ISO 21940-12: फ्लेक्सिबल वर्तन असलेल्या रोटरसाठी प्रक्रिया आणि सहनशीलता
ISO 21940-12 हा आंतरराष्ट्रीय मानक आहे जो बॅलन्सिंगच्या अधिक कठीण समस्येला हाताळतो लवचिक रोटर — असे रोटर ज्यांचा आकार आणि अनबॅलन्स वितरण वेगानुसार लक्षणीयरीत्या बदलते, विशेषतः जेव्हा ते आपल्या बेंडिंगच्या जवळ येतात आणि त्यातून जातात महत्वपूर्ण गती. यचे पूर्ण शीर्षक आहे “यांत्रिक व्हायब्रेशन — रोटर बॅलन्सिंग — भाग 12: फ्लेक्सिबल वर्तन असलेल्या रोटरसाठी प्रक्रिया आणि सहनशीलता.” साध्या रोटरपेक्षा भिन्न, कठीण रोटर, जे कमी वेगाने एकदाच बॅलन्स करता येते आणि बॅलन्समध्ये राहील यावर विश्वास ठेवता येतो, त्याउलट विश्रांतीस्थितीत बॅलन्स केलेला फ्लेक्सिबल रोटर त्याच्या सेवा वेगाने तीव्रपणे कंपन करू शकतो. हा मानक अशा रोटरना आवश्यक असलेल्या विशेष बहु-वेग, बहु-तल प्रक्रिया पुरवतो, आणि तो याचा स्वाभाविक सहकारी आहे ISO 21940-11चे नैसर्गिक सहकारी आहे, जे कठोर रोटर नियंत्रित करते.
1. व्याप्ती आणि रोटरचे वर्गीकरण
हा मानक अशा कोणत्याही रोटरला लागू होतो ज्याचे अनबॅलन्स वितरण आणि/किंवा वळलेला आकार वेगानुसार बदलतो. ISO 21940-12 हे काम ठराविक भोवती मांडतो रोटर कॉन्फिगरेशन फ्लेक्सिबल वर्तन असलेले आणि प्रत्येकाला अनुरूप बॅलन्सिंग प्रक्रिया, क्रमांकित वर्ग प्रणालीऐवजी. खाली व्यापकपणे उद्धृत केलेली पाच-श्रेणी योजना प्रत्यक्षात आता रद्द झालेल्या ISO 11342:1998 मध्ये उगम पावते आणि कामाच्या गुंतागुंतीसाठी उपयुक्त मार्गदर्शक राहते; रोटर जवळपास-कठीण ते अत्यंत फ्लेक्सिबलपर्यंत असतात:
- श्रेणी 1 — कठोर रोटर्स: संपूर्ण वेग पट्ट्यात कठीणपणे वागतात आणि ISO 21940-11 अंतर्गत हाताळले जातात.
- श्रेणी 2 — अर्ध-कठोर रोटर्स: कमी वेगाने बॅलन्स करता येतात परंतु आवश्यकता भासू शकते ट्रिम बॅलन्स उर्वरित वळण साफ करण्यासाठी सेवा वेगाने.
- श्रेणी 3 — अनेक गतींवर संतुलन आवश्यक असलेले रोटर्स: साधारणपणे एक किंवा अधिक क्रिटिकल स्पीडमधून जात, बहुतेकदा यासह बॅलन्स केले जातात प्रभाव गुणांक पद्धत.
- वर्ग 4 आणि 5 — अत्यंत फ्लेक्सिबल रोटर: जसे की मोठ्या टर्बाइन-जनरेटर शाफ्ट, जे अनेक बेंडिंग मोड उत्तेजित करतात आणि प्रगत तंत्राची आवश्यकता असते पद्धती संतुलन प्रत्येक मोड सुधारण्यासाठी.
रोटरला योग्य वर्गात ठेवल्याने विश्लेषकाला आधीच कळते की काम किती गुंतागुंतीचे असेल आणि कोणती प्रक्रिया निवडावी.
