ISO 1940-1. Balanso kokybės reikalavimai standiesiems rotoriams
Pagrindinis tarptautinis standartas, apibrėžiantis G klasės balanso kokybės sistemą - nuo G 0,4 (giroskopai) iki G 4000 (laivų dyzeliai). Dabar jis įtrauktas į ISO 21940-11, kuriame nustatytos identiškos G klasės vertės ir metodika.
Leistinas liekamasis disbalansas
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - įveskite rotoriaus duomenis, gaukite Uuž
Rezultatai - ISO 1940-1
Leistinas liekamasis disbalansas
apskaičiuoti leistiną nuokrypį
G klasės balanso kokybės klasės
Logaritminė skalė su 2,5 koeficientu tarp gretimų klasių - nuo itin tikslaus G 0,4 iki jūrinio G 4000
| G klasės | e-ω (mm/s) | Tipiniai rotorių tipai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Giroskopai, tikslieji sukiniai, optinių diskų įrenginiai | Netoli įprastinio balansavimo ribos |
| G 1.0 | 1.0 | Šlifavimo velenų pavaros, juostiniai magnetofonai, mažo tikslumo armatūros | Reikalingos itin švarios sąlygos |
| G 2.5 | 2.5 | Dujų ir garo turbinos, turbogeneratoriai, turbokompresoriai, greitaeigiai varikliai | Apsaugo nuo ankstyvo guolių pažeidimo |
| G 6.3 | 6.3 | Ventiliatoriai, siurbliai, smagračiai, elektros varikliai, staklės, popieriaus ritiniai | Dažniausiai pasitaikantis - numatytasis lygis |
| G 16 | 16 | Kardaniniai velenai (specialūs), žemės ūkio mašinos, smulkintuvai, kasyklų ventiliatoriai | Didelės apkrovos, sunkiomis sąlygomis |
| G 40 | 40 | Automobilių ratai ir ratlankiai, kardaniniai velenai (standartiniai), lėtaeigiai ventiliatoriai | Dominuoja padangų skirtumai |
| G 100 | 100 | Sukomplektuoti automobilių, sunkvežimių, lokomotyvų varikliai | IC varikliai kaip mazgai |
| G 250 | 250 | Greitaeigių dyzelinių variklių alkūniniai velenai | Komponentų lygmens |
| G 630 | 630 | Didelių 4 taktų variklių alkūniniai velenai, laivų dyzeliai ant elastingų laikiklių | Didelis mažo greičio stūmoklinis |
| G 1600 | 1600 | Didelių dvitakčių variklių alkūniniai velenai | Labai lėti, masyvūs pamatai |
| G 4000 | 4000 | Mažo greičio laivų dyzelinių variklių alkūniniai velenai ant standžių pamatų | Laisviausi reikalavimai |
| Rotoriaus tipas | Masė (kg) | RPM | G | Uuž (g-mm) | Vienai plokštumai | euž (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mažas variklis | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| ŠVOK ventiliatorius | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Siurblio sparnuotė | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbokompresorius | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Popieriaus ritinys | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Jėgainės ventiliatorius | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Šlifavimo sukinys | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Automobilio ratas | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
| Rotoriaus tipas | Paskirstymas | Formulė | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Simetrinis | Vienodas padalijimas | UL=UR=Uuž/2 | Paprasčiausias atvejis. Varikliai, kai kurie ventiliatoriai. |
| Asimetrinis tarpatramis | Proporcingas | UL=Uuž·(b/L) | Labiausiai paplitęs būdas. |
| Pakabinamas (konsolinis) | Momentais pagrįstas | Statikos lygtys | Griežtesnės tolerancijos išsikišusioje plokštumoje. |
| Siaura (plokštumos arti) | Atskiras statinis + porinis | Pagal ISO 21940-12 | Skirtingas vibracijos poveikis. |
Kas yra ISO 1940-1?
ISO 1940-1 (Mechaninė vibracija - pastovios (standžios) būsenos rotorių balanso kokybės reikalavimai) apibrėžia G klasės balanso kokybės sistema standiesiems rotoriams. Formulė Uuž = (9 549 × G × M) / n apskaičiuoja leistiną likutį disbalansas. Pakeitė ISO 21940-11:2016 su vienodomis vertėmis. Numatytoji pramoninių mašinų klasė: G 6.3.
ISO 1940-1 yra pagrindinis rotorių balansavimo dokumentas visame pasaulyje. Jo G klasės sistema yra faktinė balansavimo kalba: "balansavimas pagal G 6.3" suprantamas kiekvienam specialistui visame pasaulyje. Standartas taikomas standiesiems rotoriams - nuo mažų tikslių velenų iki masyvių alkūninių velenų - ir yra universali balansavimo kokybės specifikavimo, skaičiavimo ir tikrinimo sistema.
