ISO 1940-2 — ข้อผิดพลาดในการถ่วงสมดุล (ปัจจุบันคือ ISO 21940-14)
มาตรฐานประวัติศาสตร์สำหรับการประเมินข้อผิดพลาดการถ่วงสมดุลของโรเตอร์แข็ง — แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดแบบเป็นระบบ แบบแปรผันสุ่ม และแบบ scalar ในกระบวนการถ่วงสมดุล ถูกยกเลิกและแทนที่ด้วย ISO 21940-14:2012 ส่วนคำศัพท์การถ่วงสมดุลนั้นนิยามไว้ใน ISO 21940-2 (เดิมคือ ISO 1925) และสรุปไว้ด้านล่าง
คำศัพท์สำคัญเกี่ยวกับการปรับสมดุลโดยสังเขป
คำนิยามที่สำคัญที่สุดจากคำศัพท์มาตรฐานการถ่วงสมดุล — ISO 21940-2 (เดิมคือ ISO 1925) — คำที่ผู้ปฏิบัติงานถ่วงสมดุลทุกคนต้องรู้
เอกสารอ้างอิงคำศัพท์ฉบับสมบูรณ์
คำสำคัญทั้งหมดจากคำศัพท์การถ่วงสมดุล ISO 21940-2 (เดิมคือ ISO 1925) จัดตามหมวดหมู่
| คำศัพท์ | คำนิยาม | ความสำคัญ |
|---|---|---|
| โรเตอร์ โรเตอร์ | วัตถุที่สามารถหมุนรอบแกนที่กำหนด ในบริบทของการปรับสมดุล หมายรวมถึงชิ้นส่วนที่หมุนได้ทุกชนิด เช่น เพลา ใบพัด อาร์มาเจอร์ ดรัม แกนหมุน. | วัตถุพื้นฐานของการถ่วงสมดุล คำอื่นทั้งหมดใช้อธิบายคุณสมบัติของโรเตอร์หรือการกระทำที่มีต่อโรเตอร์. |
| โรเตอร์ โรเตอร์แบบแข็ง | โรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลที่สามารถแก้ไขได้ในระนาบสองระนาบใดๆ และหลังจากแก้ไขแล้ว ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็วใดๆ จนถึงความเร็วใช้งานสูงสุด. | กำหนดว่า ISO 1940-1 (ระบบเกรด G) ใช้ได้ การปรับสมดุลที่ความเร็วต่ำบนเครื่องจักรในโรงงานนั้นใช้ได้ โรเตอร์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่มีความแข็ง. |
| โรเตอร์ โรเตอร์แบบยืดหยุ่น | โรเตอร์ที่เสียรูปอย่างยืดหยุ่นที่ความเร็วใช้งานของมัน จนทำให้สภาวะความไม่สมดุลเปลี่ยนไป ต้องแก้ไขที่หรือใกล้ความเร็วใช้งานในมากกว่าสองระนาบ. | ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 21940-12 ใช้กับกังหันความเร็วสูง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ และคอมเพรสเซอร์หลายขั้นตอน จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ปรับสมดุลความเร็วสูงแบบพิเศษ. |
| โรเตอร์ แกนเพลา | เส้นตรงที่เชื่อมจุดศูนย์กลางของเพลาแบริ่ง แกนหมุนทางเรขาคณิต. | แกนอ้างอิงสำหรับการวัดความไม่สมดุลทั้งหมด การเบี่ยงเบนของแกนหมุนส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด. |
| โรเตอร์ แกนความเฉื่อยหลัก | แกนที่โรเตอร์จะหมุนได้อย่างอิสระโดยไม่เกิดแรงเหวี่ยงหรือโมเมนต์ ซึ่งตรงกับแกนเพลาสำหรับโรเตอร์ที่สมดุลอย่างสมบูรณ์. | ความไม่ตรงกันระหว่างแกนหลักและแกนเพลา เป็น ความไม่สมดุล การแก้ไขทั้งหมดมีเป้าหมายเพื่อปรับแกนทั้งสองนี้ให้สมดุล. |
| โรเตอร์ จุดศูนย์กลางมวล (จุดศูนย์ถ่วง) | จุดที่มวลทั้งหมดของโรเตอร์กระจุกตัวอยู่ สำหรับโรเตอร์ที่สมดุล จุดนี้จะอยู่ตรงแกนเพลาพอดี. | ความไม่สมดุลสถิต = จุดศูนย์กลางมวลเคลื่อนที่ออกจากแกนเพลา ความไม่สมดุลจำเพาะ (e) = ระยะการเคลื่อนที่. |
| โรเตอร์ ความเร็วในการให้บริการ | ความเร็วรอบสูงสุดที่โรเตอร์ทำงานได้ในงานใช้งานตามที่กำหนด. | ปัจจัยสำคัญในการคำนวณค่าความคลาดเคลื่อน: Uต่อ = (9 549 × G × M) / n. ควรใช้ความเร็วในการใช้งานจริงเสมอ ไม่ใช่ความเร็วในการปรับสมดุล. |
| โรเตอร์ ความเร็ววิกฤต | ความเร็วรอบที่ระบบโรเตอร์-แบริ่งเกิดการสั่นพ้อง ส่งผลให้การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นอย่างมาก. | กำหนดการจำแนกประเภทแบบแข็ง/ยืดหยุ่น โรเตอร์แบบแข็งจะทำงานได้ดีที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็ววิกฤตการดัดงอครั้งแรก. |
| คำศัพท์ | คำนิยาม | สูตร / หน่วย |
|---|---|---|
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุล | สภาวะที่แกนหลักของความเฉื่อยไม่ตรงกับแกนการหมุน ทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางซึ่งแปรผันตรงกับมวล ความเยื้องศูนย์ และความเร็วยกกำลังสอง. | U = m × r (กรัม·มม. หรือ กก.·ม.) |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลแบบคงที่ | แกนหลักขนานกับแกนหมุนแต่มีการเลื่อนตำแหน่ง เทียบเท่ากับมวลเดียวที่รัศมีเดียว ตรวจจับได้โดยไม่ต้องหมุน (คมมีด) การสั่นสะเทือนของแบริ่งแบบเฟสตรงกัน. | แก้ไขแล้วใน 1 ระนาบ |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลแบบคู่ควบ | แกนหลักตัดกับแกนหมุนที่จุดศูนย์กลางมวล แต่เอียงอยู่ จุดหนักสองจุดที่เท่ากันและอยู่ตรงข้ามกันในระนาบที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดโมเมนต์การโยก สามารถตรวจจับได้เฉพาะขณะหมุนเท่านั้น. | แก้ไขแล้วใน 2 ระนาบ |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลแบบไดนามิก | กรณีทั่วไป: แกนหลักไม่ขนานหรือตัดกับแกนหมุน เป็นผลรวมของแรงสถิตและแรงคู่ควบ เป็นสภาวะที่พบได้บ่อยที่สุดในโลกแห่งความเป็นจริง. | แก้ไขแล้วใน 2 ระนาบ |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลเฉพาะเจาะจง | อัตราส่วนของความไม่สมดุลต่อมวลของโรเตอร์ แสดงถึงความเยื้องศูนย์ ซึ่งก็คือการเบี่ยงเบนของจุดศูนย์กลางมวลจากแกนเพลา ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบคุณภาพระหว่างโรเตอร์ขนาดต่างๆ ได้. | e = U / M (ไมโครเมตร หรือ กรัม·มม./กก.) |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลคงเหลือ | ค่าความไม่สมดุลที่หลงเหลืออยู่ในโรเตอร์หลังจากกระบวนการปรับสมดุล ต้องไม่เกินค่าที่อนุญาต (U)ต่อ) สำหรับที่ระบุไว้ เกรด G. | Ures ≤ Uต่อ |
