Czym jest tolerancja wyważania? Normy i obliczenia • Przenośna wyważarka, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest tolerancja wyważania? Normy i obliczenia • Przenośna wyważarka, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest tolerancja równoważenia? Normy i obliczenia

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie tolerancji równoważenia

Definicja: Czym jest tolerancja równoważenia?

Równoważenie tolerancji jest maksymalną dopuszczalną ilością niewyważenie resztkowe który może pozostać w wirniku po równoważenie jest zakończony. Stanowi kryterium akceptacji, które definiuje, czy wirnik jest odpowiednio wyważony do zamierzonego zastosowania. Tolerancja wyważenia jest wyrażona albo jako określona masa niewyważenia przy danym promieniu (w gramo-milimetrach lub uncjach-calach), albo jako amplituda drgań (w mm/s lub milach).

Tolerancje są określone przez normy międzynarodowe, przede wszystkim ISO 21940 Seria norm, które określają klasy jakości wyważania w oparciu o typ wirnika, prędkość obrotową i zastosowanie. Normy te zapewniają spójne, bezpieczne i efektywne wyważanie w różnych branżach i typach urządzeń.

Dlaczego równoważenie tolerancji ma znaczenie

Ustalenie odpowiednich tolerancji wyważania jest kluczowe z kilku powodów:

  • Bezpieczeństwo: Nadmierne niewyważenie resztkowe może doprowadzić do awarii maszyny, stwarzając zagrożenie bezpieczeństwa personelu i sprzętu.
  • Trwałość sprzętu: Praca w ramach tolerancji minimalizuje zużycie łożysk, uszczelnień i elementów konstrukcyjnych wywołane wibracjami, wydłużając tym samym żywotność urządzenia.
  • Zapewnienie jakości: Tolerancje zapewniają obiektywne kryteria akceptacji umożliwiające zrównoważenie pracy i zagwarantowanie spójnej jakości.
  • Równowaga ekonomiczna: Tolerancje stanowią praktyczny kompromis pomiędzy kosztami osiągnięcia idealnej równowagi (co jest niemożliwe) a akceptowalną wydajnością operacyjną.
  • Zgodność ze standardami branżowymi: Spełnienie uznanych tolerancji świadczy o przestrzeganiu najlepszych praktyk branżowych i może być wymagane przepisami lub gwarancjami.

ISO 21940-11: Norma podstawowa

Norma ISO 21940-11 (dawniej ISO 1940-1) to uznawana na całym świecie norma dotycząca wymagań jakościowych wag. Definiuje ona szereg klas jakości wag, oznaczanych jako klasy G, gdzie G oznacza “klasę jakości wag”, a wartość liczbowa reprezentuje specyficzną mimośrodowość niewyważenia w milimetrach na sekundę.

Klasy jakości Common Balance (klasy G)

Norma definiuje klasy G w zakresie od G 0,4 (najwyższa precyzja) do G 4000 (najniższa precyzja). Typowe klasy obejmują:

  • 0,4: Wrzeciona szlifierek precyzyjnych, żyroskopy (najwyższa precyzja)
  • Wersja G 1.0: Wrzeciona obrabiarek o wysokiej precyzji, turbosprężarki
  • G2.5: Turbiny gazowe i parowe, sztywne wirniki turbogeneratorów, sprężarki, napędy obrabiarek
  • 6.3: Większość maszyn ogólnego przeznaczenia, wirniki silników elektrycznych (2-biegunowe), wirówki, wentylatory, pompy
  • G16: Maszyny rolnicze, kruszarki, silniki wysokoprężne wielocylindrowe
  • G 40: Sprzęt wolnoobrotowy, sztywno montowane czterocylindrowe silniki wysokoprężne

Niższe wartości G oznaczają mniejsze tolerancje (mniejsze dopuszczalne niewyważenie), podczas gdy wyższe wartości G dopuszczają większe resztkowe niewyważenie.

Obliczanie tolerancji wyważania

Dopuszczalne niewyważenie resztkowe zależy od trzech czynników: masy wirnika, jego prędkości roboczej oraz wybranej klasy wyważenia. Obliczenia opierają się na następującej zależności:

Kalkulator tolerancji online

Aby szybko i dokładnie obliczyć dopuszczalne niewyważenie resztkowe, skorzystaj z naszego Kalkulator tolerancji niewyważenia resztkowego. Kalkulator automatycznie oblicza wartości tolerancji na podstawie norm ISO 1940/21940 dla różnych typów maszyn, masy wirnika i prędkości roboczej, z możliwością wyważania w jednej lub dwóch płaszczyznach.

Wzór na dopuszczalne niewyważenie resztkowe

Uza = (G × M) / (ω / 1000)

Gdzie:

  • Uza = Dopuszczalne niewyważenie resztkowe (gramo-milimetry lub g·mm)
  • G = Ocena jakości równowagi (np. 6,3 dla G 6,3)
  • M = Masa wirnika (kilogramy)
  • ω = Prędkość kątowa (radiany na sekundę) = (2π × obr./min) / 60

Uproszczona formuła wykorzystująca RPM

Do celów praktycznych wzór można uprościć do następującego:

Uza (g·mm) = (9549 × G × M) / obr./min

Gdzie:

  • M = Masa wirnika w kilogramach
  • obr./min = Prędkość serwisowa w obrotach na minutę
  • G = Numer klasy jakości równowagi

Przykładowe obliczenia

Rozważmy wirnik silnika o następujących parametrach:

  • Masa: 50 kg
  • Prędkość robocza: 3000 obr./min
  • Wymagana jakość równowagi: G 6.3

Uza = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm

Oznacza to, że maksymalne dopuszczalne niewyważenie resztkowe dla tego wirnika wynosi około 100 g·mm. Jeśli promień płaszczyzny korekcji wynosi 100 mm, odpowiada to 1,0 gramowi niewyważenia resztkowego przy tym promieniu.

