ISO 21940-11: Drgania mechaniczne – Wyważanie wirników – Część 11: Procedury i tolerancje dla wirników o sztywnym zachowaniu

Streszczenie

Norma ISO 21940-11 to nowoczesna, autorytatywna norma dotycząca równoważenia sztywne wirniki. Oficjalnie zastępuje bardzo dobrze znany i szeroko stosowany ISO 1940-1 standard. Ten zaktualizowany dokument zapewnia kompleksowe ramy do określania, osiągania i weryfikacji jakości wyważenia wirników, które nie odkształcają się znacząco przy prędkości roboczej. Zachowuje on podstawowe założenia swojego poprzednika, takie jak klasy G, ale je udoskonala, rozszerza listę typów maszyn i zawiera bardziej szczegółowe wytyczne proceduralne dla bardziej niezawodnego procesu wyważania.

Spis treści (Struktura koncepcyjna)

Norma jest skonstruowana tak, aby logicznie prowadzić użytkownika przez cały proces równoważenia – od specyfikacji po weryfikację:

1. 1. Wymagania dotyczące zakresu i równowagi:

   Niniejszy wstępny rozdział definiuje zakres normy, precyzując, że ma ona zastosowanie wyłącznie do wirników charakteryzujących się sztywnością. Wirnik sztywny definiuje się jako taki, który można skorygować w dwóch dowolnych płaszczyznach, a po korekcie jego niewyważenie resztkowe nie przekracza znacząco określonej tolerancji przy dowolnej prędkości, aż do maksymalnej prędkości roboczej. Rozdział określa fundamentalny cel wyważania: zmniejszenie mimośrodowości masy do poziomu, przy którym siły odśrodkowe i drgania spowodowane niewyważeniem resztkowym są akceptowalnie niskie dla zamierzonego zastosowania maszyny. Ustanawia on podstawy, wyjaśniając założenia i cele procesu wyważania wirników sztywnych.

2. 2. Specyfikacja tolerancji wyważenia:

   To centralny rozdział, który definiuje, „jak dobra” powinna być praca równowagi. Kontynuuje on uznaną na całym świecie koncepcję Klasy jakości równowagi (G) z poprzedniej normy ISO 1940-1. Klasa G to stała wartość reprezentująca iloczyn mimośrodowości wirnika (e) i jego maksymalnej prędkości roboczej (Ω), gdzie G = e·Ω. W tym rozdziale zamieszczono obszerną i zaktualizowaną tabelę zawierającą setki różnych typów wirników – od małych armatur elektrycznych po potężne turbiny parowe – i przypisano każdemu z nich zalecaną klasę G. Korzystając z tej tabeli, inżynier może określić klasę G (np. G6.3 dla pomp, G2.5 dla turbin). Norma podaje następnie kluczowy wzór umożliwiający przekształcenie tej klasy w praktyczną, mierzalną tolerancję: dopuszczalne resztkowe niewyważenie właściwe (mi_za), która jest następnie mnożona przez masę wirnika, aby uzyskać ostateczną tolerancję niewyważenia w jednostkach takich jak gramy i milimetry.

3. 3. Przydział tolerancji do płaszczyzn korekcyjnych:

   W tym rozdziale przedstawiono podstawowe ramy matematyczne do wyważania dwupłaszczyznowego. Po obliczeniu całkowitego dopuszczalnego niewyważenia resztkowego dla całego wirnika (na podstawie klasy G), wartość ta musi zostać rozłożona między dwie wybrane płaszczyzny. płaszczyzny korekcyjneW tej sekcji przedstawiono szczegółowe wzory i diagramy wektorowe, które pomogą technikowi wyważania prawidłowo rozłożyć całkowitą tolerancję na poszczególne tolerancje dla każdej płaszczyzny. Wyjaśniono w niej, że rozkład ten zależy od geometrii wirnika, a konkretnie od odległości płaszczyzn korekcji od środka ciężkości wirnika i położenia łożysk. Przestrzeganie tych procedur alokacji ma kluczowe znaczenie dla korekty obu tych aspektów. statyczność i brak równowagi par i zapewnienie, że siły dynamiczne na łożyskach zostaną zminimalizowane na całej długości wirnika.

4. 4. Procedury weryfikacji niewyważenia resztkowego:

   W tym rozdziale opisano metodologię ostatecznego testu akceptacyjnego wyważarka. Po finale ciężarki korekcyjne Po zastosowaniu korekcji przeprowadzana jest weryfikacja. Norma stanowi, że maszyna powinna mierzyć niewyważenie resztkowe w każdej płaszczyźnie korekcji. Zmierzone wartości są następnie porównywane z tolerancjami poszczególnych płaszczyzn obliczonymi w poprzednim kroku. Wirnik uznaje się za pomyślnie wyważony tylko wtedy, gdy zmierzone niewyważenie resztkowe w *obu* płaszczyznach jest mniejsze lub równe określonej tolerancji dla każdej z nich. W tej sekcji podkreślono znaczenie użycia prawidłowo skalibrowanej wyważarki i uwzględnienia ewentualnych błędów narzędzi, aby zapewnić dokładność i wiarygodność pomiaru weryfikacyjnego.

5. 5. Raportowanie:

   Aby zapewnić pełną identyfikowalność i jasną komunikację wyników wyważania, ten ostatni rozdział określa minimalne informacje, które muszą zostać udokumentowane w formalnym raporcie wyważania. Obejmuje to dane administracyjne (takie jak data i nazwisko operatora), pełną identyfikację wirnika (numer części, numer seryjny) oraz wszystkie kluczowe parametry wyważania. Co najważniejsze, raport musi zawierać określony stopień jakości wyważenia (np. G6.3), maksymalną prędkość obrotową wirnika i jego masę. Raport musi następnie jasno udokumentować początkowe pomiary niewyważenia oraz, co najważniejsze, ostateczne zmierzone wartości niewyważenia resztkowego dla każdej płaszczyzny korekcji, potwierdzając, że mieszczą się one poniżej obliczonych tolerancji. Tworzy to trwały, weryfikowalny zapis potwierdzający, że wirnik został wyważony zgodnie z normą.

Kluczowe koncepcje i aktualizacje

• Modernizacja normy ISO 1940-1: Niniejsza norma jest oficjalnym następcą normy ISO 1940-1. Zachowuje te same fundamentalne zasady, ale reorganizuje treść, aktualizuje tabele klasy G, dodając więcej typów wirników, oraz zapewnia jaśniejsze i bardziej precyzyjne wytyczne proceduralne. Główna formuła pozostaje taka sama.
• Nacisk na proces: W porównaniu do poprzedniej wersji norma ISO 21940-11 kładzie większy nacisk na cały proces wyważania — od określenia tolerancji, przez jej prawidłowe przydzielenie pomiędzy płaszczyznami, po prawidłową weryfikację końcowego wyniku.
• Założenie sztywnego wirnika: Należy pamiętać, że norma ta dotyczy wyłącznie wirników *sztywnych*. Są to wirniki, w których rozkład niewyważenia nie zmienia się znacząco po osiągnięciu prędkości roboczej. W przypadku wirników, które uginają się lub odkształcają pod wpływem prędkości, bardziej złożone procedury ISO 21940-12 (do wirników giętkich) należy stosować.
• Oceny G pozostają w centrum: Koncepcja klas jakości wyważenia (G) pozostaje podstawą normy, zapewniając prosty, ale skuteczny sposób określania wymaganej precyzji dla szerokiej gamy maszyn.

← Powrót do indeksu głównego