เกรดคุณภาพสมดุล (G-Grade): คำนิยาม วัตถุประสงค์ และการประยุกต์ใช้

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

£1,764.31 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อะไหล่

Vibration sensor

£80.40 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

£110.77 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อุปกรณ์

Balanset-4

£6,077.25 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

£41.09 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อะไหล่

Reflective tape

£8.93 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

£1,549.91 + ภาษีมูลค่าเพิ่ม (ถ้ามี)

เกรดคุณภาพสมดุล (G-Grade) คืออะไร?

ก เกรดคุณภาพสมดุล, ที่เรียกกันทั่วไปว่า “เกรด G” เป็นการจัดประเภทมาตรฐานที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ISO 1940-1 และ ISO 21940-11 ซึ่งระบุค่าความไม่สมดุลคงเหลือสูงสุดที่อนุญาตสำหรับโรเตอร์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เกรด G ระบุถึงความแม่นยำที่โรเตอร์ต้องได้รับการปรับสมดุลมันไม่ได้วัดระดับการสั่นสะเทือนโดยตรง แต่กำหนดค่าความทนทานต่อการไม่สมดุลตามมวลของโรเตอร์และความเร็วสูงสุดในการทำงาน.

ตัวเลขที่ตามหลังตัวอักษร G (เช่น G6.3, G2.5) หมายถึงค่าความเร็วการสั่นสะเทือนสูงสุดของจุดศูนย์กลางมวลของโรเตอร์ ซึ่งแสดงเป็นมิลลิเมตรต่อวินาที (mm/s)ตัวอย่างเช่น เกรด G6.3 หมายความว่า จุดศูนย์กลางมวลของโรเตอร์ไม่ควรมีการสั่นสะเทือนเกิน 6.3 มิลลิเมตรต่อวินาทีที่ความเร็วสูงสุดในการทำงาน ขณะที่เกรดที่เข้มงวดกว่าอย่าง G2.5 จำกัดความเร็วนี้ไว้ที่ 2.5 มิลลิเมตรต่อวินาที ยิ่งตัวเลข G ต่ำเท่าไร ข้อกำหนดในการปรับสมดุลยิ่งเข้มงวดมากขึ้น: ความทนทานต่อความไม่สมดุลที่น้อยลงและความแม่นยำในการปรับสมดุลที่สูงขึ้น.

วัตถุประสงค์ของระบบ G-Grade

ระบบเกรด G ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อกำหนดมาตรฐานสากลที่ระบุถึงระดับความสมดุลที่โรเตอร์ต้องมี แทนที่จะใช้คำกล่าวที่คลุมเครือเช่น “โรเตอร์ต้องสมดุลดี” วิศวกรสามารถระบุเป้าหมายที่ชัดเจนและตรวจสอบได้ เช่น “สมดุลถึง G6.3” มาตรฐานนี้ให้ภาษาที่เข้าใจร่วมกันสำหรับผู้ผลิต วิศวกรบริการ และลูกค้า เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ตรงตามมาตรฐานความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยที่ต้องการ วัตถุประสงค์หลักของระบบเกรด G คือ:

จำกัดการสั่นสะเทือนจากความไม่สมดุลให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้. ความไม่สมดุลทำให้เกิดแรงเหวี่ยงและแรงสั่นสะเทือนซึ่งอาจนำไปสู่เสียงรบกวน ความล้มเหลวจากความเหนื่อยล้า และอุบัติเหตุได้ การประยุกต์ใช้เกรดความสมดุลมาตรฐานสามารถควบคุมแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัยได้.

ลดแรงโหลดแบบไดนามิกบนแบริ่งและยืดอายุการใช้งานของแบริ่ง. การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องกระทำต่อตลับลูกปืนเหมือนค้อน ทำให้การสึกหรอเพิ่มขึ้น โดยการจำกัดความไม่สมดุลผ่านเกรด G ที่ต้องการ แรงที่กระทำต่อตลับลูกปืนจะลดลง ทำให้ยืดอายุการใช้งานของตลับลูกปืน.

