Forstå balansekvalitetskarakterer (G-karakterer)

Definisjon: Hva er en balansert kvalitetsgrad?

A Balanse kvalitetskarakter, ofte referert til som en «G-grad», er en standardisert klassifisering definert i ISO 1940-1 og ISO 21940-11 standardene som spesifiserer maksimal tillatt gjenværende ubalanse for en rotor. Det er ikke et mål på vibrasjon i seg selv, men snarere en toleranse for ubalanse basert på rotorens masse og maksimale driftshastighet. G-graden representerer en konstant periferihastighet for rotorens massesenter, uttrykt i millimeter per sekund (mm/s). Et lavere G-tall betyr en strengere toleranse og et krav til høyere presisjonsbalanse.

Formålet med G-klassesystemet

G-gradesystemet ble utviklet for å skape en universell, standardisert metode for å spesifisere hvor godt en rotor må balanseres. I stedet for vagt å si at «rotoren må være godt balansert», kan ingeniører spesifisere et presist, verifiserbart mål som «Balanse til G6.3». Dette systemet gir et felles språk for produsenter, vedlikeholdsteam og kunder, og sikrer at utstyr oppfyller de nødvendige driftsstandardene for pålitelighet og sikkerhet. De primære målene er å:

• Begrens vibrasjoner forårsaket av ubalanse til akseptable nivåer.
• Minimer dynamiske krefter på lagrene, og forleng levetiden deres.
• Sørg for at rotoren kan operere trygt opp til maksimal designhastighet.
• Sørg for et tydelig, målbart akseptkriterium for nytt og reparert utstyr.

Hvordan bestemmes kvalitetskarakterene for balanse?

ISO-standardene gir en omfattende tabell som anbefaler G-kvaliteter for hundrevis av forskjellige typer roterende komponenter. Valget av en spesifikk kvalitet avhenger av faktorer som:

• Maskintype: En høyhastighetsturbin krever en mye bedre balanse (lavere G-grad) enn en landbruksmaskin med lav hastighet.
• Rotormasse: Lettere rotorer er ofte mer følsomme for ubalanse.
• Driftshastighet: Jo høyere hastighet, desto større er sentrifugalkraften fra en gitt ubalanse, og dermed kreves en bedre balanse.
• Støttestruktur: Rotorer på fleksible støtter kan trenge en bedre balanse enn de på stive fundamenter.

Eksempler på vanlige kvalitetsgrader for balanse (fra ISO 1940-1)

Følgende liste illustrerer det brede spekteret av bruksområder og deres tilhørende G-grader, fra laveste til høyeste presisjon:

• G40: Bilhjul, veivakseldrift for trege motorer.
• G 16: Deler til landbruksmaskiner, drivaksler.
• G 6.3: Standardkvalitet for mange industrikomponenter som elektriske motorarmaturer, pumpehjul, vifter og prosessanleggsmaskineri. Dette er en av de mest vanlige spesifiserte kvalitetene.
• G 2.5: Høyhastighets- og høypresisjonskomponenter, som gass- og dampturbiner, turbokompressorer, maskinverktøydrev og turbogeneratorrotorer.
• G 1.0: Slipemaskindrev, svært små og høyhastighets ankere.
• G 0,4: Det høyeste presisjonsnivået for komponenter som gyroskoper, presisjonsslipespindler og utstyr for halvlederindustrien.

Beregning av tillatt gjenværende ubalanse

G-graden brukes i en formel for å beregne den maksimalt tillatte gjenværende ubalansen (U_per) som kan bli værende i rotoren etter balansering.

U_per (i g·mm) = (9550 × Rotormasse [kg] × G-kvalitet [mm/s]) / Maks. driftshastighet [o/min]

Denne formelen forteller balanseringsteknikeren det spesifikke målet de må oppnå. For eksempel vil en rotor på 100 kg med en makshastighet på 3000 o/min, balansert til G6.3, ha en tillatt gjenværende ubalanse på (9550 * 100 * 6.3) / 3000 ≈ 2005,5 g·mm. Denne totale ubalansen fordeles deretter vanligvis mellom de to korreksjonsplanene.

← Tilbake til hovedindeksen