| ความไม่สมดุล ความไม่สมดุลเบื้องต้น | ความไม่สมดุลของโรเตอร์เมื่อได้รับมา ก่อนการปรับสมดุลใดๆ วัดได้ในการทำงานครั้งแรก. | ค่าพื้นฐานสำหรับขั้นตอนการปรับสมดุล |
| ความไม่สมดุล เวกเตอร์ที่ไม่สมดุล | ขนาดและตำแหน่งเชิงมุมของความไม่สมดุลในระนาบที่กำหนด แสดงเป็นเวกเตอร์เชิงขั้วที่มีแอมพลิจูด (กรัม·มิลลิเมตร) และมุมเฟส (°). | U∠θ (กรัม·มม. ที่ ° จากจุดอ้างอิง) |
| คำศัพท์ | คำนิยาม | หมายเหตุเชิงปฏิบัติ |
|---|---|---|
| กระบวนการ การถ่วงสมดุล | กระบวนการตรวจสอบและปรับการกระจายมวลของโรเตอร์เพื่อให้ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนด. | กระบวนการวนซ้ำ: วัด → คำนวณ → แก้ไข → ตรวจสอบ. |
| กระบวนการ ระนาบแก้ไข | ระนาบที่ตั้งฉากกับแกนหมุน ซึ่งเป็นระนาบที่ใช้เพิ่มหรือลดมวล ตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงได้จริงสำหรับการวางน้ำหนัก. | อาจแตกต่างจากระนาบความคลาดเคลื่อน (แบริ่ง) — ต้องมีการแปลงทางเรขาคณิต. |
| กระบวนการ ระนาบความคลาดเคลื่อน | ระนาบที่กำหนดค่าความไม่สมดุลที่อนุญาตไว้ โดยทั่วไปคือระนาบแบริ่ง ความไม่สมดุลในระนาบนี้ส่งผลโดยตรงต่อภาระที่แบริ่งรับ. | Uต่อ ระบุไว้สำหรับระนาบความคลาดเคลื่อน ต้องแปลงเป็นระนาบแก้ไข. |
| กระบวนการ น้ำหนักแก้ไข | มวลทางกายภาพ (น้ำหนัก) ที่เพิ่มหรือลดลงจากโรเตอร์ ณ รัศมีและมุมที่กำหนดภายในระนาบการแก้ไข. | เพิ่ม: แบบหนีบ, แบบยึดด้วยน็อต, การเชื่อม, อีพ็อกซี่ ลบออก: การเจาะ, การกัด, การเจียร. |
| กระบวนการ น้ำหนักทดลอง | มวลที่ทราบค่าซึ่งติดไว้ชั่วคราวกับโรเตอร์ที่รัศมีและมุมที่ทราบค่าระหว่างขั้นตอนการปรับสมดุล ใช้เพื่อกำหนดการตอบสนองของโรเตอร์ (สัมประสิทธิ์อิทธิพล). | วิธีน้ำหนักทดลองของ Balanset-1A: เดินเครื่อง → ติดตั้งน้ำหนักทดลอง → เดินเครื่อง → ซอฟต์แวร์คำนวณค่าน้ำหนักแก้ไข. |
| กระบวนการ ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล | การเปลี่ยนแปลงการตอบสนองต่อการสั่นสะเทือน (แอมพลิจูดและเฟส) ณ จุดวัดที่เกิดจากความไม่สมดุลหนึ่งหน่วย ณ ตำแหน่งเฉพาะ บ่งบอกถึงความไวของระบบโรเตอร์-แบริ่ง. | คำนวณจากผลการทดสอบน้ำหนัก การปรับสมดุลสองระนาบต้องใช้เมทริกซ์อิทธิพลขนาด 2×2. |
| กระบวนการ การปรับสมดุลระนาบเดียว | ขั้นตอนการแก้ไขความไม่สมดุลแบบคงที่ในระนาบการแก้ไขเดียว เหมาะสำหรับโรเตอร์ขนาดสั้น (แบบแผ่นดิสก์) ที่มี L/D < 0.5. | Balanset-1A โหมด F2 เซ็นเซอร์หนึ่งตัว หนึ่งระนาบ. |