การรับประกันการปฏิบัติการของโรเตอร์อย่างปลอดภัยที่ความเร็วสูงสุดตามการออกแบบ. ยิ่งความเร็วในการหมุนสูงขึ้นเท่าใด ผลกระทบจากความไม่สมดุลแม้เพียงเล็กน้อยก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น การปรับสมดุลในระดับที่เข้มงวดจะรับประกันว่าโรเตอร์จะไม่เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงจนเกิดความเสียหายขณะทำงาน ซึ่งสิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานด้วยความเร็วสูง (เช่น กังหัน เครื่องอัดอากาศ ฯลฯ) เนื่องจากความไม่สมดุลที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การเสียหายของเครื่องจักรได้.

การจัดทำเกณฑ์การยอมรับที่ชัดเจนและสามารถวัดได้. การมีมาตรฐานเกรด G ช่วยให้สามารถตรวจสอบระหว่างการผลิตและการซ่อมแซมได้ว่าได้บรรลุระดับสมดุลที่ต้องการหรือไม่ หากความไม่สมดุลที่เหลืออยู่หลังจากการปรับสมดุลไม่เกินค่าที่อนุญาตสำหรับเกรด G ที่กำหนดไว้ โรเตอร์จะถือว่าผ่านการตรวจสอบ วิธีการนี้เปลี่ยนการปรับสมดุลจากศิลปะให้เป็นวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำพร้อมเกณฑ์ที่สามารถตรวจสอบได้.

เกรดคุณภาพความสมดุลถูกกำหนดอย่างไร?

มาตรฐาน ISO ประกอบด้วยคำแนะนำสำหรับการเลือกเกรด G สำหรับโรเตอร์และเครื่องจักรทั่วไปหลายร้อยชนิด ตารางมาตรฐาน (เช่น ISO 1940-1 ซึ่งปัจจุบันถูกแทนที่ด้วย ISO 21940-11) แสดงรายการเกรด G ที่แนะนำสำหรับหมวดหมู่ของอุปกรณ์ต่างๆ การเลือกเกรดเฉพาะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

ประเภทและวัตถุประสงค์ของเครื่องจักร. กังหันความเร็วสูงหรือแกนหมุนที่มีความแม่นยำสูงต้องการการปรับสมดุลที่แม่นยำมากกว่า (ค่า G ต่ำกว่า) เมื่อเทียบกับกลไกการเกษตรที่ทำงานด้วยความเร็วต่ำ นักออกแบบจะพิจารณาว่าเครื่องจักรแต่ละประเภทมีความไวต่อการสั่นสะเทือนมากเพียงใด และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการไม่สมดุล.

มวลและขนาดของโรเตอร์. โรเตอร์ที่เบากว่ามักจะไวต่อความไม่สมดุลมากกว่า และอาจมีข้อกำหนดที่เข้มงวดกว่า มวลของโรเตอร์จะส่งผลโดยตรงต่อการคำนวณความไม่สมดุลที่อนุญาตได้—โรเตอร์ที่หนักกว่าสามารถ “ทน” ต่อความไม่สมดุลสัมบูรณ์ในระดับที่สูงกว่าได้โดยไม่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับโรเตอร์ที่เบากว่า.

ความเร็วในการหมุนสูงสุด. นี่คือหนึ่งในปัจจัยสำคัญ: ยิ่งความเร็วสูงขึ้นเท่าไร ความสมดุลก็ยิ่งต้องเข้มงวดมากขึ้นเท่านั้น สำหรับค่าความไม่สมดุลเท่ากัน แรงจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็วในการหมุน ดังนั้นจึงเลือกใช้เกรด G ที่ต่ำกว่าสำหรับโรเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อชดเชยผลกระทบจากความเร็ว.

