ISO 21940-11: Mekanisk vibrasjon – Rotorbalansering – Del 11: Prosedyrer og toleranser for rotorer med stiv oppførsel

Sammendrag

ISO 21940-11 er den moderne og autoritative standarden for balansering av stive rotorerDen erstatter offisielt den svært kjente og mye brukte ISO 1940-1 standard. Dette oppdaterte dokumentet gir et omfattende rammeverk for å spesifisere, oppnå og verifisere balanseringskvaliteten til rotorer som ikke deformeres vesentlig ved driftshastighet. Det beholder kjernekonseptene fra forgjengeren, som G-kvalitetene, men forbedrer dem, utvider listen over maskintyper og gir mer detaljert prosedyreveiledning for en mer robust balanseringsprosess.

Innholdsfortegnelse (konseptuell struktur)

Standarden er strukturert for å veilede brukeren logisk gjennom hele balanseringsprosessen, fra spesifikasjon til verifisering:

1. 1. Omfang og balanseringskrav:

   Dette innledende kapittelet definerer standardens fokus, og spesifiserer at den utelukkende gjelder rotorer som viser stiv oppførsel. En stiv rotor er definert som en som kan korrigeres i to vilkårlige plan, og etter korrigering overstiger den gjenværende ubalansen ikke vesentlig den spesifiserte toleransen ved noen hastighet opp til maksimal driftshastighet. Kapittelet etablerer det grunnleggende målet med balansering: å redusere masseeksentrisiteten til et nivå der sentrifugalkreftene og vibrasjonene forårsaket av den gjenværende ubalansen er akseptabelt lave for maskinens tiltenkte drift. Det setter scenen ved å avklare de underliggende forutsetningene og målene for balanseringsprosessen for den stive rotor.

2. 2. Spesifikasjon for balansetoleranse:

   Dette er det sentrale kapittelet for å definere «hvor god» en balansert jobb må være. Det viderefører det internasjonalt anerkjente konseptet om Balansekvalitetskarakterer (G) fra den forrige ISO 1940-1-standarden. En G-grad er en konstant verdi som representerer produktet av rotorens eksentrisitet (e) og dens maksimale driftshastighet (Ω), hvor G = e·Ω. Dette kapittelet gir en omfattende og oppdatert tabell som viser hundrevis av forskjellige rotortyper – fra små elektriske ankere til massive dampturbiner – og tilordner en anbefalt G-grad til hver. Ved hjelp av denne tabellen kan en ingeniør spesifisere en G-grad (f.eks. G6,3 for pumper, G2,5 for turbiner). Standarden gir deretter den avgjørende formelen for å konvertere denne graden til en praktisk, målbar toleranse: den tillatte gjenværende spesifikke ubalansen (e_per), som deretter multipliseres med rotormassen for å få den endelige ubalansetoleransen i enheter som gram-millimeter.

3. 3. Tildeling av toleranse til korreksjonsplan:

   Dette kapittelet gir det grunnleggende matematiske rammeverket for toplansbalansering. Når den totale tillatte gjenværende ubalansen for hele rotoren er beregnet (fra G-graden), må denne verdien fordeles mellom de to valgte korreksjonsplanDenne delen tilbyr eksplisitte formler og vektordiagrammer for å veilede balanseringsteknikeren i hvordan man korrekt fordeler den totale toleransen i individuelle toleranser for hvert plan. Den forklarer at fordelingen avhenger av rotorens geometri, nærmere bestemt avstanden til korreksjonsplanene fra rotorens tyngdepunkt og lagerplasseringene. Det er avgjørende å følge disse fordelingsprosedyrene for å korrigere begge deler. statisk og parubalanse og sørge for at de dynamiske kreftene ved lagrene minimeres over hele rotorens lengde.

4. 4. Prosedyrer for å verifisere gjenværende ubalanse:

   Dette kapittelet beskriver metodikken for den endelige aksepttesten på balanseringsmaskinEtter finalen korreksjonsvekter har blitt brukt, utføres en verifiseringskjøring. Standarden spesifiserer at maskinen skal måle den gjenværende ubalansen i hvert korreksjonsplan. De målte verdiene sammenlignes deretter med de individuelle plantoleransene som ble beregnet i forrige trinn. Rotoren anses å ha bestått balanseringsprosedyren bare hvis den målte gjenværende ubalansen i *begge* plan er mindre enn eller lik den spesifiserte toleransen for hvert plan. Denne delen understreker viktigheten av å bruke en riktig kalibrert balanseringsmaskin og ta hensyn til eventuelle verktøyfeil for å sikre at verifiseringsmålingen er nøyaktig og pålitelig.

5. 5. Rapportering:

   For å sikre full sporbarhet og tydelig kommunikasjon av balanseringsresultatene, spesifiserer dette siste kapittelet minimumsinformasjonen som må dokumenteres i en formell balanseringsrapport. Dette inkluderer administrative detaljer (som dato og operatørens navn), en fullstendig identifikasjon av rotoren (delenummer, serienummer) og alle viktige balanseringsparametere. Det viktigste er at rapporten må angi den spesifiserte balanseringskvalitetsgraden (f.eks. G6.3), rotorens maksimale driftshastighet og dens masse. Rapporten må deretter tydelig dokumentere de første ubalansemålingene og, viktigst av alt, de endelige målte restubalanseverdiene for hvert korreksjonsplan, og bekrefte at de er under de beregnede toleransene. Dette skaper en permanent, verifiserbar registrering av at rotoren er balansert i samsvar med standarden.

Viktige konsepter og oppdateringer

• Modernisering av ISO 1940-1: Denne standarden er den offisielle erstatningen for ISO 1940-1. Den opprettholder de samme grunnleggende prinsippene, men omorganiserer innholdet, oppdaterer G-klassetabellene med flere rotortyper og gir tydeligere og mer eksplisitt prosedyremessig veiledning. Kjerneformelen forblir den samme.
• Vektlegging av prosessen: Sammenlignet med forgjengeren legger ISO 21940-11 mer vekt på hele balanserings-*prosessen*, fra å spesifisere toleransen til å fordele den riktig mellom plan og verifisere sluttresultatet på riktig måte.
• Antagelse om stiv rotor: Det er viktig å huske at denne standarden kun gjelder for *stive* rotorer. Dette er rotorer der ubalansefordelingen ikke endres vesentlig når rotoren bringes opp til driftshastighet. For rotorer som bøyer eller deformeres ved hastighet, er de mer komplekse prosedyrene i ISO 21940-12 (for fleksible rotorer) må brukes.
• G-karakterer forblir sentrale: Konseptet med balanserte kvalitetsgrader (G) er fortsatt hjørnesteinen i standarden, og gir en enkel, men kraftig måte å spesifisere den nødvendige presisjonen for et bredt spekter av maskiner.

← Tilbake til hovedindeksen