| กระบวนการ การปรับสมดุลสองระนาบ | ขั้นตอนการแก้ไขความไม่สมดุลทั้งแบบสถิตและแบบคู่ในระนาบการแก้ไขสองระนาบ จำเป็นสำหรับโรเตอร์ที่มีลักษณะยาว หรือเมื่อความไม่สมดุลแบบคู่มีนัยสำคัญ. | Balanset-1A โหมด F3 เซ็นเซอร์สองตัว ระนาบสองระนาบ. |
| กระบวนการ การถ่วงสมดุลละเอียดขั้นสุดท้าย | ขั้นตอนสุดท้ายคือการปรับสมดุลอย่างละเอียดบนโรเตอร์ที่ประกอบเสร็จแล้ว เพื่อชดเชยความไม่สมดุลที่เกิดจากการประกอบ (การเบี่ยงเบนของข้อต่อ ความคลาดเคลื่อนในการประกอบ). | โดยทั่วไปมักทำในภาคสนามบนเครื่องจักรที่ติดตั้งไว้แล้ว. |
| กระบวนการ การแบ่งน้ำหนัก | การกระจายมวลแก้ไขที่คำนวณได้ระหว่างสองตำแหน่งที่เข้าถึงได้ซึ่งอยู่ติดกัน (เช่น รูสลักเกลียวสองรูหรือตำแหน่งใบมีดสองตำแหน่ง) เมื่อไม่สามารถเข้าถึงตำแหน่งเชิงมุมที่แน่นอนได้. | Balanset-1A มีระบบคำนวณการแบ่งน้ำหนักอัตโนมัติ. |
| คำศัพท์ | คำนิยาม | การเปรียบเทียบ |
|---|---|---|
| เครื่องจักร เครื่องถ่วงสมดุล | อุปกรณ์ที่ใช้วัดความไม่สมดุลในโรเตอร์ (ขนาดและตำแหน่งเชิงมุม) เพื่อแก้ไขการกระจายมวลให้ถูกต้อง. | แบบประจำที่ (ตั้งอยู่กับที่) หรือแบบเคลื่อนที่ (พกพาได้ เช่น) Balanset-1A). |
| เครื่องจักร เครื่องจักรแบริ่งอ่อน | ระบบกันสะเทือนมีความยืดหยุ่นสูง โรเตอร์หมุนเหนือความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือน วัดการเคลื่อนที่ทางกายภาพ ต้องทำการปรับเทียบสำหรับรูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์แต่ละแบบ. | ปัจจุบันพบน้อยลง ต้นทุนต่ำกว่า แต่ผู้ปฏิบัติงานต้องปรับเทียบใหม่สำหรับโรเตอร์แต่ละตัว ใช้การวัดการกระจัด. |
| เครื่องจักร เครื่องจักรแบริ่งแข็ง | ระบบกันสะเทือนแข็งมาก โรเตอร์หมุนด้วยความถี่ต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือน เซ็นเซอร์วัดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางโดยตรง ปรับเทียบอย่างถาวร — รองรับโรเตอร์ได้หลากหลายประเภทโดยไม่ต้องตั้งค่าเฉพาะสำหรับโรเตอร์แต่ละชนิด. | ประเภทเด่น ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ใช้งานได้หลากหลายกว่า ตั้งค่าได้รวดเร็วกว่า มีเซ็นเซอร์วัดแรง. |
| เครื่องจักร เครื่องถ่วงสมดุลหน้างาน | เครื่องมือพกพาที่ใช้สำหรับปรับสมดุลโรเตอร์ในสถานที่ (ติดตั้งอยู่ในเครื่องจักร) โดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วน ใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนและเครื่องวัดความเร็วรอบ วิธีการทดสอบน้ำหนัก. | Balanset-1A (2 แชนแนล) และ บาลันเซ็ต-4 (4 ช่องสัญญาณ) มีเครื่องคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนตามมาตรฐาน ISO 1940 ในตัว. |
