ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปรับสมดุลความคลาดเคลื่อน
คำจำกัดความ: การสร้างสมดุลความคลาดเคลื่อนคืออะไร?
Balancing tolerance เป็นปริมาณสูงสุดที่อนุญาตได้ ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ ที่สามารถคงอยู่ในโรเตอร์ได้ภายหลัง สมดุล เสร็จสมบูรณ์แล้ว เกณฑ์นี้แสดงถึงเกณฑ์การยอมรับที่กำหนดว่าโรเตอร์มีความสมดุลเพียงพอสำหรับการใช้งานตามวัตถุประสงค์หรือไม่ ค่าความคลาดเคลื่อนในการถ่วงดุลจะแสดงเป็นมวลความไม่สมดุลจำเพาะที่รัศมีที่กำหนด (หน่วยเป็นกรัม-มิลลิเมตร หรือออนซ์-นิ้ว) หรือแสดงเป็นแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน (หน่วยเป็นมิลลิเมตร/วินาที หรือมิล).
ความคลาดเคลื่อนถูกกำหนดโดยมาตรฐานสากล โดยหลักๆ แล้ว ISO 21940 ซีรีส์นี้ ซึ่งกำหนดเกรดคุณภาพของเครื่องชั่งตามประเภทของโรเตอร์ ความเร็วในการใช้งาน และการใช้งาน มาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องชั่งจะมีความสม่ำเสมอ ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพในทุกอุตสาหกรรมและประเภทของอุปกรณ์.
เหตุใดการสร้างสมดุลของความอดทนจึงมีความสำคัญ
การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของการปรับสมดุลที่เหมาะสมมีความสำคัญเนื่องด้วยเหตุผลหลายประการ:
- ความปลอดภัย: ความไม่สมดุลที่เหลือมากเกินไปอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของเครื่องจักร ส่งผลให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยต่อบุคลากรและอุปกรณ์โดยรอบ.
- อายุการใช้งานของอุปกรณ์: การทำงานภายในระดับความคลาดเคลื่อนจะช่วยลดการสึกหรอที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืน ซีล และส่วนประกอบโครงสร้าง ช่วยยืดอายุการใช้งาน.
- การรับรองคุณภาพ: ความคลาดเคลื่อนเป็นเกณฑ์การยอมรับที่เป็นรูปธรรมสำหรับงานสมดุล เพื่อให้แน่ใจว่ามีคุณภาพสม่ำเสมอ.
- ดุลยภาพทางเศรษฐกิจ: ความคลาดเคลื่อนถือเป็นการประนีประนอมในทางปฏิบัติระหว่างต้นทุนในการบรรลุสมดุลที่สมบูรณ์แบบ (ซึ่งเป็นไปไม่ได้) และประสิทธิภาพการทำงานที่ยอมรับได้.
- การปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรม: การตอบสนองเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ได้รับการยอมรับแสดงถึงการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของอุตสาหกรรม และอาจต้องมีการปฏิบัติตามกฎระเบียบหรือการรับประกัน.
ISO 21940-11: มาตรฐานหลัก
ISO 21940-11 (เดิมชื่อ ISO 1940-1) เป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับข้อกำหนดด้านคุณภาพของเครื่องชั่ง มาตรฐานนี้กำหนดเกรดคุณภาพของเครื่องชั่งหลายเกรด ซึ่งเรียกว่าเกรด G โดยที่ G ย่อมาจาก “เกรดคุณภาพเครื่องชั่ง” และค่าตัวเลขแสดงถึงค่าความเยื้องศูนย์ของความไม่สมดุลจำเพาะในหน่วยมิลลิเมตรต่อวินาที.
