ИСО 1940-2 — Речник за балансирање
Међународни "речник" за балансирање ротора — стандардизоване дефиниције за типове неуравнотежености, класификације ротора, методе корекције, типове машина и терминологију квалитета. Сада је укључен у ISO 21940-2.
Кључни термини балансирања на први поглед
Најважније дефиниције из ISO 1940-2 — термини које сваки практичар балансирања мора знати
Комплетан терминолошки приручник
Сви главни термини из ISO 1940-2 / ISO 21940-2, организовани по категоријама
| Термин | Дефиниција | Значај |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Тело способно за ротацију око дефинисане осе. У контексту балансирања, обухвата све ротирајуће компоненте: вратила, импелере, арматуре, бубњеве, вретена. | Основни циљ балансирања. Сви остали термини описују својства ротора или дејства на њега. |
| Rotor Крути ротор | Ротор чији се дисбаланс може кориговати у било које две произвољне равни, а након корекције, преостали дисбаланс се не мења значајно ни при једној брзини до максималне радне брзине. | Утврђује да ИСО 1940-1 (Примењује се систем класе Г). Балансирање при малој брзини на радионичкој машини је валидно. Велика већина индустријских ротора је крута. |
| Rotor Флексибилни ротор | Ротор који се еластично деформише при својој радној брзини тако да се његово стање неуравнотежености мења. Мора се кориговати при или близу радне брзине у више од две равни. | Захтева ISO 21940-12. Брзе турбине, велики генератори, вишестепени компресори. Потребна је специјализована опрема за балансирање велике брзине. |
| Rotor Осовина вратила | Права линија која спаја центре лежајевих чаура. Геометријска оса ротације. | Референтна оса за сва мерења неуравнотежености. Избацивање цевчица утиче на тачност мерења. |
| Rotor Главна оса инерције | Оса око које би се ротор слободно окретао без стварања центрифугалне силе или момента. Поклапа се са осом вратила код савршено уравнотеженог ротора. | Неусклађеност између главне осе и осе вратила је неравнотежа. Свака корекција има за циљ да поравна ове две осе. |
| Rotor Центар масе (гравитација) | Тачка у којој се може сматрати да је цела маса ротора концентрисана. Код уравнотеженог ротора, лежи тачно на оси вратила. | Статичка неуравнотеженост = CoM померен од осе вратила. Специфична неуравнотеженост (e) = дужина померања. |
| Rotor Брзина услуге | Максимална брзина ротације којом ротор ради у својој предвиђеној примени. | Критично за израчунавање толеранције: Uпо = (9 549 × G × M) / n. Увек користите брзину рада, а не брзину балансирања. |
| Rotor Критична брзина | Брзина ротације при којој систем лежајева ротора доживљава резонанцију, што резултира знатно појачаним вибрацијама. | Одређује класификацију крутих/флексибилних. Крути ротор ради знатно испод прве критичне брзине савијања. |
| Термин | Дефиниција | Формула / Јединице |
|---|---|---|
| Неравнотежа Неравнотежа | Стање у којем главна оса инерције није поклопљена са осом ротације. Узрокује центрифугалну силу пропорционалну маси, ексцентричности и квадрату брзине. | U = m × r (г·мм или кг·м) |
| Неравнотежа Статичка неравнотежа | Главна оса паралелна са осом ротације, али померена. Еквивалентно једној маси на једном радијусу. Детектабилно без ротације (оштре ивице). Вибрације лежаја у фази. | Исправљено у 1 авион |
| Неравнотежа Неравнотежа у пару | Главна оса сече осу ротације у центру масе, али је нагнута. Две једнаке, супротне тешке тачке у различитим равнима стварају момент љуљања. Детективан је само током окретања. | Исправљено у 2 авиона |
| Неравнотежа Динамички дисбаланс | Општи случај: главна оса није ни паралелна са осом ротације нити се са њом сече. Комбинација статичког и пара услова. Најчешћи услов у стварном свету. | Исправљено у 2 авиона |
| Неравнотежа Специфична неуравнотеженост | Однос неуравнотежености и масе ротора. Представља ексцентричност — померање центра масе од осе вратила. Омогућава поређење квалитета различитих величина ротора. | е = У / М (µm или g·mm/kg) |
| Неравнотежа Преостали дисбаланс | Неуравнотеженост која преостаје у ротору након процеса балансирања. Не сме прећи дозвољену вредност (Uпо) за наведено Оцена G. | Урес ≤ Uпо |
| Неравнотежа Почетна неравнотежа | Неуравнотеженост ротора како је примљен, пре било какве корекције балансирања. Мерено при првом покретању. | Основа за поступак балансирања |
