ISO 1940-2 — Ralat Imbangan (kini ISO 21940-14)
Piawaian sejarah untuk menilai ralat keseimbangan rotor tegar — sumber ralat sistematik, berubah secara rawak dan skalar dalam proses pengimbangan. Ditarik balik dan digantikan oleh ISO 21940-14:2012. Kosa kata pengimbangan itu sendiri ditakrifkan dalam ISO 21940-2 (sebelum ini ISO 1925) dan diringkaskan di bawah.
Istilah-istilah Penyeimbangan Utama Sekilas
Takrif paling penting daripada kosa kata pengimbangan ISO — ISO 21940-2 (sebelum ini ISO 1925) — istilah yang mesti diketahui oleh setiap pengamal pengimbangan
Rujukan Istilah Lengkap
Semua istilah utama daripada kosa kata pengimbangan, ISO 21940-2 (sebelum ini ISO 1925), disusun mengikut kategori
| Penggal | Definisi | Pentingnya |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Sebuah jasad yang mampu berputar tentang paksi yang ditakrifkan. Dalam konteks pengimbangan, ia merangkumi mana-mana komponen berputar: aci, pendesak, armatur, dram, spindel. | Objek asas bagi penyeimbangan. Semua istilah lain menerangkan sifat-sifat atau tindakan ke atas rotor. |
| Rotor Rotor Tegar | Sebuah rotor yang ketidakseimbangannya boleh diperbetulkan dalam mana-mana dua satah sewenang-wenang, dan selepas pembetulan, ketidakseimbangan baki tidak berubah dengan ketara pada mana-mana kelajuan sehingga kelajuan perkhidmatan maksimum. | Menentukan bahawa ISO 1940-1 (Sistem gred G) terpakai. Penyeimbangan pada kelajuan rendah pada mesin bengkel adalah sah. Kebanyakan rotor industri adalah kaku. |
| Rotor Rotor Fleksibel | Rotor yang mengalami deformasi elastik pada kelajuan perkhidmatannya sehingga keadaan ketidakseimbangannya berubah. Ia mesti diperbetulkan pada atau berhampiran kelajuan perkhidmatan dalam lebih daripada dua satah. | Memerlukan ISO 21940-12. Turbin berkelajuan tinggi, penjana besar, pemampat berbilang peringkat. Peralatan imbangan berkelajuan tinggi khusus diperlukan. |
| Rotor Paksi Aci | Garis lurus yang menghubungkan pusat jurnal galas. Paksi geometri putaran. | Paksi rujukan untuk semua pengukuran ketidakseimbangan. Larian keluar jurnal menjejaskan ketepatan pengukuran. |
| Rotor Paksi Utama Inersia | Paksi tempat rotor akan berputar bebas tanpa menghasilkan daya atau momen emparan. Bertepatan dengan paksi aci bagi rotor yang seimbang sempurna. | Ketidakpadanan antara paksi utama dan paksi aci adalah ketidakseimbangan. Semua pembetulan bertujuan untuk menyelaraskan kedua-dua paksi ini. |
| Rotor Pusat Jisim (Gravitasi) | Titik di mana keseluruhan jisim rotor boleh dianggap tertumpu. Bagi rotor yang seimbang, ia terletak tepat pada paksi. | Ketidakseimbangan statik = pusat jisim teralih daripada paksi aci. Ketidakseimbangan khusus (e) = jarak sesaran. |
| Rotor Kelajuan Perkhidmatan | Kelajuan putaran maksimum di mana rotor beroperasi dalam aplikasi yang dimaksudkan. | Kritikal untuk pengiraan toleransi: Uper = (9 549 × G × M) / n. Sentiasa gunakan kelajuan perkhidmatan, bukan kelajuan imbangan. |
| Rotor Kelajuan Kritikal | Kelajuan putaran di mana sistem galas rotor mengalami resonans, mengakibatkan getaran yang dipertingkatkan dengan ketara. | Menentukan klasifikasi kaku/lentur. Rotor kaku berfungsi dengan baik jauh di bawah kelajuan kritikal lenturan pertama. |
| Penggal | Definisi | Formula / Unit |
|---|---|---|