เกรดคุณภาพสมดุลทั่วไป (เกรด G)
มาตรฐานนี้กำหนดเกรด G ไว้ตั้งแต่ G 0.4 (ความแม่นยำสูงสุด) ถึง G 4000 (ความแม่นยำต่ำสุด) เกรดทั่วไปประกอบด้วย:
- จี 0.4: แกนเครื่องบดละเอียด ไจโรสโคป (ความแม่นยำสูงสุด)
- จี 1.0: แกนเครื่องมือเครื่องจักรความแม่นยำสูง เทอร์โบชาร์จเจอร์
- จี 2.5: กังหันก๊าซและไอน้ำ โรเตอร์เทอร์โบเจเนอเรเตอร์แบบแข็ง คอมเพรสเซอร์ ระบบขับเคลื่อนเครื่องมือกล
- จี 6.3: เครื่องจักรทั่วไปส่วนใหญ่ มอเตอร์ไฟฟ้าโรเตอร์ (2 ขั้ว) เครื่องเหวี่ยง พัดลม ปั๊ม
- จี 16: เครื่องจักรกลการเกษตร เครื่องบด เครื่องยนต์ดีเซลหลายสูบ
- จี 40: อุปกรณ์ทำงานช้า เครื่องยนต์ดีเซลสี่สูบติดตั้งอย่างแข็งแกร่ง
ค่า G-number ที่ต่ำลงบ่งชี้ถึงค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดยิ่งขึ้น (ความไม่สมดุลที่ยอมรับได้น้อยลง) ในขณะที่ค่า G-number ที่สูงขึ้นจะยอมให้มีความไม่สมดุลที่เหลืออยู่มากขึ้น.
การคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนของการปรับสมดุล
ค่าความไม่สมดุลตกค้างที่ยอมรับได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ ได้แก่ มวลของโรเตอร์ ความเร็วในการใช้งาน และระดับคุณภาพของสมดุลที่เลือก การคำนวณเป็นไปตามความสัมพันธ์นี้:
เครื่องคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนออนไลน์
สำหรับการคำนวณความไม่สมดุลที่เหลือที่อนุญาตอย่างรวดเร็วและแม่นยำ ให้ใช้ของเรา Residual Unbalance Tolerance Calculator. เครื่องคิดเลขจะคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนโดยอัตโนมัติตามมาตรฐาน ISO 1940/21940 สำหรับเครื่องจักรประเภทต่างๆ มวลโรเตอร์ และความเร็วในการทำงาน พร้อมตัวเลือกสำหรับการปรับสมดุลแบบระนาบเดียวหรือสองระนาบ.
สูตรสำหรับความไม่สมดุลที่เหลือที่อนุญาต
คุณต่อ = (ก × ม) / (ω / 1000)
ที่ไหน:
- คุณต่อ = ความไม่สมดุลที่เหลือที่ยอมรับได้ (กรัม-มิลลิเมตร หรือ g·mm)
- จี = ระดับคุณภาพสมดุล (เช่น 6.3 สำหรับ G 6.3)
- M = มวลโรเตอร์ (กิโลกรัม)
- ω = ความเร็วเชิงมุม (เรเดียนต่อวินาที) = (2π × RPM) / 60
สูตรที่เรียบง่ายโดยใช้ RPM
สำหรับการใช้งานจริง สามารถลดสูตรลงได้ดังนี้:
คุณต่อ (g·mm) = (9549 × G × M) / รอบต่อนาที
ที่ไหน:
- M = มวลโรเตอร์เป็นกิโลกรัม
- รอบต่อนาที = ความเร็วในการให้บริการเป็นรอบต่อนาที
- จี = เกรดคุณภาพสมดุล
ตัวอย่างการคำนวณ
พิจารณาโรเตอร์มอเตอร์ที่มีคุณลักษณะดังต่อไปนี้:
- มวล: 50 กก.
- ความเร็วในการทำงาน: 3000 รอบต่อนาที
- คุณภาพสมดุลที่ต้องการ: G 6.3
คุณต่อ = (9549 × 6.3 × 50) / 3000 = 100.4 ก.มม.