โครงสร้างรองรับและสภาพการติดตั้ง. โรเตอร์ที่ติดตั้งบนตัวรองรับที่ยืดหยุ่น (ยืดหยุ่นได้) โดยทั่วไปจะต้องมีการปรับสมดุลอย่างระมัดระวังมากกว่าการติดตั้งบนฐานที่แข็งแรง เนื่องจากระบบที่ยืดหยุ่นจะลดการสั่นสะเทือนได้น้อยกว่าอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น อาจใช้เกรดที่แตกต่างกัน (G16 เทียบกับ G40) กับเพลาข้อเหวี่ยงเดียวกัน ขึ้นอยู่กับว่าเครื่องยนต์ติดตั้งบนตัวแยกการสั่นสะเทือนที่ยืดหยุ่นหรือติดตั้งอย่างแข็งแรง.

ตัวอย่างของเกรดคุณภาพสมดุลที่พบบ่อย

หมายเหตุ: ค่าความเร็วในหน่วยมิลลิเมตรต่อวินาที (mm/s) ในการระบุเกรดสอดคล้องกับผลคูณของความเยื้องศูนย์เฉพาะและความเร็วเชิงมุม: G = e_ต่อ·ω ดังนั้น ตัวเลข G จะบ่งชี้ถึงความเร็วสูงสุดที่จำกัดของการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางมวลที่ถูกแทนที่ในระหว่างการหมุนของโรเตอร์ ในทางปฏิบัติ การเลือกเกรดอาจแตกต่างกันไปหนึ่งระดับขึ้นหรือลง ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะและเงื่อนไขการปฏิบัติการ.

การคำนวณความไม่สมดุลที่เหลือที่อนุญาต

เมื่อทราบเกรด G ที่ต้องการแล้ว คุณสามารถคำนวณค่าความไม่สมดุลคงเหลือสูงสุดที่อนุญาตได้—ปริมาณความไม่สมดุลที่อาจเหลืออยู่หลังจากการปรับสมดุลโดยไม่เกินเกรดที่กำหนดไว้ มาตรฐาน ISO กำหนดสูตรดังนี้:

คุณ_ต่อ (กิโลกรัมเมตร) = (9549 × G [มิลลิเมตรต่อวินาที] × เมตร [กิโลกรัม]) / n [รอบต่อนาที]

ที่ไหน:

• คุณ_ต่อ — ความไม่สมดุลคงเหลือที่ยอมรับได้ในกรัม-มิลลิเมตร (g·mm)
• จี — เกรดคุณภาพสมดุล (มม./วินาที)
• m — มวลโรเตอร์ (กก.)
• n — ความเร็วในการทำงานสูงสุด (รอบต่อนาที)

ตัวอย่าง: สำหรับโรเตอร์ที่มีมวล 100 กิโลกรัม หมุนด้วยความเร็วสูงสุด 3000 รอบต่อนาที ซึ่งต้องปรับสมดุลให้ได้ระดับ G6.3 ค่าความไม่สมดุลคงเหลือที่อนุญาตคือ:

คุณ_ต่อ = (9549 × 6.3 × 100) / 3000 ≈ 2005 กรัม·มิลลิเมตร

ซึ่งหมายความว่าความไม่สมดุลทั้งหมดประมาณ 2005 กรัมมิลล์ (g·mm) จะได้รับอนุญาตสำหรับโรเตอร์นี้โดยไม่เกินมาตรฐาน G6.3 ในทางปฏิบัติ ความไม่สมดุลที่เหลือนี้จะกระจายตัวระหว่างระนาบการแก้ไข สำหรับการถ่วงสมดุลแบบสองระนาบ (แบบไดนามิก) ค่า U ที่คำนวณได้คือ_ต่อ ถูกแบ่งระหว่างระนาบอย่างเท่าเทียมหรือตามสัดส่วนของการกำหนดค่าโรเตอร์ ดังนั้น ช่างเทคนิคการปรับสมดุลจึงได้รับเป้าหมายตัวเลขเฉพาะที่ต้องบรรลุ.

