ISO 1940-1 — Теңгерім сапасына қойылатын талаптар Қатты роторлар үшін
G-сынып теңгерім сапасы жүйесін анықтайтын негізгі халықаралық стандарт — G 0.4 (гироскоптар) мәнінен G 4000 (теңіз дизельдері) мәніне дейін. Қазіргі уақытта ISO 21940-11 стандартына енгізілген; G-сынып мәндері мен әдістемесі өзгеріссіз сақталған.
Рұқсат етілген қалдық дисбаланс
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — ротор деректерін енгізіңіз, U мәнін алыңызper
Нәтижелер — ISO 1940-1
Рұқсат етілген қалдық дисбаланс
рұқсат етілген дисбалансты есептеу үшін
G-дәрежесі балансировка сапасының сыныптары
Көрші сыныптар арасындағы коэффициенті 2,5 болатын логарифмдік шкала — ультрадәл G 0.4-тен теңіз G 4000-ға дейін
| G-Grade | e·ω (mm/s) | Ротор түрлерінің мысалдары | Notes |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Гироскоптар, дәлдік шпиндельдері, оптикалық дискілердің жетектері | Дәстүрлі балансировканың шекті мүмкіндігіне жақын |
| G 1.0 | 1.0 | Тегістеу шпиндель жетектері, таспалы жазу құрылғылары, шағын дәлдік якорьлары | Ультратаза жұмыс жағдайларын талап етеді |
| G 2.5 | 2.5 | Газ & бу турбиналары, турбогенераторлар, турбокомпрессорлар, жоғары жылдамдықты электр қозғалтқыштары | Мерзімінен бұрын мойынтіректердің зақымдалуын болдырмайды |
| G 6.3 | 6.3 | Желдеткіштер, сорғылар, маховиктер, электр қозғалтқыштары, металл кесу станоктары, қағаз цилиндрлері | Ең кең тараған — стандартты сынып |
| G 16 | 16 | Кардандық біліктер (арнайы), ауыл шаруашылығы машиналары, ұнтақтауыштар, кен желдеткіштері | Ауыр жүктемелер, қатаң жағдайлар |
| G 40 | 40 | Автомобиль дөңгелектері мен жиектері, кардандық біліктер (стандартты), баяу айналатын желдеткіштер | Шина вариациясы басым рөл атқарады |
| G 100 | 100 | Автомобиль, жүк көлігі, локомотивтің толық қозғалтқыштары | Ішкі жану қозғалтқыштары жиынтық күйінде |
| G 250 | 250 | Жоғары жылдамдықты дизельдік қозғалтқыштардың иінді біліктері | Component-level |
| G 630 | 630 | Үлкен 4 тактілі қозғалтқыштардың иінді біліктері, серпімді тіректердегі теңіз дизельдері | Баяу айналатын, ірі поршендік машиналар |
| G 1600 | 1600 | Үлкен 2 тактілі қозғалтқыштардың иінді біліктері | Өте баяу, жаппай іргетастар |
| G 4000 | 4000 | Қатты іргетастардағы теңіз дизельдерінің баяу жылдамдықтағы иінді біліктері | Ең жеңіл талаптар |
| Rotor Type | Mass (kg) | RPM | G | Uper (g·mm) | Per Plane | eper (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Small motor | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| HVAC fan | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Pump impeller | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbo-compressor | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Paper roll | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Электр станциясының желдеткіші | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Тас жону шпиндельі | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Car wheel | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
| Rotor Type | Allocation | Formula | Notes |
|---|---|---|---|
| Symmetric | Equal split | UL=UR=Uper/2 | Ең қарапайым жағдай. Электр қозғалтқыштары, кейбір желдеткіштер. |
| Тіректер арасындағы асимметриялық ротор | Proportional | UL=Uper·(b/L) | Ең кең тараған әдіс. |
| Консольдік (ілулі) ротор | Moment-based | Statics eqns | Консольдік балансировкалау жазықтығында қатаңырақ рұқсат қателіктері. |
| Тар (жазықтықтар жақын) | Статикалық және момент теңгерімсіздігін бөлек жою | ISO 21940-12 бойынша | Тербелістің әртүрлі әсерлері. |
ISO 1940-1 дегеніміз не?
ISO 1940-1 (Механикалық тербеліс — тұрақты (қатаң) күйдегі роторлардың теңгерім сапасына қойылатын талаптар) defines the G-деңгей теңгерім сапасы жүйесі қатаң роторлар үшін. Формула Uper = (9 549 × G × M) / n рұқсат етілген қалдық теңгерімсіздікті есептейді unbalance. Орнын басқан стандарт — ISO 21940-11:2016 бірдей мәндермен. Өнеркәсіптік жабдықтар үшін әдепкі деңгей: G 6.3.
ISO 1940-1 — бүкіл әлемде ротор теңгерімінің негізгі құжаты. Оның G-деңгей жүйесі теңгерім саласының де-факто тіліне айналған: "G 6.3 деңгейіне дейін теңгерімдеу" деген тіркесті дүние жүзіндегі кез келген маман түсінеді. Стандарт кішкентай дәлдік ұршықтардан бастап үлкен иінді біліктерге дейінгі қатаң роторларды қамтып, теңгерім сапасын белгілеу, есептеу және тексеру үшін әмбебап негіз береді.