ซึ่งหมายความว่าค่าความไม่สมดุลตกค้างสูงสุดที่ยอมรับได้สำหรับโรเตอร์นี้คือประมาณ 100 กรัม·มม. หากรัศมีระนาบการแก้ไขคือ 100 มม. จะเท่ากับค่าความไม่สมดุลตกค้าง 1.0 กรัมที่รัศมีนั้น.
คุณสามารถตรวจสอบการคำนวณนี้หรือคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับเครื่องจักรประเภทต่างๆ ได้โดยใช้ของเรา เครื่องคิดเลขออนไลน์.
ความคลาดเคลื่อนของระนาบเดี่ยวเทียบกับระนาบสองระนาบ
ค่าความคลาดเคลื่อนที่คำนวณได้นั้นใช้กับความไม่สมดุลทั้งหมดในระนาบเดียวสำหรับ การปรับสมดุลระนาบเดียว. สำหรับ การปรับสมดุลสองระนาบ (แบบไดนามิก), ISO 21940-11 กำหนดแนวปฏิบัติสำหรับการกระจายค่าความคลาดเคลื่อนรวมระหว่างระนาบแก้ไขทั้งสองระนาบ โดยทั่วไปจะจัดสรรค่าความคลาดเคลื่อนให้กับแต่ละระนาบตามระยะห่างระหว่างระนาบและรูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์.
ความคลาดเคลื่อนตามการสั่นสะเทือน
แม้ว่า ISO 21940-11 จะกำหนดขีดจำกัดมวลที่ไม่สมดุล แต่การปรับสมดุลภาคสนามมักใช้แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเป็นเกณฑ์การยอมรับ เนื่องจากเป็นการวัดโดยตรง โดยทั่วไปแล้ว ความคลาดเคลื่อนจากการสั่นสะเทือนจะถูกกำหนดโดย:
ซีรี่ส์ ISO 20816
มาตรฐานเหล่านี้กำหนดขีดจำกัดการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้สำหรับเครื่องจักรประเภทต่างๆ โดยอิงตามความเร็ว RMS (มม./วินาที หรือ นิ้ว/วินาที) โซนทั่วไปประกอบด้วย:
- โซน A: เครื่องจักรที่เพิ่งเริ่มใช้งาน (การสั่นสะเทือนต่ำมาก)
- โซน บี: ยอมรับการใช้งานในระยะยาว
- โซน C: ยอมรับได้เฉพาะช่วงเวลาจำกัด ควรวางแผนการดำเนินการแก้ไข
- โซน D: ไม่สามารถยอมรับได้ ต้องดำเนินการแก้ไขทันที
เกณฑ์ภาคปฏิบัติ
ช่างปรับสมดุลหลายคนใช้กฎหลักๆ ดังต่อไปนี้:
- การสั่นสะเทือนลดลงเหลือต่ำกว่า 25% ของระดับเริ่มต้น = สมดุลสำเร็จ
- การสั่นสะเทือนสัมบูรณ์ต่ำกว่า 2.8 มม./วินาที (0.11 นิ้ว/วินาที) = โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับได้สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่
- การสั่นสะเทือนที่เหลือต่ำกว่า 1.0 มม./วินาที (0.04 นิ้ว/วินาที) = สมดุลที่ยอดเยี่ยม
ปัจจัยที่มีผลต่อความคลาดเคลื่อนที่สามารถบรรลุได้
ความสามารถในการตอบสนองความคลาดเคลื่อนของการปรับสมดุลขึ้นอยู่กับปัจจัยเชิงปฏิบัติหลายประการ:
1. ความสามารถของอุปกรณ์
- ความแม่นยำในการวัดของเครื่องมือวัดสมดุล
- ความไวของเซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือน
- ความละเอียดในการวางน้ำหนัก (ความแม่นยำในการวางน้ำหนัก)
2. ลักษณะของโรเตอร์และเครื่องจักร
