რა არის ISO 1940-1?

სწრაფი პასუხი

ISO 1940-1 (მექანიკური ვიბრაცია — როტორების დაბალანსებული ხარისხის მოთხოვნები მუდმივ (მყარ) მდგომარეობაში) განსაზღვრავს G-კლასის ბალანსის ხარისხის სისტემა ხისტი როტორებისთვის. ფორმულა Uთითო = (9 549 × G × M) / n ითვლის დასაშვებ ნარჩენებს დისბალანსი. ჩანაცვლებულია ISO 21940-11:2016 იდენტური მნიშვნელობებით. სამრეწველო დანადგარების სტანდარტული კლასი: G 6.3.

ISO 1940-1 მსოფლიო მასშტაბით როტორების ბალანსირების ფუნდამენტური დოკუმენტია. მისი G-კლასის სისტემა ბალანსირების დე-ფაქტო ენაა: "ბალანსირება G 6.3-მდე" მსოფლიო მასშტაბით ყველა სპეციალისტისთვის გასაგებია. სტანდარტი მოიცავს ხისტ როტორებს პაწაწინა ზუსტი შპინდელებიდან დაწყებული მასიური მუხლა ლილვებით დამთავრებული, რაც უნივერსალურ ჩარჩოს ქმნის ბალანსირების ხარისხის დაზუსტების, გამოთვლისა და დადასტურებისთვის.

სტანდარტი ვრცელდება მხოლოდ ხისტი როტორები — რომელთა ელასტიური დეფორმაციები ცენტრიდანული ძალების ზემოქმედების ქვეშ უმნიშვნელოა სამუშაო სიჩქარის დიაპაზონში. მოქნილი როტორები (რომლებიც მუშაობენ პირველი მოხრის კრიტიკული სიჩქარის ზემოთ) ISO 21940-12 სტანდარტით რეგულირდება.

ხისტი როტორის კონცეფცია

როტორი კლასიფიცირდება, როგორც ხისტი, თუ მისი მასის განაწილება მნიშვნელოვნად არ იცვლება სიჩქარის ნულიდან მაქსიმალურ სამუშაო სიჩქარემდე ცვალებადობისას. ძირითადი შედეგი: დაბალანსების მანქანაზე დაბალი სიჩქარით დაბალანსებული როტორი დაბალანსებული რჩება მისი მუშაობის სიჩქარით. ეს საშუალებას იძლევა დაბალანსდეს 300–600 ბრ/წთ-ზე სახელოსნოს მანქანაზე, ხოლო ტოლერანტობის დაკმაყოფილება 3000+ ბრ/წთ-ზე მომსახურების დროს.

თუ როტორი მუშაობს ზეკრიტიკულ რეგიონში (პირველი მოხრის ზემოთ კრიტიკული სიჩქარე) ან მის მახლობლად რეზონანსი, გადახრები ცვლის მასის ეფექტურ განაწილებას და დაბალი სიჩქარის დაბალანსება შეიძლება არაეფექტური იყოს მაღალი სიჩქარით. ასეთი როტორები კლასიფიცირდება, როგორც მოქნილი.

რას არ მოიცავს ISO 1940-1

როტორები ცვალებადი გეომეტრიით (შეერთებული ლილვები, ვერტმფრენის პირები). რეზონანსი როტორ-საყრდენი-საძირკვლის სისტემებში. აეროდინამიკური და ჰიდროდინამიკური ძალები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული მასის განაწილებასთან. კონკრეტულად ვენტილატორებისთვის იხ. ISO 14694 (BV/FV კატეგორიები).

დისბალანსის სახეები

დისბალანსი = როტორის ინერციის ღერძი ≠ ბრუნვის ღერძი. ვექტორული ფორმით: U = m × r (გ·მმ). ISO 1940-1 კლასიფიცირებს სამ ტიპს:

  • სტატიკური დისბალანსი: ინერციის ღერძი პარალელურია ბრუნვის ღერძისა, მაგრამ გადაადგილებულია. ერთჯერადი დაუბალანსებელი მასის ეკვივალენტი. კორექტირებადი ერთი თვითმფრინავი. ტიპიური: ბორბლები, ვიწრო გადაცემათა კოლოფები, ვენტილატორის იმპელერები (L/D < 0.5).
  • წყვილის დისბალანსი: ინერციის ღერძი გადის მასის ცენტრში, მაგრამ დახრილია. ჯამური ძალა ნულია, მაგრამ წყვილი (წყვილი) როტორს აძრავებს. საჭიროებს ორი თვითმფრინავი.
  • დინამიური დისბალანსი: ზოგადი შემთხვევა — სტატიკური + წყვილი კომბინირებული. ინერციის ღერძი არც ბრუნვის ღერძის პარალელურია და არც გადამკვეთი. საჭიროებს ორი თვითმფრინავი. რეალური როტორების უმეტესობას დინამიური დისბალანსი აქვს.