Стандарт тек rigid роторларға қолданылады — жұмыс жылдамдықтары ауқымында центрден тепкіш күштердің әсерінен серпімді деформациялары елеусіз болатын роторларға. Икемді роторлар (бірінші иілу критикалық жылдамдығынан жоғары жұмыс жасайтын) ISO 21940-12 стандартымен реттеледі.
Қатаң ротор тұжырымдамасы
Ротор қатаң деп жіктеледі, егер оның масса таралуы нөлден максималды жұмыс жылдамдығына дейінгі ауқымда айтарлықтай өзгермесе. Басты салдары: теңгерімдеу станогында төмен жылдамдықта теңгерімделген ротор жұмыс жылдамдығында да теңгерімді күйде қалады. Бұл шеберханалық станокта 300–600 айн/мин жылдамдықта теңгерімдеп, жұмыс кезінде 3 000+ айн/мин жылдамдықта қажетті рұқсаттарды сақтауға мүмкіндік береді.
Егер ротор сыни аймақтан жоғары режимде (бірінші иілу critical speed) or near resonance, иілу тиімді масса таралуын өзгертеді және төмен жылдамдықтағы теңгерімдеу жоғары жылдамдықта тиімсіз болуы мүмкін. Мұндай роторлар икемді ретінде жіктеледі.
Геометриясы өзгеретін роторлар (шарнирлі біліктер, тікұшақ қалақтары). Ротор–тіреу–іргетас жүйелеріндегі резонанс. Масса бөлінісіне байланысты емес аэродинамикалық және гидродинамикалық күштер. Желдеткіштерге қатысты нақтырақ ақпарат алу үшін қараңыз ISO 14694 (fan-specific BV categories and vibration limits).
Тепе-теңсіздік түрлері
Unbalance = ротордың инерция осі ≠ айналу осі. Векторлық түрде: U = m × r (г·мм). ISO 1940-1 бойынша үш түрге жіктеледі:
- Статикалық дисбалан: Инерция осі айналу осіне параллель, бірақ жылжыған. Бір теңгерімсіз масса эквиваленті. Түзетуге болады: one plane. Типтік: қайрауыштар, тар берілістер, желдеткіш жетектері (L/D < 0,5).
- Момент тепе-теңсіздігі: Инерция осі масса орталығынан өтеді, бірақ еңкейген. Жалпы күш нөл, алайда момент (жұп күш) ротордыескертеді. Қажет: two planes.
- Динамикалық дисбаланс: Жалпы жағдай — статикалық және момент тепе-теңсіздіктерінің қосындысы. Инерция осі айналу осіне параллель де, қиылысатын да емес. Қажет: two planes. Нақты роторлардың көпшілігінде динамикалық тепе-теңсіздік болады.
Меншікті балансталмау (эксцентриситет)
G-дәрежесі мына көбейтінді ретінде анықталады: e × ω (мм/с) — ротор масса орталығының айналу осін орбитамен айналу сызықтық жылдамдығы. Бұл жалғыз сан ротор өлшемі мен айналу жиілігінен тәуелсіз теңгерім сапасын сипаттайды.
G-Дәреже жүйесі — физикалық негіз
Масса ұқсастығы
Геометриялық ұқсас роторлар үшін: Uper ∝ M → меншікті тепе-теңсіздік eper тұрақты болуы керек. Барлық өлшемдерге бірыңғай стандарт қолданылады.
Жылдамдық ұқсастығы
Centrifugal force F = M·e·ω². To maintain acceptable bearing loads at different speeds, eper ω өскен сайын азаюы тиіс:
Рұқсат етілген қалдық теңгерімсіздікті есептеу
Given: Centrifugal fan impeller, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6.3.
Total: Uper = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm
Eccentricity: eper = 8 021 / 200 = 40.1 µm
Әрбір түзету жазықтығына (симметриялы, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm
At R = 400 mm: 4 011 / 400 = Әрбір түзету жазықтығына 10.0 г
Формуладағы жылдамдық қызмет кезіндегі ең жоғары айн/мин болуы тиіс — баланстау станогының жылдамдығы емес. Көптеген роторлар 300–600 айн/мин жылдамдықта баланстайды, бірақ рұқсат нақты жұмыс жылдамдығы бойынша есептелуі керек (мысалы, 1 480 айн/мин). Баланстау станогының жылдамдығын пайдалану қауіпті түрде тым жеңіл рұқсатқа әкеледі.
Түзету жазықтықтарына бөлу
Uper ротордың масса орталығына қатысты. Іс жүзінде екі жазықтықта (подшипниктерге жақын) баланстаңыз. 7-тараудың ережелері:
Симметриялы роторлар
МО ортасында → тең: UL = UR = Uper / 2.
