ISO 1940-1: Mechaniniai virpesiai. Balanso kokybės reikalavimai rotoriams pastovioje (standžioje) būsenoje.
Santrauka
ISO 1940-1 yra vienas svarbiausių ir dažniausiai cituojamų standartų rotorių balansavimo srityje. Jame pateikiamas sistemingas rotorių klasifikavimo pagal tipą, tinkamo balansavimo kokybės lygio nustatymo ir konkretaus balansavimo tolerancijos apskaičiavimo metodas. Standarto esmė – Balanso kokybės įvertinimai (G įvertinimai), kuris leidžia gamintojams ir techninės priežiūros personalui standartizuotu būdu nurodyti ir patikrinti balansavimo darbo tikslumą. Šis standartas taikomas konkrečiai standūs rotoriai—tie, kurie nesilanksto ir nelinksta esant jų eksploatavimo greičiui.
Pastaba: šį standartą oficialiai pakeitė ISO 21940-11, tačiau jo principai ir G klasės sistema išlieka pagrindiniu standaus rotoriaus balansavimo pagrindu visame pasaulyje.
Turinys (koncepcinė struktūra)
Standartas yra sudarytas taip, kad padėtų vartotojui nustatyti leistiną liekamąjį disbalansą:
-
1. Taikymo sritis ir sritis:
Šiame pradiniame skyriuje nustatomos standarto ribos ir tikslas. Jame aiškiai nurodoma, kad jo taisyklės ir gairės taikomos rotoriai, kurie elgiasi standžiai visame jų veikimo greičio diapazone. Tai yra pagrindinė viso standarto prielaida; tai reiškia, kad rotorius nepatiria didelio lenkimo ar deformacijos dėl disbalanso jėgų. Taikymo sritis yra plati ir skirta aprėpti įvairias besisukančias mašinas visose pramonės šakose. Tačiau jame taip pat paaiškinama, kad tai yra bendrosios paskirties standartas ir tam tikroms specifinėms mašinų rūšims (pvz., aviacijos ir kosmoso dujų turbinoms) gali būti taikomi kiti, griežtesni standartai. Jame nustatomas tikslas: pateikti sistemingą balanso tolerancijų, kurios yra būtinos gamybos ir remonto kokybės kontrolei, nustatymo metodą.
-
2. Balansinės kokybės įvertinimai (G įvertinimai):
Šis skyrius yra standarto esmė. Jame pristatoma koncepcija Balanso kokybės įvertinimai (G įvertinimai) kaip būdą klasifikuoti skirtingų tipų mašinų balanso reikalavimus. G klasė apibrėžiama kaip specifinio disbalanso (ekscentriškumo, e) ir maksimalų eksploatacinį kampinį greitį (Ω), kur G = e × ΩŠi vertė rodo pastovų vibracijos greitį, kuris yra standartizuotas kokybės matas. Standarte pateikiama išsami lentelė, kurioje išvardyti įvairūs rotorių tipai (pvz., elektros varikliai, siurblių sparnuotės, ventiliatoriai, dujų turbinos, alkūniniai velenai) ir kiekvienam priskiriama rekomenduojama G klasė. Šios klasės pagrįstos dešimtmečių empiriniais duomenimis ir praktine patirtimi. Pavyzdžiui, standartiniam pramoniniam varikliui gali būti rekomenduojama G6.3 klasė, o tiksliam šlifavimo velenui reikėtų daug griežtesnės G1.0 arba G0.4 klasės. Mažesnis G skaičius visada reiškia griežtesnę, tikslesnę balanso paklaidą, o tai reiškia mažesnį leistiną liekamąjį disbalansą.
-
3. Leistinas liekamasis disbalansas skaičiuojant:
Šiame skyriuje pateikiamas esminis matematinis ryšys tarp teorinio G klasės ir praktinio, išmatuojamo tolerancijos lygio. Jame išsamiai aprašoma formulė leistinam specifiniam disbalansui apskaičiuoti (euž), kuris yra leistinas svorio centro poslinkis nuo sukimosi ašies. Formulė yra tiesiogiai išvesta iš G klasės apibrėžimo:
euž = G / Ω
Praktiniam naudojimui su įprastais inžineriniais vienetais standartas pateikia formulę:
euž [g·mm/kg] = (G [mm/s] × 9549) / n [aps./min.]