- สภาพทางกล (ความหลวม การสึกหรอของตลับลูกปืน ปัญหาฐานรากอาจทำให้ไม่สามารถบรรลุค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบได้)
- การดำเนินงานที่หรือใกล้ ความเร็ววิกฤต ทำให้การปรับสมดุลที่แม่นยำทำได้ยากขึ้น
- ความไม่เชิงเส้นในการตอบสนองของระบบ
3. ข้อจำกัดในทางปฏิบัติ
- การเข้าถึงของ ระนาบการแก้ไข
- การเพิ่มน้ำหนักที่สามารถใช้ได้ (สามารถเพิ่มน้ำหนักได้เฉพาะจำนวนที่แยกจากกัน)
- ความละเอียดเชิงมุมของรูยึดหรือจุดยึด
ความคลาดเคลื่อนเทียบกับความสามารถในการสร้างสมดุล
สิ่งสำคัญคือการแยกแยะระหว่าง:
- ความคลาดเคลื่อนที่ระบุ: ค่าความไม่สมดุลที่เหลือสูงสุดที่อนุญาตตามที่กำหนดโดยมาตรฐานหรือข้อกำหนด
- ความสมดุลที่บรรลุได้: ระดับสมดุลที่แท้จริงที่สามารถบรรลุได้จริงโดยพิจารณาจากความสามารถและข้อจำกัดของอุปกรณ์
- ดุลยภาพทางเศรษฐกิจ: จุดที่เกินกว่าการปรับปรุงเพิ่มเติมจะไม่คุ้มทุน
สำหรับการปรับสมดุลในภาคอุตสาหกรรมส่วนใหญ่นั้น การบรรลุระดับความไม่สมดุลที่ดีกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนด 2-3 เท่า ถือเป็นงานที่ยอดเยี่ยม และยังช่วยให้มีขอบเขตสำหรับความไม่แน่นอนในการวัดและความแปรผันในการดำเนินการ.
การจัดทำเอกสารและการยอมรับ
เอกสารประกอบที่เหมาะสมของค่าความคลาดเคลื่อนในการปรับสมดุลประกอบด้วย:
- ระบุ เกรด G หรือค่าความคลาดเคลื่อน
- คำนวณความไม่สมดุลที่เหลือที่อนุญาต (Uต่อ)
- การวัดความไม่สมดุลที่เหลือหลังจากการปรับสมดุล
- การเปรียบเทียบแสดงการปฏิบัติตาม: วัดได้ ≤ ได้รับอนุญาต
- ลายเซ็นหรือบันทึกการยอมรับ
เอกสารชุดนี้ให้หลักฐานที่เป็นรูปธรรมว่างานปรับสมดุลตรงตามข้อกำหนดและทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินการบำรุงรักษาในอนาคต.
เมื่อใดควรใช้ค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดขึ้นหรือผ่อนคลายลง
ความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดยิ่งขึ้นได้รับการพิสูจน์เมื่อ:
- การทำงานความเร็วสูง (สำคัญต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของตลับลูกปืน)
- อุปกรณ์ความแม่นยำที่ต้องการการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด
- โครงสร้างน้ำหนักเบาหรือยืดหยุ่นได้ไวต่อการสั่นสะเทือน
- อุปกรณ์ที่ตั้งอยู่ใกล้กับกระบวนการหรือเครื่องมือที่ไวต่อการสั่นสะเทือน
ความคลาดเคลื่อนที่ยืดหยุ่นได้เมื่อ:
- อุปกรณ์ความเร็วต่ำสำหรับงานหนัก
- โครงสร้างแข็งแรงทนทานต่อการสั่นสะเทือนสูง
- อุปกรณ์ที่ใช้งานระยะสั้นหรือใช้งานไม่บ่อย
- การพิจารณาทางเศรษฐกิจมีน้ำหนักมากกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
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 