2. संतुलन प्रक्रिया: दोन मुख्य पद्धती
हा अध्याय मानकाचा तांत्रिक गाभा आहे. त्याचा मुख्य संदेश असा की फ्लेक्सिबल रोटरसाठी केवळ कमी-वेग बॅलन्स अपुरा असतो आणि शाफ्टच्या बेंडिंगचा हिशेब ठेवणाऱ्या उच्च-वेग कामाने तो पूरक करणे आवश्यक आहे. ISO 21940-12 हे काम बॅलन्सिंग प्रक्रियांच्या कुटुंबाच्या रूपात संघटित करते — कमी-वेग प्रक्रिया (A ते F अशा नियुक्त, जसे की एकल-तल, द्वि-तल आणि असेंब्लीदरम्यान टप्प्याटप्प्याने बॅलन्सिंग) आणि उच्च-वेग प्रक्रिया (G ते I, एक किंवा अधिक उच्च वेगांवर केलेल्या). उच्च-वेग प्रक्रिया दोन प्रमुख तंत्रांवर अवलंबून असतात:
प्रभाव गुणांक पद्धति
हे बहुउपयोगी, व्यापकपणे वापरले जाणारे तंत्र एका वेळी एका करेक्शन प्लेनमध्ये ज्ञात ठेवते trial weight एका वेळी एका करेक्शन प्लेनमध्ये आणि परिणामी नोंदवते vibration प्रतिक्रिया — दोन्ही मोठेपणा आणि टप्पा — अनेक मापन बिंदूंवर आणि अनेक वेगांवर. प्रत्येक प्लेनसाठी हे पुन्हा केल्याने इन्फ्लुएन्स कोएफिशियंट्सचा एक मॅट्रिक्स तयार होतो जो कोणत्याही प्लेनमधील unbalance कोणत्याही बिंदूवर आणि वेगावर व्हायब्रेशनवर कसा परिणाम करतो हे गणितीयदृष्ट्या वर्णन करतो. नंतर संगणक तो मॅट्रिक्स इन्व्हर्ट करून correction-weight वस्तुमान आणि कोनांचा असा संच सोडवतो जो संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंजमध्ये व्हायब्रेशन एकाच वेळी किमान करतो. हेच गणित single-plane कामाचाही पाया आहे; तुम्ही ते परस्परसंवादीपणे एक्सप्लोर करू शकता प्रभाव गुणांक कॅल्क्युलेटर.
मोडल संतुलन
मोडल बॅलन्सिंग हा अधिक भौतिकदृष्ट्या सहज समजणारा दृष्टिकोन आहे: तो प्रत्येक बेंडिंग मोड रोटरला एक स्वतंत्र unbalance समस्या म्हणून हाताळतो. संबंधित मोड शेपला कमाल प्रमाणात उद्दीपित करण्यासाठी रोटर निवडलेल्या एखाद्या क्रिटिकल स्पीडवर किंवा त्याच्या जवळ चालवला जातो; नंतर व्हायब्रेशन मापने त्या मोडसाठीचा प्रभावी “हेवी स्पॉट” शोधून काढतात, आणि त्याला प्रतिरोध करण्यासाठी कमाल विक्षेपणाच्या बिंदूंवर — अँटी-नोड्सवर — correction weights ठेवले जातात. ऑपरेटिंग रेंजमधील प्रत्येक महत्त्वपूर्ण बेंडिंग मोडसाठी ही प्रक्रिया मोडामागून मोड पुन्हा केली जाते, रोटरला एका वेळी एक मोड याप्रमाणे बॅलन्स करत. या दोन पद्धती परस्पर प्रतिस्पर्धी नाहीत; मोठ्या मशीन बहुधा अशा संकरित पद्धतीने बॅलन्स केल्या जातात जी प्लेन निवडण्यासाठी मोडल अंतर्दृष्टी आणि weights सुधारण्यासाठी इन्फ्लुएन्स कोएफिशियंट्स वापरते.
३. संतुलन सहन्शीलता निर्दिष्ट करणे
साधी G-ग्रेड रिजिड रोटरसाठी इतकी चांगली काम करणारी टॉलरन्स फ्लेक्सिबल रोटरसाठी सहसा अपुरी असते, कारण एकच एक्सेंट्रिसिटी आकडा वेग-अवलंबी बेंडिंग पकडू शकत नाही. म्हणून ISO 21940-12 अधिक व्यापक टॉलरन्स निकष आणते, जे यावर आधारित असू शकतात:
- वरील मर्यादा अवशेष मोडल असंतुलन प्रत्येक महत्त्वपूर्ण बेंडिंग मोडसाठी.
