რა არის ISO 1940-1?

სწრაფი პასუხი

ISO 1940-1 (მექანიკური ვიბრაცია — ხისტ მდგომარეობაში მყოფი როტორების ბალანსის ხარისხის მოთხოვნები) განსაზღვრავს G-კლასის ბალანსის ხარისხის სისტემა ხისტი როტორებისთვის. ფორმულა Uთითო = (9 549 × G × M) / n ითვლის დასაშვებ ნარჩენ დისბალანსს 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 როტორი სახელოსნოს მანქანაზე 300–600 RPM-ზე დაბალანსდეს, ხოლო ექსპლუატაციაში 3 000+ RPM-ზე ტოლერანტობას აკმაყოფილებდეს.

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 (ვენტილატორისთვის სპეციფიკური BV კატეგორიები და ვიბრაციის ზღვრული მნიშვნელობები).

დისბალანსის სახეები

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

  • სტატიკური დისბალანსი: ინერციის ღერძი პარალელურია ბრუნვის ღერძისა, მაგრამ გადაადგილებულია. ერთჯერადი დაუბალანსებელი მასის ეკვივალენტი. კორექტირებადი ერთ სიბრტყეში. ტიპური მაგალითები: შკივები, ვიწრო კბილანები, ვენტილატორის იმპელერები (L/D < 0.5).
  • წყვილის დისბალანსი: ინერციის ღერძი გადის მასის ცენტრში, მაგრამ დახრილია. ჯამური ძალა ნულია, მაგრამ წყვილური მომენტი როტორს არწევს. საჭიროებს ორი სიბრტყე.
  • დინამიური დისბალანსი: ზოგადი შემთხვევა — სტატიკური და წყვილური დისბალანსის კომბინაცია. ინერციის ღერძი არც ბრუნვის ღერძის პარალელურია და არც მას კვეთს. საჭიროებს ორი სიბრტყე. რეალური როტორების უმეტესობას დინამიური დისბალანსი აქვს.

სპეციფიკური დისბალანსი (ექსცენტრულობა)

სპეციფიკური დისბალანსი
ე = უ / მ
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 (mm/s)
G 6.3 = მასის ცენტრი ≤ 6.3 mm/s სიჩქარით მოძრაობს | მიმდებარე კლასები 2.5-ჯერ განსხვავდება

დასაშვები ნარჩენი დისბალანსის გაანგარიშება

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 ტოლერანტობის ფორმულა
Uთითო = (9 549 × G × M) / n
Uთითო g·mm-ში | G = კლასი (mm/s) | M = როტორის მასა (kg) | n = ექსპლუატაციაში მაქსიმალური RPM | 9 549 = 60 000/(2π)
გამოთვლითი მაგალითი: ვენტილატორის როტორი, G 6.3

მოცემული: ცენტრიდანული ვენტილატორის იმპელერი, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6.3.

სულ: Uთითო = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm

ექსცენტრულობა: ეთითო = 8 021 / 200 = 40.1 მკმ

თითო სიბრტყეზე (სიმეტრიული, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm

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

ყოველთვის გამოიყენეთ მაქსიმალური მომსახურების სიჩქარე

ფორმულაში სიჩქარე უნდა იყოს ექსპლუატაციაში მაქსიმალური RPM — და არა საბალანსე მანქანის სიჩქარე. ბევრი როტორი 300–600 RPM-ზე ბალანსდება, მაგრამ ტოლერანტობა უნდა ეყრდნობოდეს რეალურ სამუშაო სიჩქარეს (მაგ., 1 480 RPM). საბალანსე მანქანის სიჩქარის გამოყენება სახიფათოდ შემსუბუქებულ ტოლერანტობებს იძლევა.

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 × (b / L)  |  Uმარჯვენა = Uთითო × (ა / ლ)
a = CoM-დან მარცხენა საკისრამდე | b = CoM-დან მარჯვენა საკისრამდე | L = a + b

ჩამოკიდებული როტორები

გადაკიდებული მასა ქმნის მოხრის მომენტს, რომელიც ორივე საკისარს ტვირთავს. საჭიროა მომენტზე დაფუძნებული ხელახალი გამოთვლა → როგორც წესი, გადაკიდებულ სიბრტყეზე გაცილებით მკაცრი ტოლერანტობაა. ეს დამახასიათებელია ტუმბოებისთვის, ერთსაფეხურიანი კომპრესორებისთვის და კონსოლური ვენტილატორის იმპელერებისთვის.

შეცდომები და გადამოწმება

შეცდომის წყაროები

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

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

აწყობის ეფექტები

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

გადამოწმების 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 ბალანსეტი-1ა 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. ბალანსეტ-4 ვრცელდება ოთხ არხამდე რთული მრავალსაკისრიანი როტორებისთვის.

დამუშავებული მაგალითები

შემთხვევა 1: ელექტროძრავა — G 6.3

როტორი: 15 kW, 1 460 RPM, 35 kg, სიმეტრიული საკისრებს შორის.

ტოლერანტობა: Uთითო = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plane.

R = 80 mm-ზე: 721 / 80 = 9.0 გ/სიბრტყე. საამქროში დაბალანსებული: ნარჩენი 180 g·mm. ✅

შემთხვევა 2: ტუმბო — გადაკიდებული იმპულერი, G 6.3

როტორი: ლილვი + იმპულერი 18 kg, 2 950 RPM. იმპულერი 6 kg, გადაკიდება 120 mm. საკისრებს შორის მანძილი 250 mm.

სულ: Uთითო = 367 g·mm. მომენტის განაწილება: წინა ≈ 202, უკანა ≈ 165 g·mm.

საველე პირობებში დაბალანსებული თან ბალანსეტი-1ა ერთსიბრტყიანი: 8.5 g 230°-ზე. საბოლოო: 95 g·mm. ✅

შემთხვევა 3: ტურბო-კომპრესორი — G 2.5

როტორი: 3-საფეხურიანი, 65 kg, 12 000 RPM. ოდნავ ასიმეტრიული.

ტოლერანტობა: Uთითო = 129 g·mm → 65/plane → R = 95 mm-ზე: 0.68 g/plane.

ქვეგრამიანი სიზუსტე → მხოლოდ საამქროს მაღალსიჩქარიან მანქანაზე. ინდექსის ტესტი: მანდრელის შეცდომა < 5 g·mm. საბოლოო: 28 g·mm/plane. ✅

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 კატეგორიები, დაბალანსების კლასები და ვიბრაციის ზღვრული მნიშვნელობები.
  • 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 Store-ში →

← დაბრუნება ტერმინთა ლექსიკონის ინდექსზე