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan | Keadaan di mana paksi utama inersia tidak bertepatan dengan paksi putaran. Menyebabkan daya sentrifugal yang berkadar dengan jisim, eksentrisiti, dan kuasa dua kelajuan. | U = m × r (g·mm atau kg·m) |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Statik | Paksi utama selari dengan paksi putaran tetapi teralih. Setara dengan satu jisim pada satu jejari. Boleh dikesan tanpa putaran (tepi pisau). Getaran galas sefasa. | Diperbetulkan pada 1 pesawat |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Pasangan | Paksi utama bersilang dengan paksi putaran di pusat jisim tetapi condong. Dua titik berat yang sama dan bertentangan dalam satah berbeza menghasilkan momen olengan. Hanya dapat dikesan semasa berputar. | Diperbetulkan pada 2 kapal terbang |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Dinamik | Kes umum: paksi utama tidak selari dengan atau tidak bersilang dengan paksi putaran. Gabungan beban statik dan momen. Keadaan paling biasa dalam dunia sebenar. | Diperbetulkan pada 2 kapal terbang |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Tertentu | Nisbah ketidakseimbangan kepada jisim rotor. Mewakili eksentrisiti — sesaran pusat jisim daripada paksi aci. Membolehkan perbandingan kualiti merentas saiz rotor yang berbeza. | e = U / M (µm atau g·mm/kg) |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Baki | Ketidakseimbangan yang tinggal pada rotor selepas proses penyeimbangan. Tidak boleh melebihi nilai yang dibenarkan (Uper) untuk yang dinyatakan gred G. | Ures ≤ Uper |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Awal | Ketidakseimbangan rotor seperti diterima, sebelum sebarang pembetulan imbangan. Diukur pada larian pertama. | Garis asas untuk prosedur penyeimbangan |
| Ketidakseimbangan Vektor tidak seimbang | Amplitud dan kedudukan sudut ketidakseimbangan dalam satah tertentu. Digambarkan sebagai vektor kutub dengan amplitud (g·mm) dan sudut fasa (°). | U∠θ (g·mm pada ° daripada ref) |
| Penggal | Definisi | Nota Praktikal |
|---|---|---|
| Proses Pengimbangan | Proses memeriksa dan melaraskan pengagihan jisim rotor supaya ketidakseimbangan baki berada dalam toleransi yang ditetapkan. | Iteratif: ukur → kira → betulkan → sahkan. |
| Proses Satah Pembetulan | Satu satah yang tegak lurus dengan paksi rotor di mana jisim ditambah atau dialihkan. Lokasi yang boleh diakses secara fizikal untuk meletakkan berat. | Mungkin berbeza daripada satah toleransi (bearing) — memerlukan penukaran geometri. |
| Proses Peringkat toleransi | Rata di mana ketidakseimbangan yang dibenarkan ditetapkan — biasanya rata galas. Ketidakseimbangan di sini secara langsung mempengaruhi beban galas. | Uper ditentukan untuk satah toleransi; mesti ditukar kepada satah pembetulan. |
| Proses Jisim Pembetulan | Jisim fizikal (berat) yang ditambah atau dialihkan daripada rotor pada jejari dan sudut tertentu dalam satah pembetulan. | Ditambah: klip-on, bolt-on, kimpalan, epoksi. Dihapuskan: penggerudian, pemesinan, pengamplasan. |
| Proses Berat Percubaan | Jisim yang diketahui dipasang sementara pada rotor pada jejari dan sudut yang diketahui semasa prosedur penyeimbangan. Digunakan untuk menentukan tindak balas rotor (koefisien pengaruh). | Kaedah pemberat ujian Balanset-1A: jalankan → pasang pemberat ujian → jalankan → perisian mengira pembetulan. |
| Proses Pekali Pengaruh | Perubahan dalam tindak balas getaran (amplitud dan fasa) pada titik pengukuran yang disebabkan oleh ketidakseimbangan unit pada lokasi tertentu. Menggambarkan kepekaan rotor-galas. | Dikira daripada larian pemberat ujian. Pengimbangan dua satah memerlukan matriks pengaruh 2×2. |