სპეციფიკური დისბალანსი (ექსცენტრულობა)

სპეციფიკური დისბალანსი
e = U / M
e µm-ში (g·mm/kg) | U = დისბალანსი (g·mm) | M = როტორის მასა (კგ) — მასის ცენტრის გადაადგილება ბრუნვის ღერძიდან

G-კლასი განისაზღვრება, როგორც პროდუქტი e × ω (მმ/წმ) — როტორის მასის ცენტრის წრფივი სიჩქარე ბრუნვის ღერძის გარშემო. ეს ერთი რიცხვი ახასიათებს ბალანსის ხარისხს როტორის ზომისა და სიჩქარისგან დამოუკიდებლად.

G-კლასის სისტემა — ფიზიკური საფუძველი

მასის მსგავსება

გეომეტრიულად მსგავსი როტორებისთვის: Uთითო ∝ M → სპეციფიკური დისბალანსი eთითო უნდა იყოს მუდმივი. ერთი სტანდარტი ვრცელდება ყველა ზომაზე.

სიჩქარის მსგავსება

ცენტრიდანული ძალა F = M·e·ω². სხვადასხვა სიჩქარით საკისრების მისაღები დატვირთვების შესანარჩუნებლად, eთითო ω-ს ზრდასთან ერთად უნდა შემცირდეს:

G-კლასის განმარტება
G = eთითო × ω = მუდმივი (მმ/წმ)
G 6.3 = მასის ცენტრის ორბიტები ≤ 6.3 მმ/წმ სიჩქარით | მიმდებარე გრადუსები განსხვავდება 2.5 ფაქტორით

დასაშვები ნარჩენი დისბალანსის გაანგარიშება

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 ტოლერანტობის ფორმულა
Uთითო = (9 549 × G × M) / n
Uთითო გ·მმ-ში | G = დახრილობა (მმ/წმ) | M = როტორის მასა (კგ) | n = მაქსიმალური ბრუნი წუთში | 9 549 = 60 000/(2π)
დამუშავებული მაგალითი: ვენტილატორის როტორი, G 6.3

მოცემული: ცენტრიდანული ვენტილატორის იმპულერი, M = 200 კგ, n = 1 500 ბრ/წთ, G 6.3.

სულ: Uთითო = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 გ·მმ

ექსცენტრულობა: ეთითო = 8 021 / 200 = 40.1 მკმ

თითო სიბრტყეზე (სიმეტრიული, 2): 8 021 / 2 = 4 011 გ·მმ

R = 400 მმ-ზე: 4 011 / 400 = 10.0 გ თითო სიბრტყეზე

ყოველთვის გამოიყენეთ მაქსიმალური მომსახურების სიჩქარე

ფორმულაში მოცემული სიჩქარე უნდა იყოს მომსახურების დროს მაქსიმალური ბრუნვის სიჩქარე — არა მანქანის დაბალანსების სიჩქარე. ბევრი როტორი დაბალანსებულია 300–600 ბრუნვის სიჩქარით, მაგრამ ტოლერანტობა უნდა იყენებდეს ფაქტობრივ მომსახურების სიჩქარეს (მაგ. 1480 ბრუნვის სიჩქარე). მანქანის დაბალანსების სიჩქარის გამოყენება იწვევს სახიფათოდ ფხვიერ ტოლერანტობებს.

კორექციის სიბრტყეებზე განაწილება

Uთითო როტორის მასის ცენტრს ეხება. პრაქტიკაში, ბალანსი ორ სიბრტყეში (საკისრებთან ახლოს). მე-7 თავის წესები:

სიმეტრიული როტორები

CoM შუა წერტილში → ტოლია: Uლ = Uრ = Uთითო / 2.

ასიმეტრიული საკისრებს შორის

ასიმეტრიული განაწილება
Uმარცხნივ = Uთითო × (ბ / ლ) | უმარჯვენა = Uთითო × (ა / ლ)
a = CoM მარცხენა საკისარზე | b = CoM მარჯვენა საკისარზე | L = a + b

ჩამოკიდებული როტორები

გადმოკიდებული მასა ქმნის მოხრის მომენტს ორივე საკისრის დატვირთვაზე. საჭიროა მომენტზე დაფუძნებული ხელახალი გამოთვლა → როგორც წესი, გადმოკიდებულ სიბრტყეზე გაცილებით მკაცრი ტოლერანტობაა. ეს დამახასიათებელია ტუმბოებისთვის, ერთსაფეხურიანი კომპრესორებისთვის, კონსოლური ვენტილატორის იმპულსებისთვის.

შეცდომები და დადასტურება

შეცდომის წყაროები

  • სისტემატური: მანქანის კალიბრაციის დრიფტი, ექსცენტრიული მანდრები, საკვანძო ეფექტები (ISO 8821), თერმული დისტორსია.
  • შემთხვევითი: სენსორის ხმაური, საყრდენის თამაში, როტორის განლაგების ვარიაცია.

საერთო შეცდომა არ უნდა აღემატებოდეს ტოლერანტობას 10–15%. თუ უფრო დიდია, შესაბამისად გამკაცრეთ სამუშაო ტოლერანტობა.