การปรับสมดุลและการใช้อุปกรณ์ในทางปฏิบัติ

เพื่อให้ได้ระดับสมดุลที่ต้องการในทางปฏิบัติ จะใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง ในสภาวะการผลิต มักจะใช้เครื่องสมดุลแบบอยู่กับที่ ซึ่งโรเตอร์จะถูกหมุนและปรับแก้ไขจนกว่าความไม่สมดุลที่เหลืออยู่จะลดลงถึงมาตรฐานสำหรับเกรด G ที่เลือก.

อย่างไรก็ตาม ในสภาพภาคสนาม (เช่น เมื่อเกิดการสั่นสะเทือนในพัดลมหรือปั๊มที่ติดตั้งแล้ว) สามารถใช้อุปกรณ์ปรับสมดุลแบบพกพาได้ ตัวอย่างเช่น บาลานเซ็ต-1A อุปกรณ์—เครื่องวัดการสั่นสะเทือนและปรับสมดุลแบบพกพา 2 ช่องสัญญาณ สามารถปรับสมดุลแบบไดนามิกในระนาบเดียวหรือสองระนาบได้โดยตรงบนอุปกรณ์ในสถานที่ (โดยไม่ต้องถอดโรเตอร์ออก).

รูปที่ 1: เครื่องวัดความสั่นสะเทือนและเครื่องถ่วงสมดุลแบบพกพา Balanset-1A เชื่อมต่อกับแล็ปท็อป อุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดนี้ประกอบด้วยโมดูลวัดอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนสองตัว และเครื่องวัดความเร็วด้วยเลเซอร์ โดยมีการควบคุมและการคำนวณความไม่สมดุลผ่านซอฟต์แวร์บนคอมพิวเตอร์.

รูปที่ 1: หน้าต่างการคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนในการปรับสมดุลในซอฟต์แวร์ Balanset โปรแกรมนี้มีเครื่องคิดเลขในตัวที่สามารถคำนวณค่าความไม่สมดุลคงเหลือที่อนุญาตได้ตามมาตรฐาน ISO 1940 โดยอิงจากมวลของโรเตอร์ ความเร็วในการทำงาน และเกรด G ที่เลือก.

อุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกับแล็ปท็อป วัดการสั่นสะเทือนและเฟสของความไม่สมดุลโดยใช้เซ็นเซอร์และเครื่องวัดความเร็วรอบแบบออปติคอล หลังจากนั้นซอฟต์แวร์จะคำนวณน้ำหนักการแก้ไขที่ต้องการโดยอัตโนมัติ หนึ่งในคุณสมบัติของ Balanset-1A คือการคำนวณความไม่สมดุลที่อนุญาตได้โดยอัตโนมัติตามมาตรฐาน ISO 1940 (เกรด G)—อุปกรณ์จะกำหนดระดับที่ต้องลดการสั่นสะเทือนเพื่อให้ได้เกรด G6.3 หรือ G2.5 ตัวอย่างเช่น.

เครื่องมือปรับสมดุลสมัยใหม่เช่น Balanset-1A ช่วยให้การบรรลุระดับสมดุลที่ต้องการทำได้รวดเร็วและเชื่อถือได้มากขึ้น ด้วยการใช้คำศัพท์มาตรฐาน G-grade และการคำนวณความทนทานที่ติดตั้งไว้ในตัว วิศวกรและช่างเทคนิคจะทราบเกณฑ์สำหรับการปรับสมดุลที่ประสบความสำเร็จอย่างชัดเจน ดังนั้น การมาตรฐานคุณภาพการปรับสมดุลผ่าน G-grade จึงช่วยให้มีภาษาที่ใช้ร่วมกันในการอธิบายว่าโรเตอร์เฉพาะควรทำงานได้ “เรียบ” เพียงใด และการบรรลุระดับความน่าเชื่อถือของการสั่นสะเทือนนี้โดยใช้วิธีการที่เข้าใจได้และตรวจสอบได้ทั่วโลก.

← กลับสู่ดัชนีหลัก