Kai leistinas specifinis disbalansas (euž) apskaičiuojamas, jis padauginamas iš rotoriaus masės (M) norint rasti bendrą leistiną likutinį disbalansą (Uuž) visam rotoriui: Uuž = euž × MŠi galutinė vertė, išreikšta tokiais vienetais kaip gramai milimetrai (g·mm), yra tikslinė vertė, kurią turi pasiekti balansavimo staklės operatorius. Rotorius laikomas subalansuotu, kai jo išmatuotas liekamasis disbalansas yra mažesnis už šią apskaičiuotą vertę.
-
4. Likutinio disbalanso paskirstymas korekcijos plokštumoms:
Šiame skyriuje aptariamas svarbiausias apskaičiuoto bendro leistino disbalanso paskirstymo etapas (Uuž) į konkrečius kiekvieno iš dviejų tolerancijos dydžius korekcijos plokštumosDviejų plokštumų balansas reikalingas abiem atvejais. statinis ir poros disbalansasStandarte pateikiamos šio paskirstymo formulės, kurios priklauso nuo rotoriaus geometrijos. Paprasto, simetriško rotoriaus atveju bendras disbalansas dažnai paskirstomas po lygiai tarp dviejų plokštumų. Tačiau sudėtingesnėms geometrijoms, tokioms kaip išsikišę rotoriai arba rotoriai, kurių svorio centras nėra centre tarp guolių, standartas pateikia specialias formules. Šiose formulėse atsižvelgiama į korekcijos plokštumų ir svorio centro atstumus nuo guolių, užtikrinant, kad kiekvienos plokštumos tolerancija būtų teisingai paskirstyta. Šis žingsnis yra gyvybiškai svarbus, nes balansavimo staklės disbalansą kiekvienoje plokštumoje matuoja atskirai; todėl operatoriui reikia konkrečios tikslinės vertės kiekvienai plokštumai (pvz., „Leistinas disbalansas I plokštumoje yra 15 g·mm, o II plokštumoje – 20 g·mm“).
-
5. Balansavimo klaidų šaltiniai:
Šis paskutinis skyrius yra praktinis vadovas, skirtas suprasti realius veiksnius, kurie gali pakenkti balansavimo darbo tikslumui, net ir tada, kai apskaičiuotas tikslus tolerancijos nuokrypis. Jame pabrėžiama, kad pasiekti tobulą balansą neįmanoma ir kad tikslas yra sumažinti likusį disbalansą iki lygio, mažesnio už apskaičiuotą tolerancijos nuokrypį. Standarte aptariami keli pagrindiniai klaidų šaltiniai, kuriuos reikia valdyti, įskaitant: paties balansavimo staklių kalibravimo klaidas; rotoriaus kakliukų arba tvirtinimo paviršių geometrinius defektus (bėgiojimą); įrankių, naudojamų rotoriui pritvirtinti prie staklių, padarytas klaidas (pvz., nesubalansuota velenas); ir eksploatacinius efektus, kurių nėra balansuojant mažu greičiu, pvz., šiluminį plėtimąsi arba aerodinamines jėgas. Šis skyrius yra labai svarbus kokybės kontrolės kontrolinis sąrašas, primenantis specialistui atsižvelgti į visą balansavimo procesą, o ne tik į galutinį skaičių staklių ekrane.
Pagrindinės sąvokos
- Standartizavimas: G klasės sistema suteikia universalią balansavimo kokybės apibrėžtį. Klientas gali nurodyti „balansą iki G6.3“, ir bet kuri balansavimo dirbtuvė pasaulyje tiksliai žinos, kokio tolerancijos lygio reikia.
- Greičio priklausomybė: Standartas aiškiai nurodo, kad balanso tolerancija labai priklauso nuo mašinos veikimo greičio. Greitesniam rotoriui reikalingas griežtesnis balansas (mažesnis leistinas liekamasis disbalansas), kad būtų sukurtas toks pat vibracijos lygis kaip ir lėtesniam rotoriui.
- Praktiškumas: Standartas pateikia patikrintą, praktišką sistemą, pagrįstą dešimtmečių empiriniais duomenimis, padedančią išvengti tiek nepakankamo balansavimo (dėl kurio atsiranda didelė vibracija), tiek per didelio balansavimo (kuris yra be reikalo brangus).