Możesz sprawdzić to obliczenie lub obliczyć tolerancje dla różnych typów maszyn, korzystając z naszego kalkulator online.

Tolerancje pojedynczej i dwóch płaszczyzn

Obliczona tolerancja dotyczy całkowitego niewyważenia w jednej płaszczyźnie dla wyważanie jednopłaszczyznowe. Dla wyważanie dwupłaszczyznowe (dynamiczne), Norma ISO 21940-11 zawiera wytyczne dotyczące rozkładu całkowitej tolerancji pomiędzy dwiema płaszczyznami korekcji, zazwyczaj przydzielając tolerancję każdej płaszczyźnie na podstawie odległości pomiędzy płaszczyznami i geometrii wirnika.

Tolerancja oparta na wibracjach

Chociaż norma ISO 21940-11 określa limity masy niewyważenia, wyważanie w terenie często wykorzystuje amplitudę drgań jako kryterium akceptacji, ponieważ jest ona mierzona bezpośrednio. Tolerancje oparte na drganiach są zazwyczaj definiowane przez:

Seria ISO 20816

Normy te określają dopuszczalne limity drgań dla różnych typów maszyn w oparciu o prędkość średniokwadratową (mm/s lub cale/s). Typowe strefy obejmują:

  • Strefa A: Maszyny nowo uruchomione (bardzo niskie wibracje)
  • Strefa B: Dopuszczalne do długotrwałej eksploatacji
  • Strefa C: Dopuszczalne przez ograniczony czas, należy zaplanować działania naprawcze
  • Strefa D: Niedopuszczalne, wymagane natychmiastowe działanie naprawcze

Praktyczne kryteria terenowe

Wielu techników zajmujących się wyważaniem stosuje się do poniższych zasad:

  • Wibracje zredukowane do poziomu poniżej 25% poziomu początkowego = udane wyważenie
  • Drgania bezwzględne poniżej 2,8 mm/s (0,11 cala/s) = ogólnie akceptowalne dla większości urządzeń przemysłowych
  • Drgania resztkowe poniżej 1,0 mm/s (0,04 cala/s) = doskonała równowaga

Czynniki wpływające na osiągalną tolerancję

Możliwość spełnienia tolerancji równoważenia zależy od kilku czynników praktycznych:

1. Możliwości sprzętu

  • Dokładność pomiaru przyrządów wyważających
  • Czułość czujników drgań
  • Rozdzielczość rozmieszczenia ciężarków (jak dokładnie ciężarki mogą być rozmieszczane)

2. Charakterystyka wirnika i maszyny

  • Stan mechaniczny (luźności, zużycie łożysk, problemy z fundamentem mogące uniemożliwić osiągnięcie ścisłych tolerancji)
  • Działa w lub w pobliżu prędkości krytyczne utrudnia precyzyjne wyważanie
  • Nieliniowość w odpowiedzi układu

3. Ograniczenia praktyczne

  • Dostępność płaszczyzny korekcyjne
  • Dostępne przyrosty ciężaru (można dodawać ciężary tylko w określonych ilościach)
  • Rozdzielczość kątowa otworów montażowych lub punktów mocowania

Tolerancja kontra zdolność równoważenia

Ważne jest, aby rozróżniać pomiędzy:

  • Określona tolerancja: Maksymalne dopuszczalne niewyważenie resztkowe określone w normach lub specyfikacjach
  • Osiągalna równowaga: Rzeczywisty poziom równowagi, który można osiągnąć w praktyce, biorąc pod uwagę możliwości i ograniczenia sprzętu
  • Równowaga ekonomiczna: Punkt, po przekroczeniu którego dalsza poprawa nie jest opłacalna

W przypadku większości zastosowań przemysłowych wyważanie maszyn w terenie wymaga uzyskania poziomów niewyważenia 2–3 razy lepszych od wymaganej tolerancji, co oznacza doskonałą pracę i gwarantuje margines na niedokładność pomiarów i odchylenia operacyjne.

Dokumentacja i akceptacja

Prawidłowa dokumentacja tolerancji wyważania obejmuje:

  • Określony G-klasa lub wartość tolerancji
  • Obliczone dopuszczalne niewyważenie resztkowe (Uza)
  • Zmierzone niewyważenie resztkowe po wyważeniu
  • Porównanie pokazujące zgodność: Zmierzone ≤ Dozwolone
  • Podpis lub adnotacja potwierdzająca akceptację

Dokumentacja ta dostarcza obiektywnych dowodów na to, że prace wyważające spełniają specyfikacje i może służyć jako punkt odniesienia dla przyszłych ocen konserwacyjnych.

Kiedy stosować mniejsze lub większe tolerancje

Węższe tolerancje są uzasadnione, gdy:

  • Praca z dużą prędkością (krytyczna dla bezpieczeństwa i żywotności łożysk)
  • Sprzęt precyzyjny wymagający minimalnych wibracji
  • Lekkie lub elastyczne konstrukcje wrażliwe na drgania
  • Sprzęt znajdujący się w pobliżu procesów lub przyrządów wrażliwych na wibracje

Luźniejsze tolerancje są dopuszczalne, gdy:

  • Sprzęt wolnobieżny i ciężki
  • Solidna konstrukcja o wysokiej odporności na wibracje
  • Sprzęt krótkotrwałego lub rzadko używanego użytku
  • Względy ekonomiczne przeważają nad stopniowym wzrostem wydajności

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp