ISO 21940-11: Mekanisk vibration – Rotorbalansering – Del 11: Procedurer och toleranser för rotorer med styvt beteende

Sammanfattning

ISO 21940-11 är den moderna, auktoritativa standarden för balansering av styva rotorerDen ersätter officiellt den mycket välkända och allmänt använda ISO 1940-1 standard. Detta uppdaterade dokument ger ett omfattande ramverk för att specificera, uppnå och verifiera balanseringskvaliteten hos rotorer som inte deformeras signifikant vid sin drifthastighet. Det behåller kärnkoncepten från sin föregångare, som G-kvaliteterna, men förfinar dem, utökar listan över maskintyper och ger mer detaljerad procedurvägledning för en mer robust balanseringsprocess.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden är strukturerad för att logiskt vägleda användaren genom hela balanseringsprocessen, från specifikation till verifiering:

1. 1. Omfattning och balanseringskrav:

   Detta inledande kapitel definierar standardens fokus och specificerar att den uteslutande gäller rotorer som uppvisar stelt beteende. En stel rotor definieras som en som kan korrigeras i två godtyckliga plan och, efter korrigering, dess kvarvarande obalans inte signifikant överstiger den angivna toleransen vid någon hastighet upp till maximal drifthastighet. Kapitlet fastställer det grundläggande målet med balansering: att minska massexcentriciteten till en nivå där centrifugalkrafterna och vibrationerna som orsakas av den kvarvarande obalansen är acceptabelt låga för maskinens avsedda drift. Det sätter scenen genom att klargöra de underliggande antagandena och målen för balanseringsprocessen för stela rotorer.

2. 2. Specifikation för balanstolerans:

   Detta är det centrala kapitlet för att definiera "hur bra" ett balanserat jobb behöver vara. Det för vidare det internationellt erkända konceptet om Balanserade kvalitetsgrader (G) från den tidigare ISO 1940-1-standarden. En G-klass är ett konstant värde som representerar produkten av rotorns excentricitet (e) och dess maximala driftvarvtal (Ω), där G = e·Ω. Detta kapitel ger en omfattande och uppdaterad tabell som listar hundratals olika rotortyper – från små elektriska ankare till massiva ångturbiner – och tilldelar en rekommenderad G-klass till var och en. Med hjälp av denna tabell kan en ingenjör specificera en G-klass (t.ex. G6,3 för pumpar, G2,5 för turbiner). Standarden ger sedan den avgörande formeln för att omvandla denna klass till en praktisk, mätbar tolerans: den tillåtna kvarvarande specifika obalansen (e_per), som sedan multipliceras med rotormassan för att få den slutliga obalanstoleransen i enheter som grammillimeter.

3. 3. Tilldelning av tolerans till korrigeringsplan:

   Detta kapitel ger det grundläggande matematiska ramverket för tvåplansbalansering. När den totala tillåtna kvarvarande obalansen för hela rotorn har beräknats (från G-kvaliteten) måste detta värde fördelas mellan de två valda korrigeringsplanDet här avsnittet erbjuder explicita formler och vektordiagram för att vägleda balanseringsteknikern i hur man korrekt fördelar den totala toleransen i individuella toleranser för varje plan. Det förklarar att fördelningen beror på rotorns geometri, särskilt avståndet mellan korrigeringsplanen och rotorns tyngdpunkt och lagren. Att följa dessa fördelningsprocedurer är avgörande för att korrigera både statisk och parobalans och säkerställa att de dynamiska krafterna vid lagren minimeras över rotorns längd.

4. 4. Förfaranden för att verifiera kvarvarande obalans:

   Detta kapitel beskriver metoden för det slutliga acceptanstestet på balanseringsmaskinEfter finalen korrigeringsvikter har tillämpats utförs en verifieringskörning. Standarden specificerar att maskinen ska mäta den återstående obalansen i varje korrigeringsplan. De uppmätta värdena jämförs sedan med de individuella plantoleranser som beräknades i föregående steg. Rotorn anses ha klarat balanseringsproceduren endast om den uppmätta kvarvarande obalansen i *båda* planen är mindre än eller lika med den angivna toleransen för varje plan. Detta avsnitt betonar vikten av att använda en korrekt kalibrerad balanseringsmaskin och ta hänsyn till eventuella verktygsfel för att säkerställa att verifieringsmätningen är korrekt och tillförlitlig.

5. 5. Rapportering:

   För att säkerställa fullständig spårbarhet och tydlig kommunikation av balanseringsresultaten specificerar detta sista kapitel den information som minimikravet för information är att dokumentera i en formell balanseringsrapport. Detta inkluderar administrativa detaljer (som datum och operatörens namn), en fullständig identifiering av rotorn (artikelnummer, serienummer) och alla viktiga balanseringsparametrar. Avgörande är att rapporten måste ange den specificerade balanseringskvalitetsklassen (t.ex. G6.3), rotorns maximala drifthastighet och dess massa. Rapporten måste sedan tydligt dokumentera de initiala obalansmätningarna och, viktigast av allt, de slutliga uppmätta kvarvarande obalansvärdena för varje korrigeringsplan, vilket bekräftar att de ligger under de beräknade toleranserna. Detta skapar en permanent, verifierbar registrering av att rotorn har balanserats i enlighet med standarden.

Viktiga begrepp och uppdateringar

• Modernisering av ISO 1940-1: Denna standard är den officiella ersättningen för ISO 1940-1. Den bibehåller samma grundläggande principer men omorganiserar innehållet, uppdaterar G-klasstabellerna med fler rotortyper och ger tydligare och mer explicit procedurvägledning. Kärnformeln förblir densamma.
• Betoning på processen: Jämfört med sin föregångare lägger ISO 21940-11 större vikt vid hela balanseringsprocessen, från att specificera toleransen till att fördela den korrekt mellan plan och korrekt verifiera slutresultatet.
• Antagande om stel rotor: Det är viktigt att komma ihåg att denna standard endast gäller *stela* rotorer. Det är rotorer där obalansfördelningen inte förändras signifikant när rotorn uppnår sitt driftvarvtal. För rotorer som böjs eller deformeras vid hög hastighet är de mer komplexa procedurerna i ISO 21940-12 (för flexibla rotorer) måste användas.
• G-betygen förblir centrala: Konceptet med balanserade kvalitetsgrader (G) är fortfarande hörnstenen i standarden och ger ett enkelt men kraftfullt sätt att specificera den erforderliga precisionen för en mängd olika maskiner.

← Tillbaka till huvudmenyn