| เครื่องจักร แกนหมุน (Arbor) | เพลาหรืออะแดปเตอร์ที่ใช้สำหรับติดตั้งโรเตอร์เพื่อปรับสมดุลบนเครื่องจักร ต้องมีศูนย์กลางที่แม่นยำและมีการเบี่ยงเบนน้อยมาก. | ความเยื้องศูนย์ของแกนหมุนเป็นสาเหตุหลักของข้อผิดพลาดในการปรับสมดุลอย่างเป็นระบบ ได้รับการยืนยันโดยการทดสอบดัชนี. |
| คำศัพท์ | คำนิยาม | สูตร / มาตรฐาน |
|---|---|---|
| คุณภาพ เกรดคุณภาพสมดุล (G) | การจำแนกประเภทที่ระบุความเร็วสูงสุดที่อนุญาตของจุดศูนย์กลางมวลของโรเตอร์ G = eต่อ × ω. เกรดจะอยู่ในมาตราส่วนลอการิทึมที่มีตัวประกอบ 2.5. | G 0.4 … G 4000 กำหนดไว้ใน ISO 1940-1 |
| คุณภาพ ค่าความไม่สมดุลตกค้างที่อนุญาต (U)ต่อ) | ค่าความไม่สมดุลตกค้างสูงสุดที่อนุญาตสำหรับระดับ G ที่กำหนด มวลของโรเตอร์ และความเร็วในการใช้งาน เกณฑ์การยอมรับ. | Uต่อ = (9549 × G × M) / n |
| คุณภาพ ความคลาดเคลื่อนของสมดุล | ช่วงที่ค่าความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ต้องอยู่ภายในเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพที่ระบุไว้ เท่ากับ Uต่อ. | ระบุต่อระนาบหลังการจัดสรร |
| คุณภาพ อัตราส่วนการลดความไม่สมดุล (URR) | อัตราส่วนของค่าความไม่สมดุลเริ่มต้นต่อค่าความไม่สมดุลที่เหลืออยู่หลังจากรอบการแก้ไขหนึ่งรอบ บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพของเครื่อง/กระบวนการปรับสมดุล. | URR = Uค่าเริ่มต้น / Uส่วนที่เหลือ โดยทั่วไป: 5–50 เท่า |
| การวัด มุมเฟส | ตำแหน่งเชิงมุมของเวกเตอร์ความไม่สมดุลเทียบกับเครื่องหมายอ้างอิงบนโรเตอร์ (วัดโดยเครื่องวัดความเร็วรอบ) เมื่อรวมกับแอมพลิจูด จะกำหนดเวกเตอร์ความไม่สมดุลที่สมบูรณ์. | ° (องศา, 0–360) |
| การวัด ความเร็วการสั่นสะเทือน (อาร์เอ็มเอส) | ค่าเฉลี่ยกำลังสองของความเร็วการสั่นสะเทือนที่ตัวเรือนแบริ่ง พารามิเตอร์การวัดมาตรฐานสำหรับการประเมินสภาพเครื่องจักร ISO 10816. | มม./วินาที RMS (10–1000 เฮิรตซ์) |
| การวัด การทดสอบดัชนี | ขั้นตอนการตรวจสอบ: หมุนโรเตอร์เป็นมุมที่กำหนด (เช่น 180°) เทียบกับฐานรองของเครื่องจักร แล้วทำการวัดใหม่ ตรวจจับข้อผิดพลาดของแกนหมุนและอุปกรณ์จับยึด. | จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างเป็นทางการตามมาตรฐาน ISO 1940-1 บทที่ 10 |
| การวัด ความไม่สมดุลตกค้างขั้นต่ำที่สามารถทำได้ (U)mar) | ค่าความไม่สมดุลตกค้างต่ำสุดที่สามารถทำได้บนเครื่องปรับสมดุลที่กำหนดสำหรับโรเตอร์เฉพาะนั้น ๆ ขึ้นอยู่กับความไวของเครื่องจักร ระดับเสียงรบกวน และสภาพของแบริ่ง. | Umar ต้องไม่เกิน Uต่อ เพื่อให้เครื่องจักรเหมาะสมกับเกรด G ที่ต้องการ. |
ISO 1940-2 คืออะไร?
