედეგები შეიძლება მოჰყვეს დისბალანსს.
როტორის მასა და ზომები. უფრო მსუბუქი როტორები, როგორც წესი, უფრო მგრძნობიარეა დისბალანსის მიმართ და შეიძლება უფრო მკაცრი მოთხოვნები ჰქონდეთ. როტორის მასა პირდაპირ მოქმედებს დასაშვები დისბალანსის გამოთვლაზე — უფრო მძიმე როტორს, მსუბუქთან შედარებით, შეუძლია შედარებით მეტი აბსოლუტური დისბალანსის “გატანა” ვიბრაციის გაზრდის გარეშე.
მაქსიმალური მბრუნავი სიჩქარე. ეს ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორია: რაც უფრო მაღალია სიჩქარე, მით უფრო მკაცრი უნდა იყოს ბალანსი. იმავე სიდიდის დისბალანსისთვის, ძალები იზრდება ბრუნვის სიჩქარის კვადრატის პროპორციულად. ამიტომ, სიჩქარის ეფექტის კომპენსაციისთვის, მაღალსიჩქარიანი როტორებისთვის ირჩევა უფრო დაბალი G-კლასი.
სამაგრი კონსტრუქცია და სამონტაჟო პირობები. როტორი, რომელიც მოქნილ (ელასტიკურ) საყრდენებზეა დამონტაჟებული, როგორც წესი, უფრო საგულდაგულო დაბალანსებას საჭიროებს, ვიდრე მყარ საყრდენზე დამონტაჟებული, რადგან მოქნილი სისტემა ვიბრაციებს ნაკლებად ეფექტურად ამცირებს. მაგალითად, ერთსა და იმავე კურკულა ღერძზე შეიძლება სხვადასხვა კლასი (G16 და G40) იყოს მითითებული იმის მიხედვით, ძრავა ელასტიკურ ვიბრაციული იზოლატორებზეა დამონტაჟებული თუ მყარად.
საერთო ბალანსის ხარისხის გავრცელებული კლასების მაგალითები
| G-კლასი | მაქს. სიჩქარე (მმ/წმ) | ტიპიური აპლიკაციები |
|---|---|---|
| G 40 | 40 მმ/წმ | მანქანის ბორბლები და დისკები; კრანკშაფტები დაბალი სიჩქარის (მცირე ბრუნების) შიდაწვის ძრავებისთვის. |
| G 16 | 16 მმ/წმ | ნაწილები საფქვავებისა და სოფლის მეურნეობის ტექნიკისთვის; ამძრავი ღერძები (კარდანის ღერძები); ზოგადი დანიშნულების მანქანების დიდი კომპონენტები ზომიერი მოთხოვნებით. |
| G 6.3 | 6.3 მმ/წმ | სტანდარტული ხარისხი უმეტესი სამრეწველო აღჭურვილობისთვის: ელექტროძრავების როტორები, ტუმბოების რგოლები, ვენტილატორები, დაბალი სიჩქარის ტურბოკომპრესორები, ზოგადი საპროცესო დანადგარები. G6.3 ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად მითითებული ხარისხია. |
| G 2.5 | 2.5 მმ/წმ | მაღალსიჩქარიანი და მაღალი სიზუსტის როტორები: გაზისა და ორთქლის ტურბინები, ტურბოკომპრესორის როტორები, მანქანური დანადგარების ამძრავები, მაღალი სიზუსტის ტარები და მაღალსიჩქარიანი ელექტრომექანიზმები. |
| G 1.0 | 1.0 მმ/წმ | ძალიან ზუსტი დაბალანსება ზუსტი მექანიზმებისთვის: სახეხი დაზგის ამძრავები, მცირე ზომის მაღალსიჩქარიანი ელექტროძრავები და საავტომობილო ტურბოკომპრესორები. |
| G 0.4 | 0.4 მმ/წმ | ყველაზე მაღალი დაბალანსების სიზუსტე განსაკუთრებით მგრძნობიარე და მაღალსიჩქარიანი მოწყობილობებისთვის: გიროსკოპები, მაღალი სიზუსტის მბრუნავი ღერძები (მაგ., მაღალი სიზუსტის დამუშავების ან მიკროელექტრონიკის მოწყობილობებისთვის), მყარი დისკის მატარებლები და სხვა კომპონენტები, რომლებიც მინიმალურ ვიბრაციას მოითხოვენ. |
შენიშვნა: გრადუსის აღნიშნულში სიჩქარის მნიშვნელობა მმ/წმ-ში შეესაბამება კონკრეტული ექსცენტრიситеტისა და კუთხური სიჩქარის ნამრავლს: G = eთითო·ω. ამგვარად, G რიცხვი აღნიშნავს როტორის მუშაობის დროს მასის გადაადგილებული ცენტრის მოძრაობის საზღვრის სიჩქარეს. პრაქტიკაში, კონკრეტული მოთხოვნებისა და საექსპლუატაციო პირობების მიხედვით, კლასის შერჩევა შეიძლება ერთი დონით ზემოთ ან ქვემოთ განსხვავდებოდეს.
