ISO 21940-11: Standžiųjų rotorių procedūros ir leistinieji nuokrypiai
ISO 21940-11 yra šiuolaikinis, autoritetingas tarptautinis standartas, skirtas balansavimas iš standūs rotoriai - rotoriai, kurių disbalanso pasiskirstymas labai nesikeičia visame jų darbinio greičio diapazone. Jis oficialiai pakeičia seniai nusistovėjusį ISO 1940-1, kuriame tęsiama gerai pažįstama to dokumento struktūra, tačiau patobulinta kalba, išplėstas rotorių tipų katalogas ir pateiktos daug aiškesnės procedūrinės gairės. Visas jo pavadinimas yra “Mechaninė vibracija. Rotorių balansavimas. 11 dalis.” ir tai yra dokumentas, kuriuo inžinierius naudojasi visada, kai balanso specifikaciją, leistiną nuokrypį ar priėmimo bandymą reikia pagrįsti pripažinta nuoroda.
1. Apimtis: Kas laikoma standžiuoju rotoriumi
Standartas taikomas tik rotoriams, kurie pasižymi griežtas elgesys. Formaliai rotorius laikomas standžiu, kai jį galima koreguoti bet kuriose dviejose plokštumose, o po šios korekcijos jo likutinis disbalansas neviršija nustatytos leistinosios nuokrypos, esant bet kokiam greičiui iki didžiausio darbinio greičio. Praktiškai tai reiškia, kad velenas pastebimai neišlinksta veikiamas išcentrinės jėgos todėl masės pasiskirstymas, kurį matuojate esant mažam greičiui, iš tikrųjų yra toks pat, kaip ir mašinai dirbant visu greičiu.
Ši prielaida yra visos ISO 21940 šeimos skiriamoji linija. Kai rotorius išlinksta - paprastai tada, kai jo darbinis greitis viršija maždaug 70% pirmojo lenkimo kritinis greitis - nelankstus modelis suyra, o kelių greičių procedūros ISO 21940-12 vietoj jų turi būti naudojami lanksčių rotorių rotoriai. Nustatytas standžiųjų rotorių balansavimo tikslas - sumažinti masę ekscentriškumas kol išcentrinės jėgos ir vibracija dėl išlikusio disbalanso yra priimtinai mažos, kad mašina galėtų atlikti savo paskirtį - niekada nesiekiama teoriškai tobulo balanso, kuris nėra nei pasiekiamas, nei ekonomiškas.
2. Balanso tolerancijos nurodymas: G-Grades
Tai pagrindinė standarto dalis - skyrius, kuriame atsakoma į klausimą “koks turi būti balansas?” Jame pateikiama tarptautiniu mastu pripažinta koncepcija Balanso kokybės įvertinimai (G). G klasė yra konstanta, lygi rotoriaus leistino savitojo ekscentriciteto sandaugai e ir didžiausias darbinis kampinis greitis Ω:
G = e - Ω (skaitine išraiška - leistinas masės centro orbitinis greitis mm/s)
Standarte pateikta išsami atnaujinta lentelė, kurioje išvardyti šimtai rotorių tipų - nuo mažų elektrinių armatūrų ir šlifavimo velenų, siurblių, ventiliatorių ir staklių pavarų iki didžiulių garo turbinų ir generatorių - ir kiekvienam jų priskirta rekomenduojama klasė. Inžinierius nuskaito tokią klasę, pvz. G6.3 tipiniam siurbliui arba ventiliatoriui, G2.5 turbinos ar standaus turbogeneratoriaus rotoriaus atveju, arba griežtesnės vertės tiksliųjų verpstukų atveju. Standarte pateikiama formulė, pagal kurią ši klasė paverčiama darbiniu skaičiumi: leistina liekana specifinis disbalansas euž, kurį padauginus iš rotoriaus masės, gaunamas bendras leistinas liekamasis disbalansas, išreikštas tokiais vienetais kaip gramai-milimetrai. Kadangi euž = (G × 1000) / Ω, didėjant darbiniam greičiui mažėja leistinas disbalansas - greitas rotorius turi būti subalansuotas daug tiksliau nei tokios pat masės lėtas rotorius. Mūsų Likutinio disbalanso skaičiuoklė (ISO 21940-11) šį perskaičiavimą atlieka tiesiogiai iš klasės, masės ir greičio.
