Разумевање балансирања класификација разреда
Дефиниција: Шта је балансирајућа оцена?
A балансирање оцене (такође се назива оцена квалитета равнотеже или Оцена G) је стандардизовани систем класификације који одређује потребан квалитет равнотеже за различите типове ротационих машина. Дефинисан првенствено од стране ИСО 21940-11 Стандард (раније ISO 1940-1), разреди балансирања категоризују опрему на основу њених оперативних карактеристика и додељују одговарајуће балансирање толеранција.
Систем оцењивања осигурава да све стране - произвођачи, техничари за одржавање и крајњи корисници - раде по доследним, међународно признатим стандардима приликом одређивања и верификације квалитета балансирања ротора.
Систем Г-оцене
Балансирајуће оцене су означене као “G” након чега следи нумеричка вредност, као што је G 2,5, G 6,3 или G 16. Број представља производ дозвољеног резидуала неравнотежа ексцентричност (у милиметрима) и угаона брзина (у радијанима у секунди). Једноставније речено, представља дозвољену брзину вибрација неуравнотежености у mm/s.
Кључни принцип
Нижи G-бројеви указују на строже захтеве за балансирање (мањи дозвољени резидуални дисбаланс), док виши G-бројеви дозвољавају већи резидуални дисбаланс. Систем препознаје да различити типови опреме имају знатно различите потребе за квалитетом балансирања на основу њихове брзине, масе, примене и радног окружења.
Уобичајене оцене балансирања и њихова примена
ISO 21940-11 дефинише степене прецизности у распону од G 0,4 (највиша прецизност) до G 4000 (најнижа прецизност). Ево најчешће сретнутих степена:
G 0,4 – Ултра висока прецизност
Applications:
- Вретена брусилица
- Жироскопи
- Прецизна мерна опрема
Карактеристике: Захтева специјализовану опрему за балансирање и контролисано окружење. Обично се изводи у наменским радионицама за прецизно балансирање.
Г 1.0 – Висока прецизност
Applications:
- Вретена високопрецизних машинских алата
- Turbochargers
- Центрифуге велике брзине
- Рачунарски дискови
Карактеристике: Захтева пажљиву контролу свих параметара балансирања и висококвалитетну инструментацију.
Г 2.5 – Прецизна индустрија
Applications:
- Gas and steam turbines
- Крути ротори турбогенератора
- Compressors
- Погони машинских алата
- Средњи и велики електромотори (са посебним захтевима)
- Центрифугални сепаратори
Карактеристике: Стандард за висококвалитетну, брзу индустријску опрему. Постиже се добрим балансирање поља праксе.
G 6.3 – Општа индустрија (најчешћа)
Applications:
- Електромотори опште намене
- Машине за процесну индустрију
- Центрифугалне пумпе
- Вентилатори и дувачи
- Зупчаници
- Ротори за опште машине
- Компресори средње брзине
Карактеристике: “Стандардни” квалитет за већину индустријских машина. Представља добру равнотежу између остваривости и перформанси. Лако се постиже преносивом опремом за балансирање.
Г 16 – Тешка индустрија
Applications:
- Карданска вратила (пропелери, карданска вратила)
- Вишецилиндрични дизел мотори са шест или више цилиндара
- Crushers
- Пољопривредне машине
- Појединачне компоненте мотора
Карактеристике: Погодно за робусну опрему са споријим брзинама где је толеранција на вибрације већа.
G 40 и више – Веома тешка индустрија
Applications:
- Четвороцилиндрични дизел мотори (G 40)
- Круто монтиране машине са малом брзином
- Веома велика, споро окретна опрема
Карактеристике: Примењује се на масивну опрему са малом брзином где прецизна равнотежа није економски оправдана или технички неопходна.
Како одабрати одговарајући степен балансирања
Избор праве класе балансирања захтева разматрање неколико фактора:
1. Тип и дизајн опреме
ISO 21940-11 пружа детаљне табеле које упоређују типове опреме са препорученим квалитетима. Ово је примарна полазна тачка за избор квалитета.
2. Брзина рада
Опрема веће брзине генерално захтева чвршћу равнотежу (нижи G-број) јер се центрифугалне силе повећавају са квадратом брзине.