ISO 1940-2:1997 (Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 2: Balance errors) เป็นมาตรฐานสากลสำหรับการระบุ ประเมิน และคำนึงถึงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเมื่อถ่วงสมดุลโรเตอร์แข็ง — ตั้งแต่ความไม่สมดุลของแมนเดรลและเพลาขับ ไปจนถึง runout ของชิ้นส่วนและการกระจายของเครื่องมือวัด มาตรฐานนี้ถูกยกเลิกและแทนที่ด้วย ISO 21940-14:2012 (Mechanical vibration — Rotor balancing — Part 14: Procedures for assessing balance errors), ซึ่งขยายขั้นตอนเดียวกันไปยังโรเตอร์ที่มีพฤติกรรมยืดหยุ่น หมายเหตุ: มักถูกสับสนกับคำศัพท์การถ่วงสมดุล คำศัพท์ — นั่นเป็นอีกมาตรฐานหนึ่ง ISO 21940-2 (เดิมคือ ISO 1925) ซึ่งคำศัพท์ในหน้านี้สรุปไว้ด้านล่าง
เมื่อวิศวกรในเยอรมนีกำหนดว่า "แก้ความไม่สมดุลแบบไดนามิกเป็น G 6.3 ในสองระนาบ" ช่างเทคนิคในญี่ปุ่นต้องเข้าใจตรงกันอย่างแม่นยำ — สภาพโรเตอร์เดียวกัน ขั้นตอนการถ่วงสมดุลเดียวกัน และเกณฑ์ยอมรับเดียวกัน คำศัพท์มาตรฐานการถ่วงสมดุล ISO — ISO 21940-2 (เดิมคือ ISO 1925) — ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการให้ชุดคำศัพท์สากลเดียวที่ตกลงร่วมกันสำหรับทั้งสาขา
ตรงกันข้าม ISO 1940-2 เองไม่ใช่ทั้งพจนานุกรมและข้อกำหนดค่าความเผื่อ — แต่มุ่งเน้นที่ ข้อผิดพลาดในการถ่วงสมดุลโดยจัดประเภทแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในกระบวนการถ่วงสมดุลเป็น อย่างเป็นระบบ (สามารถประเมินขนาดและมุมได้ — เช่น ความไม่สมดุลของแมนเดรลหรือเพลาขับ runout แนวรัศมีและแนวแกน ลิ่มและร่องลิ่ม แม่เหล็กตกค้าง ข้อผิดพลาดจากการประกอบใหม่และเครื่องมือวัด), แบบแปรผันสุ่ม (ชิ้นส่วนหลวม ของเหลวค้าง การบิดตัวจากความร้อน แรงต้านอากาศ) และ สเกลาร์ (สามารถประเมินได้เพียงขนาดสูงสุด มุมไม่แน่นอน — เช่น ระยะหลวมจากการประกอบและค่าความเผื่อการผลิต) และให้ขั้นตอนสำหรับการประเมินและนำสิ่งเหล่านี้มาพิจารณาเพื่อให้ความไม่สมดุลคงเหลือยังคงอยู่ภายในค่าที่ยอมให้ได้ Uต่อ จาก ISO 1940-1 (ปัจจุบันคือ ISO 21940-11) มาตรฐานสืบทอด ISO 21940-14 ยังคงทำหน้าที่นี้ไว้เหมือนเดิมภายในชุด ISO 21940
การวิเคราะห์คำศัพท์โดยละเอียด
ความแตกต่างระหว่างแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น
นี่คือการจำแนกประเภทที่สำคัญที่สุดในการถ่วงสมดุล ความแตกต่างนี้กำหนดทุกอย่าง: ใช้มาตรฐานใด ต้องใช้อุปกรณ์อะไร ต้องใช้กี่ระนาบ และต้องถ่วงสมดุลที่ความเร็วเท่าใด.
โรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลที่สามารถแก้ไขได้ในระนาบสองระนาบใดๆ และหลังจากแก้ไขแล้ว ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็วใดๆ จนถึงความเร็วใช้งานสูงสุด. การทดสอบภาคปฏิบัติ: ถ้าการดัดครั้งแรก ความเร็ววิกฤต หากความเร็ววิกฤตการดัดครั้งแรกสูงกว่าความเร็วใช้งานสูงสุดมาก (โดยทั่วไป > 1.5× หรือมากกว่า) โรเตอร์นั้นเป็นแบบแข็ง.
โรเตอร์ที่เสียรูปทรงอย่างยืดหยุ่นขณะหมุนด้วยความเร็วปกติ ทำให้สถานะไม่สมดุลเปลี่ยนแปลงไป ต้องทำการปรับสมดุลที่ความเร็วปกติหรือใกล้เคียงในระนาบมากกว่าสองระนาบ. ใช้ได้กับ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบขนาดใหญ่ คอมเพรสเซอร์ความเร็วสูงหลายขั้นตอน ลูกกลิ้งเครื่องผลิตกระดาษยาวที่ความเร็วสูง ครอบคลุมโดยมาตรฐาน ISO 21940-12.