| Неравнотежа Вектор неравнотеже | Величина и угаони положај неравнотеже у датој равни. Представљен као поларни вектор са амплитудом (g·mm) и фазним углом (°). | U∠θ (g·mm на ° од референце) |
| Термин | Дефиниција | Практичне напомене |
|---|---|---|
| Процес Balancing | Процес провере и подешавања расподеле масе ротора тако да преостали дисбаланс буде унутар одређене толеранције. | Итеративно: мерење → израчунавање → исправљање → провера. |
| Процес Раван корекције | Раван нормална на осу ротора у којој се маса додаје или одузима. Физички приступачна локација за постављање тежине. | Може се разликовати од равни толеранције (лежаја) — захтева геометријску конверзију. |
| Процес Раван толеранције | Раван у којој је одређена дозвољена неравнотежа — обично раван лежаја. Неравнотежа овде директно утиче на оптерећења лежаја. | Упо је наведено за равни толеранције; мора се конвертовати у равни корекције. |
| Процес Корекциона маса | Физичка маса (тежина) која се додаје или уклања са ротора под одређеним радијусом и углом унутар равни корекције. | Додато: причвршћивање копчама, причвршћивање вијцима, заваривање, епоксид. Уклоњено: бушење, глодање, брушење. |
| Процес Пробна тежина | Позната маса привремено причвршћена за ротор под познатим радијусом и углом током поступка балансирања. Користи се за одређивање одзива ротора (коефицијента утицаја). | Метода пробног утега Balanset-1A: покрени → приложи пробно утегивање → покрени → софтвер израчунава корекцију. |
| Процес Коефицијент утицаја | Промена у одзиву вибрација (амплитуде и фазе) на тачки мерења узрокована неуравнотеженошћу јединице на одређеној локацији. Карактерише осетљивост лежаја ротора. | Израчунато из пробних мерења тежине. Балансирање у две равни захтева матрицу утицаја 2×2. |
| Процес Балансирање у једној равни | Поступак корекције статичке неравнотеже у једној равни корекције. Погодно за кратке (дискасте) роторе са L/D < 0,5. | Balanset-1A F2 режим. Један сензор, једна раван. |
| Процес Балансирање у две равни | Поступак којим се коригује и статички и спрегнути дисбаланс у две равни корекције. Потребан је за издужене роторе или када је спрегнути дисбаланс значајан. | Balanset-1A F3 режим. Два сензора, две равни. |
| Процес Балансирање трима | Коначно, фино балансирање изведено на склопљеном ротору ради компензације неравнотеже изазване склопом (одступање спојнице, толеранције налегања). | Често се изводи на терену на инсталираној машини. |
| Процес Подела тежине | Расподела израчунате корекционе масе између две суседне доступне локације (нпр. два отвора за вијке или положаја лопатице) када тачан угаони положај није доступан. | Балансет-1А омогућава аутоматско израчунавање поделе тежине. |
| Термин | Дефиниција | Поређење |
|---|---|---|
| Машина Машина за балансирање | Уређај који мери неуравнотеженост у ротору (величину и угаони положај) тако да се може кориговати расподела масе. | У радионици (стационарне) или на терену (преносиве попут Balanset-1A). |
| Машина Машина са меким лежајевима | Вешање је веома флексибилно. Ротор се окреће изнад природне фреквенције суспензије. Мери физичко померање. Мора се калибрисати за сваку геометрију ротора. | Мање уобичајено данас. Нижа цена, али оператер мора поново да калибрише сваки ротор. Сензор померања. |
| Машина Машина са тврдим лежајевима | Вешање је веома круто. Ротор се окреће испод природне фреквенције суспензије. Сензори директно мере центрифугалну силу. Трајно калибрисано — прихвата широк спектар ротора без подешавања специфичног за ротор. | Доминантни тип у модерној индустрији. Свестраније, брже подешавање. Детектор силе. |
| Машина Балансер поља | Преносни инструмент који се користи за балансирање ротора на лицу места (инсталираних у машини) без растављања. Користи сензоре вибрација и тахометар. Метода пробног мерења. | Balanset-1A (2-канални) и Balanset-4 (4-канални). Уграђени калкулатор толеранције ISO 1940. |
| Машина Трн (Арбор) | Осовина или адаптер на који је ротор монтиран ради балансирања на машини. Мора бити прецизно концентричан и имати занемарљиво одступање. | Ексцентричност трна је главни извор систематске грешке балансирања. Проверено индексним тестом. |
| Термин | Дефиниција | Формула / Стандард |
|---|---|---|
| Квалитет Оцена квалитета баланса (G) | Класификација која одређује максималну дозвољену брзину центра масе ротора. G = eпо × ω. Оцене формирају логаритамску скалу са фактором 2,5. | Г 0,4 … Г 4000 Дефинисано у ИСО 1940-1 |