3. Тип монтаже
Опрема монтирана на флексибилним темељима или изолационим системима често може толерисати веће G-бројеве него круто монтирана опрема.
4. Близина особља
Машине у заузетим просторима могу захтевати чвршћу равнотежу због буке и безбедности.
5. Посебни захтеви
Неке примене (медицинска опрема, прецизна производња, ваздухопловство) захтевају чвршћу равнотежу него стандардна индустријска пракса.
6. Економска разматрања
Сваки корак ка ужем степену дефиниције повећава трошкове балансирања. Изабрани степен дефиниције треба да одговара оперативним потребама без претераног прецизирања.
Однос између нагиба и дозвољене неравнотеже
Балансни степен се користи за израчунавање максимално дозвољеног преостали дисбаланс за одређени ротор:
Формула
Упо (г·мм) = (9549 × Г × М) / обртаји у минути
Где:
- Упо = Дозвољена преостала неуравнотеженост у грам-милиметрима
- Г = Број оцене квалитета баланса (нпр. 6,3 за G 6,3)
- M = Маса ротора у килограмима
- RPM = Брзина рада у обртајима у минути
Example
Ротор вентилатора од 100 кг који ради на 1500 о/мин са класом Г 6.3:
Упо = (9549 × 6,3 × 100) / 1500 = 401 г·мм
Ако је полупречник равни корекције 200 мм, то је једнако 2,0 грама дозвољене преостале неуравнотежености.
Разматрања вишебрзинских и променљивих брзина
За машине које раде у различитим брзинама:
- Рад константном брзином: Нанесите нагиб нормалном радном брзином
- Променљива брзина: Применити нагиб при максималној континуираној радној брзини
- Пролазак кроз критичне брзине: За флексибилни ротори, може бити потребно посебно разматрање равнотеже при критичним брзинама, што потенцијално захтева технике модалног балансирања
Верификација и прихватање
После балансирање је завршен, постигнути квалитет баланса мора се проверити у односу на наведену оцену:
Методе мерења
- Директно мерење неуравнотежености: На машини за балансирање, преостали дисбаланс се мери директно и упоређује са Uпо
- Мерење вибрација: Код балансирања на терену, амплитуда вибрација се користи као индиректни показатељ квалитета балансирања
Критеријуми прихватања
Ротор се сматра прихватљивим када:
- Измерена преостала неуравнотеженост ≤ Израчунато Uпо, ИЛИ
- Нивои вибрација испуњавају стандард ISO 20816 или друге важеће стандарде вибрација
Историјски контекст: ISO 1940 до ISO 21940
Систем оцена G је првобитно успостављен у стандарду ISO 1940-1 (први пут објављеном 1986. године). Године 2016, серија ISO 1940 је ревидирана и пренумерисана у серију ISO 21940, при чему је ISO 21940-11 заменио ISO 1940-1. Основни принципи и вредности оцена остали су у суштини непромењени, али новији стандард предвиђа:
- Ажуриране класификације опреме
- Јасније смернице о избору оцене
- Боља интеграција са другим стандардима динамике ротора
- Побољшане процедуре за флексибилне роторе
Уобичајене заблуде
Заблуда 1: “Чвршће је увек боље”
Реалност: Претерано специфичан квалитет балансирања повећава трошкове без пропорционалне користи. Опрема G 2.5 не мора нужно да ради боље од опреме G 6.3 у апликацијама где је G 6.3 одговарајући.
Заблуда 2: “Оцена је директно једнака нивоу вибрација”
Реалност: Иако је повезан, G-број представља дозвољену ексцентричност неуравнотежености, а не амплитуду вибрација. Стварне вибрације зависе од многих фактора поред квалитета балансирања.
Заблуда 3: “Један квалитет одговара целој опреми у постројењу”
Реалност: Различите врсте опреме захтевају различите квалитете чак и унутар истог погона. Прецизна млиница и дробилица имају знатно различите захтеве за равнотежу.
Документација и спецификације
Приликом одређивања радова на балансирању, документација треба јасно да наведе:
- Потребан степен балансирања (нпр. “Балансирати до G 6.3 према ISO 21940-11”)
- Брзина сервиса за израчунавање толеранције
- Потребан број корекционих равни
- Метода верификације (машина за балансирање у радионици или мерење вибрација на терену)
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 