- वरील मर्यादा निरपेक्ष शाफ्ट कंपन मोठाई विशिष्ट स्थानांवर आणि वेगांवर, विशेषतः सेवा वेगावर.
- वरील मर्यादा बेअरिंग्सना प्रेषित होणारी बले.
ही व्हायब्रेशन- आणि बल-आधारित मर्यादा स्वीकृती निकषांना सेवेतील तीव्रता मानकांशी जोडतात, जसे की ISO 20816 मालिका, एकाच residual-unbalance आकड्याऐवजी.
4. अंतिम बॅलन्स स्थितीची पडताळणी
फ्लेक्सिबल रोटरची स्वीकृती रिजिड रोटरपेक्षा मूलभूतरीत्या वेगळी असते. रिजिड रोटरची पडताळणी एकाच वेगावर केली जाते; फ्लेक्सिबल रोटर त्याच्या संपूर्ण संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंजभर बॅलन्समध्ये असल्याची खात्री करावी लागते. अंतिम सुधारणांनंतर, रोटरला एका गती वाढवण्याचा टप्पामधून नेले जाते, आणि बेअरिंग्स व कमाल विक्षेपणाच्या बिंदूंसारख्या महत्त्वाच्या स्थानांवर व्हायब्रेशन सतत निरीक्षण केले जाते. मोजलेले व्हायब्रेशन सर्व वेगांवर पूर्वनिर्धारित मर्यादांच्या खाली राहिले तरच रोटर स्वीकारला जातो — विशेषतः प्रत्येक क्रिटिकल स्पीडमधून जाताना आणि कमाल सतत ऑपरेटिंग स्पीडवर थांबताना. ही सर्वसमावेशक तपासणी रोटरचे संपूर्ण डायनॅमिक वर्तन नियंत्रणात आणले गेले असल्याची खात्री देते.
5. फील्ड परिमाण आणि व्यावहारिक साधने
फ्लेक्सिबल-रोटरचे बरेचसे काम हाय-स्पीड बॅलन्सिंग रिग्सवर होत असले, तरी तीच amplitude-आणि-phase मापन कौशल्ये क्षेत्र संतुलन आणि मशीन बसवल्यानंतर ट्रिम बॅलन्सिंगसाठीही लागू होतात. Balanset-1A सारखे पोर्टेबल two-channel विश्लेषक Balanset-1A मशीनच्या स्वतःच्या bearings मध्ये 1× amplitude आणि phase कॅप्चर करते, influence coefficients ची गणना करते, आणि अभियंत्याला disassembly शिवाय operating speed वर trim correction लागू करून त्याची पडताळणी करण्याची मुभा देते — Class 2 quasi-rigid rotors साठी ही वारंवार भासणारी गरज आहे, जे आपली shop balance उत्तीर्ण होतात तरीही सेवेदरम्यान किंचित flex होतात. बसवलेल्या मध्यम व मोठ्या मशीनसाठी, समर्पित in-situ कार्यपद्धती आणि सुरक्षा उपाय ISO 21940-13 या भागासह लागू होतात.
६. मुख्य संकल्पना जी अपूर्व ठेवायची
- लवचिक विरुद्ध कठोर वर्तन: एखादा rotor flexible मानला जातो जेव्हा त्याचा operating speed त्याच्या पहिल्या bending चा लक्षणीय अंश — सामान्यतः 70% पेक्षा अधिक — गाठतो नैसर्गिक वारंवारता. जसजसा तो अधिक वेगाने फिरतो, centrifugal forces त्याला वाकवतात आणि त्याचे unbalance बदलतात.
- Critical speeds आणि mode shapes: rotor च्या critical speeds आणि प्रत्येक वेळी तो ज्या आकारांत वाकतो ते जाणून घेणे आवश्यक आहे; प्रत्येक mode ही एक स्वतंत्र balancing समस्या असते.
- बहु-स्तरीय, बहु-गती: अनेक speeds वर केलेल्या मोजमापांवर आधारित, अनेक planes मधील corrections हा अपवाद नसून नियम आहे.
- Modal balancing: एक प्रभावी रणनीती ज्यामध्ये प्रत्येक bending mode च्या unbalance ला त्याच्या anti-nodes वर निष्प्रभ करण्यासाठी विशेषतः weights जोडले जातात.