| Proses Pengimbangan Satah Tunggal | Prosedur membetulkan ketidakseimbangan statik dalam satu satah pembetulan. Sesuai untuk rotor pendek (bergaya cakera) dengan L/D < 0.5. | Balanset-1A Mod F2. Satu penderia, satu satah. |
| Proses Imbangan Dua Satah | Prosedur membetulkan ketidakseimbangan statik dan tork dalam dua satah pembetulan. Diperlukan untuk rotor yang memanjang atau apabila ketidakseimbangan tork adalah ketara. | Balanset-1A Mod F3. Dua penderia, dua satah. |
| Proses Penyeimbangan Trim | Penyesuaian imbangan akhir yang halus dijalankan pada rotor yang telah dipasang untuk mengimbangi ketidakseimbangan yang terhasil semasa pemasangan (lencongan kopling, toleransi pemasangan). | Sering dilakukan di tapak pada mesin yang terpasang. |
| Proses Pembahagian Berat | Mengagihkan jisim pembetulan yang dikira antara dua lokasi bersebelahan yang boleh diakses (contohnya, dua lubang bolt atau kedudukan bilah) apabila kedudukan sudut yang tepat tidak dapat diakses. | Balanset-1A menyediakan pengiraan pembahagian berat secara automatik. |
| Penggal | Definisi | Perbandingan |
|---|---|---|
| Mesin Mesin Pengimbang | Peranti yang mengukur ketidakseimbangan pada rotor (besaran dan kedudukan sudut) supaya pengagihan jisim dapat diperbetulkan. | Berasaskan bengkel (pegun) atau di tapak (mudah alih seperti Balanset-1A). |
| Mesin Mesin Gendongan Lembut | Gantungan sangat fleksibel. Rotor beroperasi melebihi frekuensi semula jadi gantungan. Mengukur sesaran fizikal. Mesti ditentukur untuk setiap geometri rotor. | Kurang biasa hari ini. Kos lebih rendah, tetapi pengendali mesti menentukur semula bagi setiap rotor. Pengesanan sesaran. |
| Mesin Mesin Bearing Keras | Penangguhan sangat kaku. Rotor beroperasi di bawah frekuensi semula jadi penangguhan. Penderia mengukur daya sentrifugal secara langsung. Dikalibrasi secara kekal — menerima pelbagai jenis rotor tanpa penyediaan khusus untuk setiap rotor. | Jenis dominan dalam industri moden. Lebih serba boleh, pemasangan lebih pantas. Pengesanan daya. |
| Mesin Pengimbang di Tapak | Alat mudah alih yang digunakan untuk membalans rotor secara in-situ (terpasang dalam mesin) tanpa membongkar. Menggunakan penderia getaran dan takometer. Kaedah berat percubaan. | Balanset-1A (2-saluran) dan Balanset-4 (4-saluran). Kalkulator toleransi ISO 1940 terbina dalam. |
| Mesin Mandren (Arbor) | Aci atau penyesuai tempat rotor dipasang untuk pengimbangan pada mesin. Mesti benar-benar sepusat dan mempunyai larian keluar yang boleh diabaikan. | Eksentrisiti mandrel adalah punca utama ralat imbangan sistematik. Disahkan melalui ujian indeks. |
| Penggal | Definisi | Formula / Piawaian |
|---|---|---|
| Kualiti Gred Kualiti Imbangan (G) | Klasifikasi yang menentukan kelajuan maksimum yang dibenarkan bagi pusat jisim rotor. G = eper × ω. Gred membentuk skala logaritma dengan faktor 2.5. | G 0.4 … G 4000 Ditakrifkan dalam ISO 1940-1 |
| Kualiti Ketidakseimbangan Residu yang Dibenarkan (Uper) | Ketidakseimbangan sisa maksimum yang dibenarkan bagi gred G yang ditetapkan, jisim rotor, dan kelajuan perkhidmatan. Kriteria penerimaan. | Uper = (9549 × G × M) / n |
| Kualiti Toleransi keseimbangan | Julat di mana ketidakseimbangan baki mesti jatuh untuk memenuhi keperluan kualiti yang ditetapkan. Sama dengan Uper. | Ditetapkan bagi setiap pesawat selepas peruntukan |