დასაშვები ნარჩენი დისბალანსის გაანგარიშება
G-კლასის საჭირო სიზუსტის ცოდნით, შეგიძლიათ გამოთვალოთ მაქსიმალურად დასაშვები ნარჩენი არათანაბრობა — არათანაბრობის ის რაოდენობა, რომელიც შეიძლება დარჩეს დაბალანსების შემდეგ, მითითებულ კლასზე არ გადასვლის პირობით. ISO სტანდარტი გვთავაზობს შემდეგ ფორმულას:
Uთითო (გ·მმ) = (9549 × G [მმ/წმ] × მ [კგ]) / n [ბრ/წთ]
სად:
- Uთითო — დასაშვები ნარჩენი არათანაბრობა გრამ-მილლიმეტრებში (გ·მმ)
- გ — ბალანსის ხარისხის კლასი (მმ/წმ)
- მ — როტორის მასა (კგ)
- n — მაქსიმალური სამუშაო სიჩქარე (ბრ/წთ)
მაგალითი: 100 კგ მასის მქონე როტორისთვის, რომელიც მაქსიმალურ სიჩქარეზე 3000 ბრ/წთ-ით ბრუნავს და რომელიც G6.3 ხარისხით უნდა დაბალანსდეს, დასაშვები ნარჩენი არაბალანსირებულობაა:
Uთითო = (9549 × 6.3 × 100) / 3000 ≈ 2005 გ·სმ
ეს ნიშნავს, რომ ამ როტორისთვის G6.3-ის არდაჭარბებით დაშვებულია სრული ასიმეტრიული უბალანსობა დაახლოებით 2005 გ·მმ. პრაქტიკაში, ეს ნარჩენი უბალანსობა ნაწილდება კორექციის სიბრტყეებს შორის. ორსიბრტყიანი (დინამიკური) დაბალანსებისას, გამოთვლილი Uთითო იყოფა ბრუნვის ღერძის კონფიგურაციის შესაბამისად, თანაბრად ან პროპორციულად. ამგვარად, ბალანსირების ტექნიკოსი იღებს კონკრეტულ რიცხობრივ სამიზნე მაჩვენებელს მისაღწევად.
პრაქტიკული დაბალანსება და აღჭურვილობა
პრაქტიკაში საჭირო ბალანსირების ხარისხის მისაღწევად გამოიყენება სპეციალიზებული მოწყობილობები. საწარმოო პირობებში, როგორც წესი, გამოიყენება სტაციონარული ბალანსირების მანქანები, სადაც როტორი მბრუნდება და კორექტირდება, სანამ ნარჩენი არაბალანსი არ დაეცემა შერჩეული G-ხარისხის ნორმამდე.
თუმცა, საველე პირობებში (მაგ., როდესაც ვიბრაცია უკვე დამონტაჟებულ ვენტილატორში ან ტუმბოში ჩნდება), შეიძლება გამოყენებულ იქნას პორტატული საბალანსო ინსტრუმენტები. მაგალითად არის Balanset-1A მოწყობილობა — პორტატული ორარხიანი ვიბრომეტრ-ბალანსერი. ის უზრუნველყოფს ერთპლანიან ან ორპლანიან დინამიკურ დაბალანსებას პირდაპირ აღჭურვილობაზე ადგილზე (ადგილობრივ პირობებში, როტორის გარეშე).
ნახ. 1: პორტატული ვიბრომეტრი-ბალანსერი Balanset-1A, რომელიც ლეპტოპს აქვს შეერთებული. ეს კომპაქტური მოწყობილობა მოიცავს ელექტრონულ საზომ მოდულს, ორი ვიბრაციის სენსორსა და ლაზერულ ტახომეტრს, ხოლო მართვა და არათანაბრობის გამოთვლა PC პროგრამული უზრუნველყოფით სრულდება.
ნახ. 1: დაშვებების გაბალანსების გამოთვლის ფანჯარა Balanset-ის პროგრამაში. პროგრამა მოიცავს ჩაშენებულ კალკულატორს, რომელიც ავტომატურად ითვლის დაშვებულ ნარჩენ არაბალანსს ISO 1940-ის სტანდარტების მიხედვით, როტორის მასის, საექსპლუატაციო სიჩქარისა და არჩეული G-კლასის საფუძველზე.
მოწყობილობა უკაბელოდ უკავშირდება ლეპტოპს, სენსორებისა და ოპტიკური ტახომეტრის საშუალებით ზომავს ვიბრაციასა და არათანაბრობის ფაზას, რის შემდეგაც პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად გამოთვლის საჭირო საკორექციო წონებს. Balanset-1A-ს ფუნქციონალშია ISO 1940 (G-კლასები) სტანდარტის მიხედვით დასაშვები არათანაბრობის ავტომატური გამოთვლა — მოწყობილობა თავად განსაზღვრავს, ვიბრაციის რა დონემდე უნდა შემცირდეს, მაგალითად, G6.3 ან G2.5 კლასის მისაღწევად.
თანამედროვე დაბალანსების ხელსაწყოები, როგორიცაა Balanset-1A, საჭირო სიმეტრიის ხარისხის მიღწევას უფრო სწრაფსა და საიმედოს ხდის. სტანდარტული G-ხარისხის ტერმინოლოგიისა და ჩაშენებული დაშვებების გამოთვლების გამოყენებით, ინჟინრებმა და ტექნიკურმა სპეციალისტებმა ზუსტად იციან წარმატებული დაბალანსების კრიტერიუმები. ამგვარად, G-ხარისხების მეშვეობით დაბალანსების ხარისხის სტანდარტიზაციამ შესაძლებელი გახადა საერთო ენის ჩამოყალიბება იმის აღსაწერად, თუ რამდენად “რბილად” უნდა იმუშაოს კონკრეტულმა როტორმა, და ამ დონის ვიბრაციული საიმედოობის მიღწევა მსოფლიოში გასაგები და გადამოწმებადი მეთოდების გამოყენებით.
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 