Razumevanje klasifikacij uravnoteženih razredov
Definicija: Kaj je uravnotežena ocena?
A uravnoteženje razreda (imenovana tudi stopnja kakovosti ravnovesja ali G-razred) je standardiziran klasifikacijski sistem, ki določa zahtevano kakovost ravnotežja za različne vrste vrtljivih strojev. Opredeljen predvsem z ISO 21940-11 Standard ISO 1940-1 (prej ISO 1940-1), stopnje uravnoteženja kategorizirajo opremo glede na njene obratovalne značilnosti in ji dodelijo ustrezne tolerance uravnoteženja.
Sistem ocenjevanja zagotavlja, da vse strani – proizvajalci, vzdrževalci in končni uporabniki – pri določanju in preverjanju kakovosti uravnoteženja rotorjev delujejo v skladu z doslednimi, mednarodno priznanimi standardi.
Sistem G-Grade
Izravnalne stopnje so označene z "G", ki mu sledi številčna vrednost, na primer G 2,5, G 6,3 ali G 16. Številka predstavlja produkt dovoljenega preostanka neravnovesje ekscentričnost (v milimetrih) in kotna hitrost (v radianih na sekundo). Poenostavljeno povedano, predstavlja dovoljeno hitrost vibracij neuravnoteženosti v mm/s.
Ključno načelo
Nižja G-številka označujeta strožje zahteve glede uravnoteženosti (manjša dovoljena preostala neuravnoteženost), medtem ko višja G-številka omogoča večjo preostalo neuravnoteženost. Sistem prepozna, da imajo različne vrste opreme zelo različne potrebe glede kakovosti uravnoteženosti glede na njihovo hitrost, maso, uporabo in delovno okolje.
Pogoste stopnje uravnoteženja in njihova uporaba
Standard ISO 21940-11 opredeljuje stopnje od G 0,4 (najvišja natančnost) do G 4000 (najnižja natančnost). Tukaj so najpogostejše stopnje:
G 0,4 – Ultra visoka natančnost
Uporaba:
- Vretena brusilnih strojev
- Žiroskopi
- Oprema za precizne meritve
Značilnosti: Zahteva specializirano opremo za uravnoteženje in nadzorovano okolje. Običajno se izvaja v namenskih delavnicah za natančno uravnoteženje.
G 1.0 – Visoka natančnost
Uporaba:
- Visoko precizna vretena obdelovalnih strojev
- Turbinski polnilniki
- Visokohitrostne centrifuge
- Računalniški diskovni pogoni
Značilnosti: Zahteva skrben nadzor vseh parametrov uravnoteženja in visokokakovostno instrumentacijo.
G 2.5 – Precizna industrija
Uporaba:
- Plinske in parne turbine
- Togi rotorji turbogeneratorjev
- Kompresorji
- Pogoni za obdelovalne stroje
- Srednji in veliki elektromotorji (s posebnimi zahtevami)
- Centrifugalni separatorji
Značilnosti: Standard za visokokakovostno, hitro industrijsko opremo. Dosegljivo z dobrim uravnoteženje polja prakse.
G 6.3 – Splošna industrija (najpogostejše)
Uporaba:
- Splošni elektromotorji
- Stroji za procesno industrijo
- Centrifugalne črpalke
- Ventilatorji in puhala
- Gonila
- Rotorji za splošne stroje
- Kompresorji srednje hitrosti
Značilnosti: “Standardna” stopnja za večino industrijskih strojev. Predstavlja dobro ravnovesje med dosegljivostjo in zmogljivostjo. Z lahkoto dosegljivo s prenosno opremo za uravnoteženje.
G 16 – Težka industrija
Uporaba:
- Kardanske gredi (propelerske gredi, kardanske gredi)
- Večvaljni dizelski motorji s šestimi ali več valji
- Drobilniki
- Kmetijska mehanizacija
- Posamezne komponente motorjev
Značilnosti: Primerno za robustno opremo z nižjimi hitrostmi, kjer je toleranca na vibracije večja.
G 40 in višje – zelo težka industrijska
Uporaba:
- Štirivaljni dizelski motorji (G 40)
- Togo nameščeni stroji za počasno delovanje
- Zelo velika, počasi vrteča se oprema
Značilnosti: Uporablja se za masivno, počasno opremo, kjer visoka natančnost ravnovesja ni ekonomsko upravičena ali tehnično potrebna.
Kako izbrati ustrezno stopnjo uravnoteženja
Izbira pravilne stopnje uravnoteženja vključuje upoštevanje več dejavnikov:
1. Vrsta in zasnova opreme
Standard ISO 21940-11 vsebuje podrobne tabele, ki ujemajo vrste opreme s priporočenimi razredi. To je glavno izhodišče za izbiro razreda.
2. Delovna hitrost
Oprema za višje hitrosti običajno zahteva tesnejše ravnovesje (nižje G-število), ker se centrifugalne sile povečujejo s kvadratom hitrosti.