โรเตอร์ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า พัดลม ปั๊ม ล้อช่วยแรง เพลา ล้วนเป็นโรเตอร์แบบแข็ง ISO 1940-1 ระบบ G-grade ใช้ได้โดยตรงกับโรเตอร์แบบแข็ง.
ความไม่สมดุลสามประเภท
คำศัพท์มาตรฐาน (ISO 21940-2) กำหนดประเภทพื้นฐานสามแบบตามความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างแกนความเฉื่อยหลักกับแกนหมุน การเข้าใจสิ่งเหล่านี้จำเป็นต่อการเลือกขั้นตอนการถ่วงสมดุลที่ถูกต้อง:
- ความไม่สมดุลแบบคงที่ ก่อให้เกิด แรง — ตลับลูกปืนทั้งสองสั่นในเฟสเดียวกันที่ความเร็วรอบ 1 เท่า สามารถตรวจจับความไม่สมดุลของโรเตอร์ได้โดยไม่ต้องหมุน (แรงโน้มถ่วงจะเผยให้เห็นบนขอบคม) ระนาบแก้ไขเพียงระนาบเดียวก็เพียงพอแล้ว ลักษณะทั่วไปของโรเตอร์ทรงแผ่นดิสก์แคบ (L/D < 0.5): รอกแคบ ใบพัดพัดลม ล้อช่วยแรงบาง.
- ความไม่สมดุลแบบคู่ควบ ก่อให้เกิด โมเมนต์ — ตลับลูกปืนสั่นในเฟสตรงข้าม 180° ที่ความเร็วรอบ 1 เท่า แรงลัพธ์เป็นศูนย์ (จุดศูนย์กลางมวลอยู่บนแกน) แต่จุดหนักสองจุดที่เท่ากันและอยู่ตรงข้ามกันในตำแหน่งแกนที่ต่างกัน ทำให้เกิดแรงคู่โยก สามารถตรวจจับได้เฉพาะขณะหมุนเท่านั้น ต้องใช้ระนาบแก้ไขสองระนาบ.
- ความไม่สมดุลแบบไดนามิก = แรงสถิต + แรงคู่ควบรวมกัน กรณีทั่วไปสำหรับโรเตอร์จริงทั้งหมดที่ไม่สมมาตรอย่างสมบูรณ์ ทั้งแรงและโมเมนต์มีอยู่พร้อมกัน ตลับลูกปืนสั่นด้วยอัตรา 1 เท่า โดยไม่มีความสัมพันธ์แบบเฟสตรงกันหรือเฟสตรงข้าม 180° อย่างแม่นยำ ต้องใช้การปรับสมดุลสองระนาบ.
ความไม่สมดุลเฉพาะเจาะจงและการเชื่อมต่อเกรด G
ความไม่สมดุลเฉพาะเจาะจง (e = U/M) คือตัวชี้วัดสำคัญที่ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบคุณภาพการสมดุลได้อย่างเป็นสากล โรเตอร์ขนาด 5 กก. ที่มีความไม่สมดุล 50 กรัม·มม. จะมีค่า e = 10 µm โรเตอร์ขนาด 500 กก. ที่มีความไม่สมดุล 5,000 กรัม·มม. ก็จะมีค่า e = 10 µm เช่นกัน ซึ่งหมายถึงคุณภาพการสมดุลที่เหมือนกัน แม้ว่ามวลจะต่างกันถึง 100 เท่า.
ที่ เกรด G ขยายแนวคิดนี้โดยการรวมความเร็วเข้าไปด้วย: G = e × ω ทำให้ได้ค่าตัวเลขเดียว (มม./วินาที) ที่บ่งบอกถึงคุณภาพการทรงตัวโดยไม่ขึ้นอยู่กับทั้งมวลและความเร็ว นี่คือพื้นฐานของ ISO 1940-1 ระบบค่าความคลาดเคลื่อน.