| Kualiti Kadar Pengurangan Ketidakseimbangan (URR) | Perbandingan ketidakseimbangan awal kepada ketidakseimbangan baki selepas satu kitaran pembetulan. Menunjukkan kecekapan mesin/prosedur penyeimbangan. | URR = Uawal / Engkaubersisa Biasa: 5–50× |
| Pengukuran Sudut Fasa | Kedudukan sudut vektor ketidakseimbangan relatif kepada tanda rujukan pada rotor (diukur oleh takometer). Digabungkan dengan amplitud, ia menentukan vektor ketidakseimbangan sepenuhnya. | ° (darjah, 0–360) |
| Pengukuran Kelajuan Getaran (RMS) | Nilai RMS halaju getaran pada perumah galas. Parameter pengukuran piawai untuk penilaian keadaan mesin mengikut ISO 10816. | mm/s RMS (10–1000 Hz) |
| Pengukuran Ujian Indeks | Prosedur pengesahan: putar rotor pada sudut tertentu (contohnya 180°) berbanding penyokong mesin dan ukur semula. Mengesan ralat mandrel dan alat pemegang. | Diperlukan untuk pengesahan formal mengikut ISO 1940-1 Bab 10 |
| Pengukuran Beban Baki Minimum yang Boleh Dicapai (Umar) | Ketidakseimbangan residual terendah yang boleh dicapai pada mesin penimbang tertentu untuk rotor tertentu. Ditentukan oleh kepekaan mesin, paras hingar, dan keadaan galas. | Umar mesti ≤ Uper supaya mesin sesuai untuk gred G yang diperlukan. |
Apakah ISO 1940-2?
ISO 1940-2:1997 (Getaran mekanikal — Keperluan kualiti keseimbangan rotor tegar — Bahagian 2: Ralat keseimbangan) ialah piawaian antarabangsa untuk mengenal pasti, menilai dan mengambil kira ralat yang timbul semasa pengimbangan rotor tegar — daripada ketidakseimbangan mandrel dan aci pemacu kepada lari keluar komponen dan serakan instrumentasi. Ia telah ditarik balik dan digantikan oleh ISO 21940-14:2012 (Getaran mekanikal — Pengimbangan rotor — Bahagian 14: Prosedur untuk menilai ralat keseimbangan), yang meluaskan prosedur yang sama kepada rotor dengan tingkah laku fleksibel. Nota: ia sering dikelirukan dengan pengimbangan kosa kata — itu ialah piawaian yang berbeza, ISO 21940-2 (sebelum ini ISO 1925), yang istilahnya diringkaskan oleh halaman ini di bawah.
Apabila seorang jurutera di Jerman menetapkan "pembetulan ketidakseimbangan dinamik kepada G 6.3 dalam dua satah," seorang juruteknik di Jepun mesti memahami dengan tepat apa yang diperlukan — keadaan rotor yang sama, prosedur pengimbangan yang sama, dan kriteria penerimaan yang sama. Kosa kata pengimbangan ISO — ISO 21940-2 (sebelum ini ISO 1925) — menjadikan perkara ini mungkin dengan menyediakan satu kosa kata tunggal yang dipersetujui di peringkat antarabangsa untuk seluruh bidang ini.
ISO 1940-2 itu sendiri, sebaliknya, bukan kamus mahupun spesifikasi toleransi — ia menangani ralat imbangan. sistematik (magnitud dan sudut boleh dinilai — contohnya ketidakseimbangan mandrel atau aci pemacu, lari keluar jejari dan paksi, kekunci dan keyway, kemagnetan baki, pemasangan semula dan ralat instrumentasi), berubah secara rawak (bahagian longgar, cecair terperangkap, herotan terma, rintangan angin) dan skalar (hanya magnitud maksimum boleh dianggarkan, sudutnya tidak tentu — contohnya kelegaan pemasangan dan toleransi pembuatan), dan memberikan prosedur untuk menilainya serta mengambil kiranya supaya ketidakseimbangan baki benar-benar kekal dalam nilai dibenarkan Uper daripada ISO 1940-1 (kini ISO 21940-11). Penggantinya, ISO 21940-14, mengekalkan peranan yang tepat ini dalam siri ISO 21940.