| Квалитет Дозвољена преостала неуравнотеженост (Uпо) | Максимална дозвољена преостала неуравнотеженост за наведени Г-град, масу ротора и радну брзину. Критеријум прихватања. | Упо = (9549 × G × M) / n |
| Квалитет Толеранција равнотеже | Опсег у коме мора да се налази преостали дисбаланс да би се испунили наведени захтеви квалитета. Једнако Uпо. | Наведено по равни након алокације |
| Квалитет Коефицијент смањења неравнотеже (URR) | Однос почетне неравнотеже и преостале неравнотеже након једног циклуса корекције. Показује ефикасност машине/поступка балансирања. | УРР = Упочетни / Урезидуални Типично: 5–50× |
| Мерење Фазни угао | Угаони положај вектора неравнотеже у односу на референтну ознаку на ротору (мерено тахометром). У комбинацији са амплитудом, дефинише комплетан вектор неравнотеже. | ° (степени, 0–360) |
| Мерење Брзина вибрација (РМС) | Средња квадратна вредност брзине вибрација на кућишту лежаја. Стандардни параметар мерења за процену стања машине по ИСО 10816. | мм/с RMS (10–1000 Hz) |
| Мерење Индексни тест | Поступак верификације: ротирати ротор за дефинисани угао (нпр. 180°) у односу на носаче машине и поново измерити. Детекција грешака трна и причвршћивача. | Потребно за формалну верификацију према ISO 1940-1, поглавље 10 |
| Мерење Минимално достижна преостала неравнотежа (Uмар) | Најмањи резидуални дисбаланс који се може постићи на датој машини за балансирање за одређени ротор. Одређује се осетљивошћу машине, нивоом шума и условима лежаја. | Умар мора бити ≤ Uпо да би машина била погодна за потребну Г-степену. |
Шта је ISO 1940-2?
ИСО 1940-2 (Механичке вибрације — Захтеви за квалитет равнотеже — Речник) је међународни стандард који дефинише терминологију која се користи у балансирању ротора. Он пружа прецизне, физикалне дефиниције за све кључне термине — од неравнотежа типови (статички, парни, динамички) до класификације ротора (крути, флексибилни), методе корекције, типови машина, и оцене квалитета. То је суштински "речник" који подржава ИСО 1940-1 и сви остали стандарди балансирања. Замењено са ISO 21940-2 са идентичном терминологијом.
Када инжењер у Немачкој специфицира "корекцију динамичке неравнотеже на G 6.3 у две равни", техничар у Јапану мора тачно да разуме шта је потребно — исто стање ротора, исти поступак балансирања и исти критеријум прихватања. ISO 1940-2 то омогућава пружањем јединственог, међународно договореног речника за целу област.
Стандард није процедура или спецификација толеранције – то је терминолошки стандард. Његова улога је да елиминише двосмисленост како би други стандарди (ИСО 1940-1 за толеранције, ИСО 14694 за фанове, ИСО 10816 за процену вибрација) може користити прецизан, недвосмислен језик.
Детаљна анализа термина
Разлика између крутог и флексибилног
Ово је најважнија класификација у балансирању. Разлика одређује све: који стандард се примењује, која опрема је потребна, колико равни је потребно и којом брзином се балансирање мора извршити.
Ротор чији се дисбаланс може кориговати у било које две произвољне равни и, након корекције, преостали дисбаланс се не мења значајно ни при једној брзини до максималне радне брзине. Практични тест: ако је прво савијање критична брзина је знатно изнад максималне радне брзине (обично > 1,5× или више), ротор је крут.
Ротор који се еластично деформише при својој радној брзини тако да се његово стање неуравнотежености мења. Мора бити уравнотежен при радној брзини или близу ње у више од две равни. Примењује се на: велики турбогенератори, вишестепени компресори велике брзине, дугачки ваљци машина за папир великом брзином. Обухваћено стандардом ISO 21940-12.
Велика већина индустријских ротора — електромотори, вентилатори, пумпе, замајци, вратила — су крути ротори. ИСО 1940-1 Систем Г-граде се директно примењује на круте роторе.
Три врсте неравнотеже
ISO 1940-2 дефинише три основна типа на основу геометријског односа између главне осе инерције и осе ротације. Разумевање ових је неопходно за избор исправног поступка балансирања:
- Статичка неравнотежа производи сила — оба лежаја вибрирају у фази брзином од 1× о/мин. Ротор се може детектовати као неуравнотежен без ротације (гравитација га открива на ивицама ножа). Довољна је једна раван корекције. Типично за уске роторе у облику диска (L/D < 0,5): уске ременице, импелери вентилатора, танки замајци.