3. Vrsta montaže
Oprema, nameščena na fleksibilnih temeljih ali izolacijskih sistemih, pogosto prenaša višja G-števila kot togo nameščena oprema.
4. Bližina osebja
Stroji v zasedenih prostorih lahko zaradi hrupa in varnostnih razlogov zahtevajo tesnejše ravnotežje.
5. Posebne zahteve
Nekatere aplikacije (medicinska oprema, precizna proizvodnja, vesoljska industrija) zahtevajo strožje ravnovesje kot standardna industrijska praksa.
6. Ekonomski vidiki
Vsak korak k strožjemu razredu poveča stroške uravnoteženja. Izbrani razred mora ustrezati operativnim potrebam brez pretiranega določanja specifikacij.
Razmerje med stopnjo in dovoljenim neuravnoteženostjo
Izravnalna stopnja se uporablja za izračun največje dovoljene preostala neuravnoteženost za določen rotor:
Formula
Una (g·mm) = (9549 × G × M) / vrt/min
Kje:
- Una = Dovoljena preostala neuravnoteženost v gramih-milimetrih
- G = Številka stopnje kakovosti ravnovesja (npr. 6,3 za G 6,3)
- M = Masa rotorja v kilogramih
- RPM = Delovna hitrost v vrtljajih na minuto
Primer
100 kg rotor ventilatorja, ki deluje s 1500 vrt/min in je razreda G 6.3:
Una = (9549 × 6,3 × 100) / 1500 = 401 g·mm
Če je polmer korekcijske ravnine 200 mm, je to enako 2,0 gramom dovoljene preostale neuravnoteženosti.
Premisleki o večhitrostnih in spremenljivih hitrostih
Za stroje, ki delujejo v različnih hitrostih:
- Delovanje s konstantno hitrostjo: Naravnajte z normalno delovno hitrostjo
- Spremenljiva hitrost: Nagib izvajajte pri največji stalni delovni hitrosti
- Prehod skozi kritične hitrosti: Za fleksibilni rotorji, morda bo potrebna posebna pozornost do ravnotežja pri kritičnih hitrostih, kar lahko zahteva tehnike uravnoteženja modov
Preverjanje in sprejetje
Po uravnoteženje je končano, je treba doseženo kakovost ravnotežja preveriti glede na predpisano stopnjo:
Metode merjenja
- Neposredna meritev neuravnoteženosti: Na balansirnem stroju se preostala neuravnoteženost meri neposredno in primerja z Una
- Merjenje vibracij: Pri uravnoteženju na terenu se amplituda vibracij uporablja kot posredni kazalnik kakovosti uravnoteženja
Merila sprejemljivosti
Rotor se šteje za sprejemljivega, kadar:
- Izmerjena preostala neuravnoteženost ≤ izračunana Una, ALI
- Raven vibracij ustreza standardu ISO 20816 ali drugim veljavnim standardom vibracij
Zgodovinski kontekst: ISO 1940 do ISO 21940
Sistem razredov G je bil prvotno določen v standardu ISO 1940-1 (prvič objavljenem leta 1986). Leta 2016 je bila serija ISO 1940 revidirana in preštevilčena v serijo ISO 21940, pri čemer je standard ISO 21940-11 nadomestil standard ISO 1940-1. Temeljna načela in vrednosti razredov so ostali v bistvu nespremenjeni, vendar novejši standard določa:
- Posodobljene klasifikacije opreme
- Jasnejša navodila za izbiro razreda
- Boljša integracija z drugimi standardi dinamike rotorjev
- Izboljšani postopki za fleksibilne rotorje
Pogoste zmote
Zmota 1: “Tesneje je vedno bolje”
Resničnost: Pretirano določanje kakovosti uravnoteženja poveča stroške brez sorazmerne koristi. Oprema G 2.5 ne deluje nujno bolje kot oprema G 6.3 v aplikacijah, kjer je G 6.3 primeren.
Zmotno prepričanje 2: “Stopnja je neposredno enaka ravni vibracij”
Resničnost: Čeprav je G-številka povezana, predstavlja dovoljeno ekscentričnost neuravnoteženosti, ne amplitude vibracij. Dejanske vibracije so odvisne od številnih dejavnikov, ki presegajo kakovost uravnoteženosti.
Zmotno prepričanje 3: “Ena vrsta ustreza vsej opremi v obratu”
Resničnost: Različne vrste opreme zahtevajo različne stopnje trdnosti tudi znotraj istega obrata. Precizni mlinček in drobilnik imata zelo različne zahteve glede ravnotežja.
Dokumentacija in specifikacije
Pri specifikaciji uravnoteženih del mora dokumentacija jasno navesti:
- Zahtevana stopnja uravnoteženja (npr. “Uravnoteženje na G 6,3 po ISO 21940-11”)
- Hitrost delovanja za izračun tolerance
- Število potrebnih korekcijskih ravnin
- Metoda preverjanja (stroj za uravnoteženje v delavnici ali meritev vibracij na terenu)
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 