Analisis Terma Terperinci
Perbezaan Kaku / Fleksibel
Ini adalah klasifikasi tunggal yang paling penting dalam penyeimbangan. Perbezaan ini menentukan segala-galanya: piawaian mana yang terpakai, peralatan apa yang diperlukan, berapa banyak pesawat yang diperlukan, dan pada kelajuan berapa penyeimbangan perlu dijalankan.
Sebuah rotor yang ketidakseimbangannya boleh diperbetulkan dalam mana-mana dua satah sewenang-wenang dan, selepas pembetulan, baki ketidakseimbangan tidak berubah dengan ketara pada mana-mana kelajuan sehingga kelajuan perkhidmatan maksimum. Ujian praktikal: jika pembengkokan pertama kelajuan kritikal adalah jauh melebihi kelajuan perkhidmatan maksimum (biasanya > 1.5× atau lebih), rotor adalah kaku.
Rotor yang mengalami deformasi elastik pada kelajuan perkhidmatannya sehingga keadaan ketidakseimbangannya berubah. Ia mesti diimbangkan pada atau berhampiran kelajuan perkhidmatan dalam lebih daripada dua satah. Terpakai kepada: turbogenerator besar, pemampat berkelajuan tinggi berbilang peringkat, gelung mesin kertas panjang pada kelajuan tinggi. Dilindungi oleh ISO 21940-12.
Kebanyakan rotor industri — motor elektrik, kipas, pam, roda inersia, poros — adalah rotor kaku. ISO 1940-1 Sistem gred G terpakai terus pada rotor kaku.
Tiga Jenis Ketidakseimbangan
Kosa kata (ISO 21940-2) mentakrifkan tiga jenis asas berdasarkan hubungan geometri antara paksi inersia utama dan paksi putaran. Memahami perkara ini penting untuk memilih prosedur pengimbangan yang betul:
- Ketidakseimbangan Statik menghasilkan satu paksa — kedua-dua galas bergetar dalam fasa pada 1× RPM. Rotor boleh dikesan tidak seimbang tanpa putaran (graviti mendedahkannya pada tepi pisau). Satu satah pembetulan sudah mencukupi. Lazimnya bagi rotor cakera sempit (L/D < 0.5): kekili sempit, impeler kipas, roda penimbal nipis.
- Pasangan tidak seimbang menghasilkan satu ketika — galas bergetar 180° fasa bertentangan pada 1× RPM. Gaya bersih adalah sifar (pusat jisim terletak pada paksi), tetapi dua titik berat yang sama dan bertentangan pada posisi paksi berbeza menghasilkan momen ayunan. Hanya dapat dikesan semasa berpusing. Membutuhkannya dua satah pembetulan.
- Ketidakseimbangan dinamik = statik + gabungan ricih. Kes umum bagi semua rotor sebenar yang tidak simetri sempurna. Kedua-dua daya dan tork hadir. Gandar bergetar pada 1× dengan tiada hubungan sama fasa atau tepat 180° fasa bertentangan. Memerlukan imbangan dua satah.
Ketidakseimbangan Tertentu dan Hubungan G-Gred
Ketidakseimbangan tertentu (e = U/M) adalah metrik utama yang membolehkan perbandingan kualiti imbangan sejagat. Rotor 5 kg dengan ketidakseimbangan 50 g·mm mempunyai e = 10 µm. Rotor 500 kg dengan ketidakseimbangan 5 000 g·mm juga mempunyai e = 10 µm — kualiti imbangan yang sama walaupun terdapat perbezaan jisim 100×.
The gred G Memperluaskan ini dengan memasukkan kelajuan: G = e × ω, memberikan satu nombor tunggal (mm/s) yang mencirikan kualiti keseimbangan secara bebas daripada jisim dan kelajuan. Ini adalah asas bagi ISO 1940-1 sistem toleransi.
