ISO 21940-13: Kritēriji un drošības pasākumi vidēju un lielu rotoru balansēšanai uz vietas
ISO 21940-13 ir specializēts starptautisks standarts, kas regulē rotora balansēšanas praksi tā gultņos un nesošajā konstrukcijā tieši tur, kur atrodas iekārta, proti, balansēšana uz vietas vai uz lauka. Tās pilnais nosaukums ir „Mehāniskās svārstības — Rotoru balansēšana — 13. daļa: Kritēriji un drošības pasākumi vidēju un lielu rotoru balansēšanai uz vietas.” Ja ir paredzēts balansēšanas mašīna ja to nevar izmantot — jo rotors ir pārāk liels, tā noņemšana ir pārāk dārga vai arī tas darbojas nepareizi tikai reālos ekspluatācijas apstākļos — šajā nodaļā ir izklāstīts, kad pareizā izvēle ir balansēšana uz vietas un kā to droši veikt. Tā papildina uz pielaides vērtībām vērsto ISO 21940-11 (cietie rotori) un ISO 21940-12 (elastīgi rotori), ņemot vērā reālos apstākļus, strādājot ar darbojošos, uzstādītu iekārtu.
1. Darbības joma un piemērošana
Standarts sniedz vadlīnijas un drošības prasības vidēju un lielu rotoru stacionārai balansēšanai, ko veic, kamēr rotors paliek savos gultņos un balsta konstrukcijā — parasti tā galīgajā ekspluatācijas vietā. Praksē tie paši stacionārās balansēšanas principi tiek piemēroti neatkarīgi no tā, vai rotors uzvedas kā stingrs vai elastīgs tā uzstādītajā stāvoklī: tā ir visa kopuma dinamika rotora gultņu sistēma, nevis tikai rotors atsevišķi, nosaka pieeju. Šis dokuments ir paredzēts tehniķiem, inženieriem un vadītājiem, kuriem ir jāpieņem lēmumi, jāplāno un droši jāveic balansēšanas darbi uz vietas.
2. Kritēriji: kad ir pamatota līdzsvarošana uz vietas
Lauka balansēšana nav automātisks risinājums visos gadījumos, kad ir augsts vibrācija, un šajā nodaļā ir sniegta lēmumu pieņemšanas sistēma. Standarts nosaka vairākus scenārijus, kuros piemērotākais risinājums ir bilances nodrošināšana uz vietas:
- Noņemšana ir nepraktiska vai neekonomiska: lielas turbīnas, ģeneratora vai ventilatora rotora izņemšana, lai veiktu balansēšanu darbnīcā, var izrādīties nepieņemami dārga vai vienkārši neiespējama.
- Nelīdzsvarotība parādās tikai ekspluatācijas laikā: nelielu nelīdzsvarotību rada apstākļi, kas pastāv tikai tad, kad iekārta darbojas — termiskā deformācija, aerodinamiskās spēkasvai arī uzkrājumus, piemēram, gružus un uz ventilatora lāpstiņas uzkrājušos produktu. Veikala svari šādus apstākļus nevar imitēt.
- Pēdējā apdare pēc atkārtotas uzstādīšanas: rotors, kas ir izlīdzināts darbnīcā, varētu tomēr prasīt apgriešanas balanss pēc tam, kad detaļas ir atkal samontētas mašīnā, lai kompensētu nelielās novirzes, kas rodas montāžas procesā.
Būtiski, ka standarts paredz vispirms pārliecināties, ka spēcīgās vibrācijas patiešām izraisa nelīdzsvarotība — un ne ar neatbilstība, rezonansevai mehānisks vaļīgums, kas imitē vai pastiprina nelīdzsvarotības pazīmes. Svara pievienošana nelīdzsvarotai vai rezonējošai iekārtai ir laika tērēšana un var situāciju vēl vairāk pasliktināt.
3. Procedūras un metodika
Šajā sadaļā ir sniegta soli pa solim izstrādāta instrukcija uzdevuma izpildei. Tajā vispirms ir noteiktas instrumentu prasības: daudzkanālu vibrācijas analizators spēja izmērīt amplitūdu un fāzi, viens vai vairāki vibrācijas devēji (vārpstas relatīvās tuvuma zondes un/vai uz korpusa uzstādīti akselerometri), and a fāzes atsauces sensors — parasti foto-tahometrs vai lāzera tahometrs — uz vārpstas uzlikt marķējumu, kas atbilst vienam apgriezienam.