- Неравнотежа у пару производи тренутак — лежајеви вибрирају 180° ван фазе при 1× о/мин. Резултатна сила је нула (центар масе је на оси), али две једнаке и супротне тешке тачке у различитим аксијалним положајима стварају клатећи пар. Детектибилан само током окретања. Потребне су две корекционе равни.
- Динамичка неравнотежа = статички + пар комбиновано. Општи случај за све реалне роторе који нису савршено симетрични. Присутни су и сила и момент. Лежајеви вибрирају брзином 1× без односа у фази нити тачно 180° ван фазе. Захтева балансирање у две равни.
Специфична неравнотежа и веза Г-степена
Специфична неуравнотеженост (e = U/M) је кључна метрика која омогућава универзално поређење квалитета баланса. Ротор од 5 kg са дебалансом од 50 g·mm има e = 10 µm. Ротор од 500 kg са дебалансом од 5 000 g·mm такође има e = 10 µm — идентичан квалитет баланса упркос разлици у маси од 100×.
The Оцена G проширује ово укључивањем брзине: G = e × ω, дајући један број (mm/s) који карактерише квалитет равнотеже независно од масе и брзине. Ово је основа ИСО 1940-1 систем толеранције.
Корекционе равни у односу на толеранцијске равни
ISO 1940-2 прави кључну разлику која се често превиђа у пракси:
- Равни толеранције = равни лежаја где су вибрације и динамичка оптерећења најкритичнији. Дозвољена неуравнотеженост Uпо је овде наведено.
- Корекционе равни = физички приступачна места где се могу поставити тегови (главчина вентилатора, крајњи прстенови мотора, рамена вратила). Често на различитим аксијалним положајима од лежајева.
Конвертовање Упо Прелазак са толеранцијских равни на корекционе равни захтева познавање геометрије ротора. Код асиметричних или преклопних ротора, ова конверзија може значајно променити толеранције по равни. Balanset-1A аутоматски обрађује ову конверзију када се унесу димензије ротора.
Типови машина за балансирање
Два основна типа машина одражавају различите физичке принципе мерења:
- Меки лежај: Сопствена фреквенција суспензије знатно испод радне брзине → мере машине померање. Потребна је калибрација за сваки нови ротор. Историјски значајно; опада у употреби.
- Тврдоносиво: Сопствена фреквенција суспензије знатно изнад радне брзине → мере машине сила. Трајно калибрисан — прихвата различите роторе без индивидуалне калибрације. Доминантни модерни тип.
Инструменти за балансирање поља као што су Balanset-1A користе другачији принцип: они нису "машина" у ISO смислу, већ користе сопствене лежајеве и носач ротора као систем мерења, користећи метод пробне тежине (коефицијент утицаја) за одређивање корекције без потребе за посебном машином за балансирање.
Унакрсна референца: Где се сваки термин користи
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Користи све термине толеранције и квалитета — Г-града, Упо, толеранција равнотеже, резидуална неравнотежа. Примарни корисник овог речника.
ИСО 14694: Користи термине ротора (крути), термине неуравнотежености и проширује се специфичним BV/FV категоријама вентилатора заснованим на G-степенима.
ISO 10816 / ISO 20816: Користи мерне термине — брзина вибрација, RMS, тачке мерења кућишта лежаја.
ISO 21940-12: Проширује флексибилну дефиницију ротора са вишебрзинским, вишеравнинним процедурама.
API 610 / API 617: Стандарди за нафту користе ISO 1940 G-градусе и терминологију неуравнотежености за спецификације пумпи и компресора.
ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Прелаз
ISO 21940-2 је формално заменио ISO 1940-2. Терминологија је идентична — све дефиниције се преносе непромењене. Нумерација ISO 21940 одражава интеграцију у свеобухватну серију ISO 21940 која покрива све аспекте механичких вибрација и балансирања. Обе ознаке су прихваћене у индустријској пракси.
Званични стандард: ISO 1940-2 у ISO продавници →
Често постављана питања — ISO 1940-2
Уравнотежење вокабулара и терминологије
▸ Шта је ISO 1940-2?
▸ Која је разлика између статичке и динамичке неравнотеже?
▸ Која је разлика између крутог и флексибилног ротора?
▸ Шта је резидуална неравнотежа?
▸ Која је разлика између равни корекције и равни толеранције?
▸ Машина за балансирање меких лежајева наспрам тврдих лежајева?
▸ Шта је специфична неуравнотеженост (ексцентричност)?
Повезани чланци из глосара
Говорите језик — уз праве алате
Вибромера балансери директно имплементирају ISO речник: избор G-степени, вектори неуравнотежености, равни корекције, поређење резидуала и дозвољених вредности — све у једном преносивом инструменту.
Прегледајте опрему за балансирање →