3. Tolerancijos priskyrimas dviem korekcijos plokštumoms
Vienos bendros tolerancijos nepakanka tikram rotoriui subalansuoti, nes korekcija taikoma dviem etapais. korekcijos plokštumos. Kai bendras leistinas liekamasis disbalansas žinomas, jis turi būti paskirstytas tarp šių dviejų plokštumų, o ISO 21940-11 pateikia aiškias formules ir vektorines diagramas, kaip tai padaryti teisingai. Skirstymas nėra savavališkas: jis priklauso nuo rotoriaus geometrijos, konkrečiai nuo kiekvienos korekcijos plokštumos ašinio atstumo nuo svorio centro ir nuo guolių vietų. Tinkamas leistinosios nuokrypos paskirstymas užtikrina, kad ir statinis komponentas ir poros disbalansas valdomos, todėl dinaminės jėgos ties abu guoliai per visą rotoriaus ilgį yra minimalūs. Vidinio simetrinio rotoriaus padalijimas yra beveik lygus, o asimetrinio arba išorinio rotoriaus geometrijos atveju jis gali būti labai nevienodas. Kartu pateikiamos rekomendacijos dėl kaip padalyti leistiną likutinį disbalansą tarp dviejų korekcijos plokštumų žingsnis po žingsnio atliekama ta pati aritmetika.
4. Likutinio disbalanso tikrinimas - priėmimo testas
Po galutinio korekciniai svoriai taikomi, rezultatas patvirtinamas patikrinimo metu. Specialiai tam skirtoje balansavimo mašina likusi disbalanso dalis matuojama kiekvienoje korekcijos plokštumoje ir lyginama su ankstesniame etape nustatytomis leistinosiomis nuokrypomis kiekvienoje plokštumoje. Rotorius yra tinkamas tik tada, kai išmatuotas likutinis disbalansas yra lygus arba mažesnis už leistinąją nuokrypą plokštumoje abu plokštumų - jei vienoje plokštumoje rezultatas yra teigiamas, o kitoje - beveik neigiamas, tai reiškia, kad rezultatas yra neigiamas. Standarte pabrėžiama, kad tikrinimo prietaisas turi būti tinkamai sukalibruotas ir kad turi būti atsižvelgta į bet kokias įrankių (strypų, adapterių, pavaros elementų) klaidas, nes neištaisytas įrankių ekscentriškumas gali paslėpti arba suklastoti teigiamą rezultatą.
Kai rotorius jau sumontuotas, šis patikrinimas atliekamas vietoje, o ne balansavimo duobėje. Nešiojamasis dviejų kanalų analizatorius, pvz. Balanset-1A matuoja 1× amplitudė ir fazė mašinos guoliuose, esant darbiniam sūkių dažniui, apskaičiuojama rotoriaus įtakos koeficientai, ir patvirtina, kad liekamoji vibracija atitinka pasirinktą ISO 21940-11 klasę - taip užfiksuojama tikroji įrenginio būklė, įskaitant surinkimo ir šiluminį poveikį, kurio niekada nepastebi parduotuvės mašina.
5. Ataskaitų teikimas ir atsekamumas
Standartas baigiamas nurodant minimalų oficialios balansavimo ataskaitos turinį, kad rezultatai būtų atsekami ir nedviprasmiški. Atitinkančioje ataskaitoje įrašomi administraciniai duomenys (data, operatorius), išsami rotoriaus identifikacija (dalies ir serijos numeriai) ir pagrindiniai balansavimo parametrai: nurodyta balanso kokybės klasė, didžiausias darbinis greitis ir rotoriaus masė. Svarbiausia, kad joje būtų užfiksuoti ir pradinis disbalansas ir galutinį išmatuotą kiekvienos korekcijos plokštumos liekamąjį disbalansą, įrodantį, kad kiekviena plokštuma neviršija apskaičiuotos leistinosios nuokrypos. Rezultatas - nuolatinis, patikrinamas įrašas, kad rotorius buvo subalansuotas pagal standartą.
6. Kas pasikeitė nuo ISO 1940-1
- Tiesioginis pakeitimas: ISO 21940-11 yra oficialus ISO 1940-1 teisių perėmėjas. Pagrindiniai principai ir pagrindinis G = e-Ω santykis išliko nepakitę, todėl senesnės specifikacijos, kuriose nurodoma “G6.3 pagal ISO 1940-1”, puikiai atitinka naująjį dokumentą.
- Daugiau dėmesio skirkite procesui: naujajame leidime balansavimas traktuojamas ne kaip viena tolerancijos reikšmė, o kaip ištisinė darbo eiga - nurodyti toleranciją, paskirstyti ją plokštumoms, patikrinti rezultatą ir apie jį pranešti.
- Išplėstos lentelės ir aiškesnės gairės: G klasės mašinų lentelės dabar apima daugiau rotorių tipų, o procedūriniai ir paskirstymo nurodymai yra aiškesni.
- Geresnė integracija: standartas puikiai dera su kitais ISO 21940 serijos standartais - 12 dalimi, skirta lankstūs rotoriai ir 13 dalis, skirta balansavimas vietoje - ir nuorodos į šiuolaikinį ISO 20816 serija, skirta eksploatacinės vibracijos ribinėms vertėms nustatyti.
- Tvirto rotoriaus prielaida ir toliau lieka sargybiniu: visas dokumentas galioja tik tol, kol rotorius elgiasi standžiai; kai tik rotorius greitėdamas sulinksta, analitikas turi pereiti prie 12 dalies.