Подшипниктер арасындағы асимметриялы ротор
Консольды орналасқан роторлар
Консольды масса екі подшипникке де иілу моментін тудырады. Момент негізінде қайта есептеу қажет → консольды жазықтықтағы рұқсат әдетте айтарлықтай қатаң. Сорғылар, бір сатылы компрессорлар, консольды орналасқан желдеткіш крыльчаткалары үшін тән жағдай.
Қателер және тексеру
Error Sources
- Systematic: Жабдықты калибрлеудің ауытқуы, орталықтан шыққан оправкалар, шпонка пазының әсері (ISO 8821), жылу деформациясы.
- Random: Сенсор шуы, тіреу ойнақтығы, ротор орнатылуының өзгеруі.
Жалпы қате рұқсат етілген шамадан 10–15%-дан аспауы тиіс. Егер асса, жұмыс рұқсатын тиісінше қатайту керек.
Жинақтаудың әсері
Бөлшектерді теңгеру ≠ жинақтауды теңгеру. Муфта эксцентриситеті, радиалды соғу, қалтырайтын бекітпелер — бұлардың барлығы бөлшектер теңгерудегі нәтижені жоққа шығаруы мүмкін. Жинақталған роторды соңғы реттеу арқылы теңгеріңіз.
Тексеру әдістері
- Index test: Роторды дорнда 180° бұрып, қайта өлшеңіз. Өзгеріс болса — бекіткіш жабдықтың қатесі.
- Сынақ салмағын тексеру: Белгілі массаны қосып, өлшенген вектор өзгерісі күтілгенге сәйкес келетінін тексеріңіз.
- Field check: Мынаған сәйкес мойынтіректердегі тербелісті өлшеңіз ISO 10816.
The Балансет-1А ISO 1940-1 стандартын автоматтандырады: массаны, жылдамдықты, G дәрежесін енгізіңіз → лездік Uper with automatic plane allocation. After balancing, compares residual vs. limit. The F6 Reports function generates a formal protocol documenting the achieved G-grade. Accuracy ±5% velocity, ±1° phase — sufficient for G 16 through G 2.5. The Баланс-4 күрделі көп мойынтіректі роторлар үшін төрт каналға дейін кеңейтіледі.
Есептеу мысалдары
Rotor: 15 кВт, 1 460 айн/мин, 35 кг, мойынтіректер арасы симметриялы.
Tolerance: Uper = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plane.
At R = 80 mm: 721 / 80 = 9.0 g/plane. Цехта теңгерілді: қалдық 180 г·мм. ✅
Rotor: Біліктің + дөңгелек қалақшаның массасы 18 кг, 2 950 айн/мин. Дөңгелек қалақша 6 кг, 120 мм шығып тұр. Мойынтіректер аралығы 250 мм.
Total: Uper = 367 g·mm. Moment allocation: front ≈ 202, rear ≈ 165 g·mm.
Field balanced with Балансет-1А single-plane: 8.5 g at 230°. Final: 95 g·mm. ✅
Rotor: 3 сатылы, 65 кг, 12 000 айн/мин. Сәл асимметриялы.
Tolerance: Uper = 129 g·mm → 65/plane → at R = 95 mm: 0.68 g/plane.
Sub-gram precision → shop high-speed machine only. Index test: mandrel error < 5 g·mm. Final: 28 g·mm/plane. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- G дәрежесінің мәндері, формулалары, қолдану кестелері — identical. Техникалық өзгерістер жоқ.
- ISO 21940 сериясы: 11-бөлім (сапа), 12-бөлім (икемді роторлар), 14-бөлім (рәсімдер), 21-бөлім (сипаттамалар), 31-бөлім (сезімталдық), 32-бөлім (шпонкалар).
- Екі белгілеу де тәжірибеде бірін-бірі алмастыра қолданылады.
- ISO 14694 BV санаттары тікелей G-дәрежелерге сілтеме жасайды.
Байланысты стандарттар
- ISO 21940-11: Осы стандарт — G-дәреже жүйесі.
- ISO 21940-12: Икемді роторларды теңгеру.
- ISO 10816 / ISO 20816: Діріл бағалауы — теңгеру сапасының пайдалану нәтижесі.
- ISO 14694: Fan-specific BV categories, balance grades and vibration limits.
- ISO 8821: Шпонка ойығының әсері (жартылай шпонка конвенциясы).
- API 610 / API 617: ISO 1940-ға сілтеме жасайтын мұнай сорғылары/компрессорлары.
Ресми стандарт: ISO Store дүкеніндегі ISO 1940-1 →
Жиі қойылатын сұрақтар — ISO 1940-1
Қатаң роторлар үшін G-деңгейлік теңгерімдеу сапасы жүйесі
Байланысты глоссарий мақалалары
ISO 1940-1 бойынша теңгерімдеу — жергілікті жағдайда
Vibromera портативті теңгерімдеу құрылғылары кірістірілген ISO 1940 допуск калькуляторларымен, жазықтықтарды автоматты бөлу функциясымен және қол жеткізілген G-дәрежесін куәландыратын ресми теңгерімдеу хаттамаларымен жабдықталған.
Теңестіру жабдықтарын қарау →
