ISO 21940-11: Vibração mecânica – Balanceamento de rotores – Parte 11: Procedimentos e tolerâncias para rotores com comportamento rígido

Resumo

A ISO 21940-11 é a norma moderna e autorizada para o balanceamento de rotores rígidos. Ele substitui oficialmente o muito conhecido e amplamente utilizado ISO 1940-1 Padrão. Este documento atualizado fornece uma estrutura abrangente para especificar, alcançar e verificar a qualidade do balanceamento de rotores que não se deformam significativamente em sua velocidade de serviço. Ele mantém os conceitos básicos de seu antecessor, como os graus G, mas os refina, expande a lista de tipos de máquinas e fornece orientações processuais mais detalhadas para um processo de balanceamento mais robusto.

Índice (Estrutura Conceitual)

O padrão é estruturado para guiar o usuário logicamente por todo o processo de balanceamento, da especificação à verificação:

1. 1. Requisitos de escopo e balanceamento:

   Este capítulo inicial define o foco da norma, especificando que ela se aplica exclusivamente a rotores que apresentam comportamento rígido. Um rotor rígido é definido como aquele que pode ser corrigido em quaisquer dois planos arbitrários e, após a correção, seu desbalanceamento residual não excede significativamente a tolerância especificada em qualquer velocidade até a velocidade máxima de serviço. O capítulo estabelece o objetivo fundamental do balanceamento: reduzir a excentricidade da massa a um nível em que as forças centrífugas e as vibrações causadas pelo desbalanceamento remanescente sejam aceitavelmente baixas para a operação pretendida da máquina. Ele prepara o cenário ao esclarecer as premissas e os objetivos subjacentes do processo de balanceamento de rotores rígidos.

2. 2. Especificação de tolerância de equilíbrio:

   Este é o capítulo central para definir o quão bom um trabalho de equilíbrio precisa ser. Ele leva adiante o conceito internacionalmente reconhecido de Notas de qualidade de equilíbrio (G) da norma anterior ISO 1940-1. Um Grau G é um valor constante que representa o produto da excentricidade do rotor (e) e sua velocidade máxima de serviço (Ω), onde G = e · Ω. Este capítulo fornece uma tabela extensa e atualizada listando centenas de tipos diferentes de rotores — de pequenas armaduras elétricas a enormes turbinas a vapor — e atribui um Grau G recomendado a cada um. Usando esta tabela, um engenheiro pode especificar um Grau G (por exemplo, G6.3 para bombas, G2.5 para turbinas). A norma então fornece a fórmula crucial para converter este grau em uma tolerância prática e mensurável: o desequilíbrio específico residual admissível (e_por), que é então multiplicado pela massa do rotor para obter a tolerância de desequilíbrio final em unidades como gramas-milímetros.

3. 3. Atribuição de Tolerância aos Planos de Correção:

   Este capítulo fornece a estrutura matemática essencial para o balanceamento de dois planos. Uma vez calculado o desequilíbrio residual total admissível para todo o rotor (a partir do Grau G), este valor deve ser distribuído entre os dois planos escolhidos. planos de correçãoEsta seção oferece fórmulas explícitas e diagramas vetoriais para orientar o técnico de balanceamento sobre como distribuir corretamente a tolerância total em tolerâncias individuais para cada plano. Explica que a distribuição depende da geometria do rotor, especificamente da distância dos planos de correção do centro de gravidade do rotor e das localizações dos mancais. A adesão a esses procedimentos de alocação é fundamental para a correção de ambos. desequilíbrio estático e de casal e garantir que as forças dinâmicas nos rolamentos sejam minimizadas ao longo do comprimento do rotor.

4. 4. Procedimentos para Verificação do Desequilíbrio Residual:

   Este capítulo descreve a metodologia para o teste de aceitação final no máquina de balanceamento. Depois da final pesos de correção Após a aplicação de todos os parâmetros, é realizada uma verificação. A norma especifica que a máquina deve medir o desequilíbrio remanescente em cada plano de correção. Os valores medidos são então comparados às tolerâncias individuais dos planos, calculadas na etapa anterior. Considera-se que o rotor passou no procedimento de balanceamento somente se o desequilíbrio residual medido em *ambos* os planos for menor ou igual à tolerância especificada para cada plano. Esta seção enfatiza a importância de usar uma máquina de balanceamento devidamente calibrada e de levar em conta quaisquer erros de ferramental para garantir que a medição de verificação seja precisa e confiável.

5. 5. Relatórios:

   Para garantir a rastreabilidade total e a comunicação clara dos resultados do balanceamento, este capítulo final especifica as informações mínimas que devem ser documentadas em um relatório formal de balanceamento. Isso inclui detalhes administrativos (como a data e o nome do operador), uma identificação completa do rotor (número da peça, número de série) e todos os principais parâmetros de balanceamento. Fundamentalmente, o relatório deve declarar o grau de qualidade de balanceamento especificado (por exemplo, G6.3), a velocidade máxima de serviço do rotor e sua massa. O relatório deve então documentar claramente as medições iniciais de desbalanceamento e, mais importante, os valores finais de desbalanceamento residual medidos para cada plano de correção, confirmando que estão abaixo das tolerâncias calculadas. Isso cria um registro permanente e verificável de que o rotor foi balanceado de acordo com a norma.

Principais conceitos e atualizações

• Modernização da ISO 1940-1: Esta norma é a substituição oficial da ISO 1940-1. Ela mantém os mesmos princípios fundamentais, mas reorganiza o conteúdo, atualiza as tabelas de classificação G com mais tipos de rotores e fornece orientações de procedimento mais claras e explícitas. A fórmula básica permanece a mesma.
• Ênfase no Processo: Em comparação com sua antecessora, a ISO 21940-11 dá mais ênfase a todo o *processo* de balanceamento, desde a especificação da tolerância até a alocação correta entre os planos e a verificação adequada do resultado final.
• Suposição de rotor rígido: É fundamental lembrar que esta norma se aplica apenas a rotores *rígidos*. Estes são rotores cuja distribuição de desbalanceamento não se altera significativamente quando o rotor atinge sua velocidade de serviço. Para rotores que se dobram ou deformam em velocidade, os procedimentos mais complexos em ISO 21940-12 (para rotores flexíveis) deve ser usado.
• As notas G permanecem centrais: O conceito de Graus de Qualidade de Balanceamento (G) continua sendo a base do padrão, fornecendo uma maneira simples, porém poderosa, de especificar a precisão necessária para uma ampla gama de máquinas.

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