Standartas taikomas tik standus rotoriai - tokie, kurių tampriosios deformacijos, veikiamos išcentrinių jėgų, yra nereikšmingos visame darbinio greičio diapazone. Lankstiesiems rotoriams (veikiantiems didesniu nei pirmasis lenkimo kritinis greitis) taikomas ISO 21940-12 standartas.
Standžiojo rotoriaus koncepcija
Rotorius laikomas standžiu, jei jo masės pasiskirstymas labai nesikeičia, kai greitis kinta nuo nulio iki didžiausio darbinio greičio. Pagrindinė pasekmė: rotorius, balansavimo staklėse subalansuotas nedideliu sūkių dažniu, išlieka subalansuotas esant darbiniam sūkių dažniui. Tai leidžia balansuoti dirbtuvėse dirbant 300-600 aps/min. greičiu, o eksploatuojant laikytis leistinų nuokrypių esant 3 000+ aps/min.
Jei rotorius veikia superkritinėje srityje (virš pirmojo lenkimo kritinis greitis) arba šalia rezonansas, nuokrypiai keičia efektyvųjį masės pasiskirstymą, todėl mažo greičio balansavimas gali būti neveiksmingas esant dideliam greičiui. Tokie rotoriai priskiriami prie lanksčiųjų.
Besikeičiančios geometrijos rotoriai (šarnyriniai velenai, sraigtasparnio mentės). Rezonansas rotoriaus, atramos ir pagrindo sistemose. Aerodinaminės ir hidrodinaminės jėgos, nesusijusios su masės pasiskirstymu. Konkrečiai apie ventiliatorius žr. ISO 14694 (ventiliatoriams skirtos BV kategorijos ir vibracijos ribos).
Disbalanso tipai
Disbalansas = rotoriaus inercijos ašis ≠ sukimosi ašis. Vektorine forma: U = m × r (g-mm). Pagal ISO 1940-1 skiriami trys tipai:
- Statinis disbalansas: Inercijos ašis lygiagreti su sukimosi ašimi, bet pasislinkusi. Vienos nesubalansuotos masės ekvivalentas. Ištaisoma vienoje plokštumoje. Tipiniai: skriemuliai, siauros pavaros, ventiliatorių sparnuotės (L/D < 0,5).
- Porų disbalansas: Inercijos ašis eina per masės centrą, bet yra pakrypusi. Grynoji jėga lygi nuliui, tačiau jėgų pora siūbuoja rotorių. Reikia dvi plokštumos.
- Dinaminis disbalansas: Bendrasis atvejis - kartu pasireiškiantis statinis ir porinis disbalansas. Inercijos ašis nėra nei lygiagreti, nei kertanti sukimosi ašį. Reikia dvi plokštumos. Dauguma realių rotorių turi dinaminį disbalansą.
Specifinis disbalansas (ekscentriškumas)
G klasė apibrėžiama kaip produktas e × ω (mm/s) - rotoriaus masės centro, skriejančio aplink sukimosi ašį, linijinis greitis. Šis vienintelis skaičius apibūdina balanso kokybę nepriklausomai nuo rotoriaus dydžio ir greičio.
G klasės sistema - fizinis pagrindas
Masės panašumas
Geometriškai panašiems rotoriams: Uuž ∝ M → savitasis disbalansas euž turėtų būti pastovus. Visiems dydžiams taikomas vienas standartas.
Greičio panašumas
Išcentrinė jėga F = M·e·ω². Norint išlaikyti priimtinas guolių apkrovas esant skirtingiems greičiams, euž turi mažėti didėjant ω:
Leistino likutinio disbalanso apskaičiavimas
Atsižvelgiant į tai, kad: Išcentrinio ventiliatoriaus sparnuotė, M = 200 kg, n = 1 500 aps/min, G 6,3.
Iš viso: Uuž = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm
Ekscentriškumas: euž = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Vienoje plokštumoje (simetriška, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm
Kai R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g vienai plokštumai
Į formulę įrašytas sūkių skaičius turi būti didžiausias darbinis sūkių skaičius, o ne balansavimo mašinos sūkių skaičius. Daugelis rotorių balansuojami 300-600 aps/min, tačiau tolerancijoje turi būti naudojamas tikrasis darbinis greitis (pvz., 1 480 aps/min). Naudojant balansavimo staklių sukimosi dažnį, gaunamos pavojingai mažos tolerancijos.
Paskirstymas korekcijos plokštumoms
Uuž taikoma rotoriaus masės centrui. Praktiškai balansuojama dviejose plokštumose (šalia guolių). 7 skyriaus taisyklės:
Simetriniai rotoriai
CoM vidurio taške → lygus: UL = UR = Uuž / 2.
Asimetrinis tarpatramis
Viršutiniai rotoriai
Dėl per didelės masės atsiranda lenkimo momentas, apkraunantis abu guolius. Reikalingas perskaičiavimas pagal momentą → paprastai daug griežtesnė tolerancija išvirkščiajai plokštumai. Tai būdinga siurbliams, vienpakopiams kompresoriams, konsoliniams ventiliatorių sparnuotėms.
Klaidos ir tikrinimas
Klaidų šaltiniai
- Sisteminis: Mašinų kalibravimo nuokrypis, ekscentriniai įtvarai, įvorės poveikis (ISO 8821), terminis iškraipymas.
- Atsitiktinis: Jutiklio triukšmas, atramos laisvumas, rotoriaus sėdynės svyravimai.
Bendra paklaida neturi viršyti 10-15% tolerancijos. Jei ji didesnė, atitinkamai sugriežtinkite darbinę paklaidą.
Surinkimo poveikis
Komponentų balansavimas ≠ surinkimo balansas. Jungties ekscentriškumas, radialinis nuokrypis, laisvi sujungimai gali pakenkti komponentų darbui. Surinkto rotoriaus trimatis balansas.
Patikrinimo metodai
- Indekso testas: Pasukite rotorių 180° kampu ant strypo ir iš naujo išmatuokite. Keitimas = tvirtinimo klaida.
- Bandomasis svorio bandymas: Pridėkite žinomą masę, patikrinkite, ar išmatuotas vektoriaus pokytis atitinka lūkesčius.
- Patikrinimas lauke: Matuokite guolių vibraciją per ISO 10816.
Svetainė Balanset-1A automatizuoja ISO 1940-1: įveskite masę, greitį, G klasę → momentinis Uuž su automatiniu plokštumų paskirstymu. Atlikus balansavimą, likutis palyginamas su riba. Funkcija "F6 Reports" sukuria oficialų protokolą, kuriame dokumentuojamas pasiektas G lygis. Tikslumas ±5% greičio, ±1° fazės - pakanka nuo G 16 iki G 2,5. . Balanset-4 išplečiamas iki keturių kanalų, kad būtų galima naudoti sudėtingus rotorius su keliais guoliais.
Praktiniai pavyzdžiai
Rotorius: 15 kW, 1 460 aps/min, 35 kg, simetriškas, tarp guolių.
Tolerancija: Uuž = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plokštuma.
Kai R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plokštumai. Subalansuota dirbtuvėse: 180 g·mm likutis. ✅
Rotorius: Velenas + sparnuotė 18 kg, 2 950 RPM. Sparnuotė 6 kg, išsikišusi 120 mm. Guolių tarpas 250 mm.
Iš viso: Uuž = 367 g·mm. Momentų paskirstymas: priekyje ≈ 202, gale ≈ 165 g·mm.
Subalansuota vietoje su Balanset-1A vienoje plokštumoje: 8.5 g ties 230°. Galutinis: 95 g·mm. ✅
Rotorius: 3 pakopų, 65 kg, 12 000 aps/min. Šiek tiek asimetriškas.
Tolerancija: Uuž = 129 g-mm → 65/plokštuma → esant R = 95 mm: 0.68 g/plane.
Subgraminis tikslumas → tik dirbtuvių greitaeigėms staklėms. Indeksinis bandymas: įtvaro paklaida < 5 g·mm. Galutinis rezultatas: 28 g·mm/plokštumai. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- G klasės vertės, formulės, taikymo lentelės - identiškas. Techninių pakeitimų nėra.
- ISO 21940 serija: 11 dalis (kokybė), 12 dalis (lankstumas), 14 dalis (procedūros), 21 dalis (aprašymai), 31 dalis (jautrumas), 32 dalis (raktai).
- Praktikoje abu pavadinimai vartojami pakaitomis.
- ISO 14694 BV kategorijos tiesiogiai nurodo G klases.
Susiję standartai
- ISO 21940-11: Šis standartas - G klasės sistema.
- ISO 21940-12: Lankstus rotoriaus balansavimas.
- ISO 10816 / ISO 20816: Vibracijos įvertinimas - balanso kokybės veiklos rezultatas.
- ISO 14694: Ventiliatoriams skirtos BV kategorijos, balansavimo klasės ir vibracijos ribos.
- ISO 8821: Pleištinio griovelio įtaka (pusės pleišto susitarimas).
- API 610 / API 617: Naftos siurbliai ir (arba) kompresoriai su nuoroda į ISO 1940.
Oficialus standartas: ISO 1940-1 ISO Store →
Dažnai užduodami klausimai - ISO 1940-1
G klasės balanso kokybės sistema standiems rotoriams
Susiję žodyno straipsniai
ISO 1940-1 balansas - Lauke
"Vibromera" nešiojamuosiuose balansavimo įrenginiuose yra integruotos ISO 1940 tolerancijos skaičiuoklės, automatinis plokštumų paskirstymas ir oficialios balansavimo ataskaitos, kuriose užfiksuota pasiekta G klasė.
Peržiūrėkite balansavimo įrangą →