Satah Pembetulan lwn. Satah Toleransi
Kosa kata itu membuat perbezaan kritikal yang sering terlepas pandang dalam amalan:
- Pepejal toleransi = bidang galas di mana getaran dan beban dinamik paling kritikal. Ketidakseimbangan dibenarkan Uper ditentukan di sini.
- Pesawat pembetulan = lokasi yang boleh diakses secara fizikal tempat pemberat boleh diletakkan (hab kipas, cincin hujung motor, bahu aci). Selalunya pada kedudukan paksi yang berbeza daripada galas.
Menukar Uper daripada aras toleransi ke aras pembetulan memerlukan pengetahuan tentang geometri rotor. Bagi rotor tidak simetri atau tergantung, penukaran ini boleh mengubah dengan ketara toleransi bagi setiap aras. The Balanset-1A mengendalikan penukaran ini secara automatik apabila dimensi rotor dimasukkan.
Jenis-jenis Mesin Penyeimbang
Dua jenis mesin asas mencerminkan prinsip pengukuran fizikal yang berbeza:
- Pendakap lembut: Frekuensi semula jadi suspensi jauh di bawah kelajuan operasi → ukuran mesin anjakan. Memerlukan penentukuran untuk setiap rotor baru. Bermakna secara sejarah; semakin kurang digunakan.
- Galas keras: Frekuensi semula jadi suspensi jauh melebihi kelajuan operasi → ukuran mesin paksa. Dikalibrasi secara kekal — menerima rotor yang berbeza tanpa kalibrasi individu. Jenis moden yang dominan.
Alat imbangan lapangan seperti Balanset-1A menggunakan prinsip yang berbeza: ia bukan "mesin" dalam erti ISO tetapi menggunakan galas dan penyokong rotor itu sendiri sebagai sistem pengukuran, dengan menggunakan kaedah berat uji (koefisien pengaruh) untuk menentukan pembetulan tanpa memerlukan mesin penyeimbangan khusus.
Rujukan Salib: Di Mana Setiap Istilah Digunakan
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Menggunakan semua istilah toleransi dan kualiti — G-grade, Uper, keseimbangan toleransi, ketidakseimbangan baki. Pengguna utama perbendaharaan kata ini.
ISO 14694: Menggunakan istilah rotor (tegar), istilah ketidakseimbangan, dan meluaskan dengan kategori aplikasi BV khusus kipas, gred keseimbangan dan jadual had getaran.
ISO 10816 / ISO 20816: Menggunakan istilah pengukuran — halaju getaran, RMS, titik pengukuran perumah galas.
ISO 21940-12: Meluaskan definisi rotor fleksibel dengan prosedur berbilang kelajuan dan berbilang satah.
API 610 / API 617: Standard petroleum merujuk kepada gred ISO 1940 G dan terminologi ketidakseimbangan bagi spesifikasi pam dan pemampat.
ISO 1940-2 → ISO 21940-14: Peralihan
ISO 21940-14:2012 secara rasmi telah membatalkan dan menggantikan ISO 1940-2:1997, yang merupakan semakan teknikalnya — perubahan utama ialah peluasan kebolehgunaannya kepada rotor dengan tingkah laku fleksibel. Kosa kata pengimbangan mengikuti laluan berasingan: ISO 1925 telah disemak menjadi ISO 21940-2. Penomboran ISO 21940 mencerminkan penyepaduan ke dalam siri ISO 21940 yang komprehensif yang meliputi semua aspek pengimbangan rotor. Penamaan lama masih muncul secara meluas dalam literatur industri.
Standard rasmi: ISO 21940-14:2012 (menggantikan ISO 1940-2) di ISO Store →
Soalan Lazim — ISO 1940-2
Ralat keseimbangan, peralihan ISO 21940, dan istilah pengimbangan
Artikel Glossari Berkaitan
Bercakap Bahasa — Dengan Alat yang Betul
Pengimbang Vibromera melaksanakan kosa kata ISO secara langsung: pemilihan gred G, vektor ketidakseimbangan, satah pembetulan, perbandingan ketidakseimbangan baki berbanding had dibenarkan — semuanya dalam satu instrumen mudah alih.
Lihat Peralatan Penyeimbangan →