ასამბლეის ეფექტები

კომპონენტების დაბალანსება ≠ აწყობის ბალანსირება. შეერთების ექსცენტრულობამ, რადიალურმა გადახრამ, ფხვიერმა მორგებამ შეიძლება გააუქმოს კომპონენტების მუშაობა. აწყობილი როტორის მორთვით დაბალანსება.

ვერიფიკაციის მეთოდები

  • ინდექსის ტესტი: როტორი 180°-ით მოატრიალეთ მანდრელზე, ხელახლა გაზომეთ. შეცვლა = სამაგრი შეცდომაა.
  • საცდელი წონის ტესტი: დაამატეთ ცნობილი მასა, დაადასტურეთ, რომ გაზომილი ვექტორის ცვლილება ემთხვევა მოლოდინს.
  • ადგილზე შემოწმება: საკისრებზე ვიბრაციის გაზომვა თითო ISO 10816.
Balanset-1A: ჩაშენებული ISO 1940-1 შესაბამისობა

The Balanset-1A ავტომატიზირებს ISO 1940-1-ს: შეიყვანეთ მასა, სიჩქარე, G-კლასი → მყისიერი Uთითო ავტომატური სიბრტყის განაწილებით. დაბალანსების შემდეგ, ნარჩენს ზღვრულთან ადარებს. F6 Reports ფუნქცია წარმოქმნის ფორმალურ პროტოკოლს, რომელიც ადასტურებს მიღწეულ G-კლასს. სიზუსტე ±5% სიჩქარე, ±1° ფაზა — საკმარისია G 16-დან G 2.5-მდე. Balanset-4 ვრცელდება ოთხ არხამდე რთული მრავალსაკისრიანი როტორებისთვის.

დამუშავებული მაგალითები

შემთხვევა 1: ელექტროძრავა — G 6.3

როტორი: 15 კვტ, 1 460 ბრ/წთ, 35 კგ, სიმეტრიული საკისრებს შორის.

ტოლერანტობა: Uთითო = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 გ·მმ → 721/თვითმფრინავი.

R = 80 მმ-ზე: 721 / 80 = 9.0 გ/სიბრტყე. მაღაზიაში დაბალანსებული: 180 გ·მმ ნარჩენი. ✅

შემთხვევა 2: ტუმბო — გადაკიდებული იმპულერი, G 6.3

როტორი: ლილვი + იმპულერი 18 კგ, 2 950 ბრ/წთ. იმპულერი 6 კგ, ჩამოკიდებული სიმაღლე 120 მმ. საკისრის სიგრძე 250 მმ.

სულ: Uთითო = 367 გ·მმ. მომენტის განაწილება: წინა ≈ 202, უკანა ≈ 165 გ·მმ.

დაბალანსებული ველი თან Balanset-1A ერთსიბრტყე: 8.5 გ 230°-ზე. საბოლოო: 95 გ·მმ. ✅

შემთხვევა 3: ტურბო-კომპრესორი — G 2.5

როტორი: 3-საფეხურიანი, 65 კგ, 12 000 ბრ/წთ. ოდნავ ასიმეტრიული.

ტოლერანტობა: Uთითო = 129 გ·მმ → 65/სიბრტყე → R = 95 მმ-ზე: 0.68 გ/სიბრტყე.

ქვეგრამის სიზუსტე → მხოლოდ სახელოსნოს მაღალსიჩქარიანი მანქანა. ინდექსის ტესტი: მანდრელის შეცდომა < 5 გ·მმ. საბოლოო: 28 გ·მმ/სიბრტყე. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

  • G-კლასის მნიშვნელობები, ფორმულები, გამოყენების ცხრილები — იდენტური. ტექნიკური ცვლილებები არ არის.
  • ISO 21940 სერია: ნაწილი 11 (ხარისხი), ნაწილი 12 (მოქნილი), ნაწილი 14 (პროცედურები), ნაწილი 21 (აღწერილობები), ნაწილი 31 (მგრძნობელობა), ნაწილი 32 (გასაღები).
  • ორივე აღნიშვნა პრაქტიკაში ურთიერთშემცვლელად გამოიყენება.
  • ISO 14694 BV კატეგორიები პირდაპირ მიუთითებს G-კლასებზე.
  • ISO 21940-11: ეს სტანდარტი G-კლასის სისტემაა.
  • ISO 21940-12: მოქნილი როტორის დაბალანსება.
  • ISO 10816 / ISO 20816: ვიბრაციის შეფასება — ბალანსის ხარისხის ოპერატიული შედეგი.
  • ISO 14694: ვენტილატორისთვის სპეციფიკური BV/FV კატეგორიები → G-კლასები.
  • ISO 8821: საკვანძო გზის გავლენა (ნახევრად გასაღების კონვენცია).
  • API 610 / API 617: ISO 1940 სტანდარტის მიხედვით ნავთობის ტუმბოები/კომპრესორები.

ოფიციალური სტანდარტი: ISO 1940-1 ISO მაღაზიაში →

← დაბრუნება ტერმინთა ლექსიკონის ინდექსზე