Jāatzīmē, ka ISO 21940-13 nosaka kritērijus, mērinstrumentāciju un drošības prasības, bet apzināti nenorāda metodi korekcijas masu aprēķināšanai no izmērītajiem vibrācijas datiem, atstājot algoritma izvēli praktikanta ziņā. Praksē vispārpieņemtā metode ir ietekmes koeficients metode: analītiķis reģistrē sākotnējo vibrācijas vektoru (amplitūdu un fāzi), piestiprина zināmu izmēģinājuma svars zināmā leņķa stāvoklī izmēra jauno „reakcijas” vektoru un pēc tam izmanto vektoru matemātika aprēķināt vajadzīgā ķermeņa masu un leņķi korekcijas svars, pielietots vienā plaknē vai divās plaknēs atbilstoši mašīnas prasībām. Tas ir tieši tas darbplūsmas process, ko automatizē pārnēsājams instruments: Balanset-1A, divkanālu lauka balansieris un analizators, darbības ātrumā mēra 1× amplitūdu un fāzi mašīnas gultņos, aprēķina ietekmes koeficientus un norāda korekcijas masu un leņķi katrai plaknei — tādējādi inženieris var veikt balansēšanu un pārbaudi, neizņemot rotoru. A Izmēģinājuma svara kalkulators palīdz saprātīgi noteikt pirmā pārbaudes svara lielumu.
4. Līdzsvara kvalitātes novērtējums — vibrācija, nevis atlikušais nelīdzsvarotības lielums
Šeit standarts visbūtiskāk atšķiras no prakses darbnīcā. Balansēšana darbnīcā ir vērsta uz konkrētu atlikušais disbalanss no a atvasināta pielaide G klase. Lauka balansēšanai ir praktiskāks mērķis: samazināt mašīnas darba vibrācija līdz pieļaujamam līmenim. Atbilstoši tam pieņemšana tiek vērtēta nevis pēc atlikušās nelīdzsvarotības g·mm, bet gan pēc galīgajām vibrācijas amplitūdām. Standarts norāda, ka šis novērtējums jāveic, izmantojot ekspluatācijas vibrācijas robežvērtības, kas noteiktas tā atsaucamajos pavadstandardos — ISO 7919 vārpstas vibrācijas un ISO 10816 vibrācijai nerotējošās daļās (abi kopš konsolidēti modernajā ISO 20816 sērijā). Praktiskais mērķis ir samazināt 1× skriešanas ātrums samaziniet komponenta līmeni, līdz iekārtas kopējais līmenis nonāk pieņemamā novērtējuma zonā — zonā A vai B — ilgtermiņa darbībai. Jūs varat salīdzināt rādījumu ar šīm zonām, izmantojot ISO 20816-1 vibrācijas zonu aprēķinātājs.
5. Aizsardzības pasākumi un drošības noteikumi
Varētu teikt, ka šī nodaļa ir iemesls, kāpēc šis standarts vispār ir izstrādāts, jo darbiem laukā piemīt tādi riski, kas nav sastopami kontrolētā darbnīcā — galvenokārt tas ir apzināts iekārtas darbināšana ar pievienotiem izmēģinājuma svariem, kuri var atdalīties. Tajā ir noteikta stingra, dokumentēta drošības pieeja:
- Vispirms mehāniskā pārbaude: Pirms katras darbības pārliecinieties, ka visi stiprinājumi ir cieši pievilkti un visi aizsargi ir savā vietā.
- Pozitīva attieksme pret svaru: Pārbaudes un korekcijas svari ir droši jānostiprina — jāpiemetina, jāpieskrūvē vai jāievieto speciālos turētājos — lai tie nevarētu pārvērsties par lidojošiem priekšmetiem.
- Zona ar ierobežotu piekļuvi: katra testa laikā ap iekārtu izveidota norobežota zona.
- Skaidra saziņa: skaidri definēti protokoli starp balansēšanas analītiķi un iekārtas operatoru.
- Avārijas apstāšanās: iepriekš izstrādāta un izmēģināta izslēgšanas procedūra, kas sagatavota jau pirms pirmās iedarbināšanas.
Šis uzsvars uz drošību ir ārkārtīgi svarīgs: ņemot vērā vidējo un lielo rotoru ātrumu un masu, izsviests priekšmets vai neaizsargāta savienojuma vieta var izraisīt nopietnus ievainojumus un katastrofālus iekārtu bojājumus.
6. Galvenie jēdzieni, kas jāatceras
- Balansēšana uz lauka un darbnīcā: standarts pilnībā attiecas uz rotora līdzsvarošanu in the machine, regulējot visu mezglu tā reālajos ekspluatācijas apstākļos, nevis darbnīcas balansēšanas stendā.
- Mērķis ir vibrāciju samazināšana: panākumi tiek mērīti pēc pieļaujamas ekspluatācijas vibrācijas atbilstoši ISO 7919 / ISO 10816 (tagad konsolidēti kā ISO 20816), nevis pēc atlikušās nelīdzsvarotības skaitļa.
- Safety first: Apzināta svara pievienošana skriešanas trenažierim padara dokumentētos drošības pasākumus par obligātiem.
- Ietekmes koeficienta metode: universālā in situ metode — izmēra sākotnējo vektoru, pievieno zināmu pārbaudes svaru, izmēra reakciju un, izmantojot vektoru matemātiku, aprēķina korekciju.