ระนาบแก้ไขเทียบกับระนาบความคลาดเคลื่อน
คำศัพท์มาตรฐานแยกความแตกต่างที่สำคัญซึ่งมักถูกมองข้ามในทางปฏิบัติ:
- ระนาบความคลาดเคลื่อน = ระนาบแบริ่งที่การสั่นสะเทือนและภาระไดนามิกมีความสำคัญที่สุด ค่าความไม่สมดุลที่อนุญาต Uต่อ ระบุไว้ที่นี่.
- ระนาบแก้ไข = ตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงได้ทางกายภาพซึ่งสามารถวางน้ำหนักได้ (ดุมพัดลม วงแหวนปลายมอเตอร์ บ่าเพลา) โดยมักจะอยู่ในตำแหน่งตามแนวแกนที่แตกต่างจากตลับลูกปืน.
การแปลง Uต่อ การแปลงจากระนาบความคลาดเคลื่อนไปเป็นระนาบการแก้ไขนั้น จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์ สำหรับโรเตอร์ที่ไม่สมมาตรหรือยื่นออกมา การแปลงนี้สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความคลาดเคลื่อนต่อระนาบได้อย่างมาก Balanset-1A ระบบจะจัดการการแปลงนี้โดยอัตโนมัติเมื่อป้อนขนาดของโรเตอร์.
ประเภทของเครื่องปรับสมดุล
เครื่องจักรพื้นฐานสองประเภทสะท้อนให้เห็นถึงหลักการวัดทางกายภาพที่แตกต่างกัน:
- แบริ่งแบบนุ่ม: ความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนต่ำกว่าความเร็วในการทำงานมาก → เครื่องจักรวัดค่าได้ การกระจัด. ต้องทำการปรับเทียบสำหรับโรเตอร์ใหม่แต่ละตัว มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ แต่ปัจจุบันการใช้งานลดลง.
- แบริ่งแข็ง: ความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนสูงกว่าความเร็วในการทำงานมาก → เครื่องจักรวัดค่าได้ แรง. ปรับเทียบอย่างถาวร — สามารถใช้กับโรเตอร์ชนิดต่างๆ ได้โดยไม่ต้องปรับเทียบทีละตัว เป็นรูปแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน.
เครื่องมือปรับสมดุลสนาม เช่น Balanset-1A โดยใช้หลักการที่แตกต่างออกไป: พวกมันไม่ใช่ "เครื่องจักร" ในความหมายของมาตรฐาน ISO แต่ใช้ตลับลูกปืนและส่วนรองรับของโรเตอร์เองเป็นระบบการวัด โดยใช้วิธีการชั่งน้ำหนักทดสอบ (สัมประสิทธิ์อิทธิพล) เพื่อกำหนดค่าแก้ไขโดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องปรับสมดุลโดยเฉพาะ.
การอ้างอิงโยง: คำศัพท์แต่ละคำใช้ในที่ใดบ้าง
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: ใช้คำศัพท์เกี่ยวกับค่าความคลาดเคลื่อนและคุณภาพทั้งหมด เช่น เกรด G, Uต่อ, ค่าความคลาดเคลื่อนสมดุล ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ กลุ่มผู้ใช้หลักของคำศัพท์เหล่านี้.
ISO 14694: ใช้คำศัพท์โรเตอร์ (แบบแข็ง) คำศัพท์ความไม่สมดุล และขยายด้วยหมวดการใช้งาน BV เฉพาะพัดลม เกรดสมดุล และตารางขีดจำกัดการสั่นสะเทือน
ISO 10816 / ISO 20816: ใช้หน่วยวัด เช่น ความเร็วการสั่นสะเทือน, ค่า RMS, จุดวัดในตัวเรือนแบริ่ง.
ISO 21940-12: ขยายขอบเขตคำจำกัดความของโรเตอร์แบบยืดหยุ่นด้วยขั้นตอนการทำงานแบบหลายความเร็วและหลายระนาบ.
API 610 / API 617: มาตรฐานปิโตรเลียมอ้างอิงถึงเกรด G ของ ISO 1940 และคำศัพท์เกี่ยวกับความไม่สมดุลสำหรับข้อกำหนดของปั๊มและคอมเพรสเซอร์.
ISO 1940-2 → ISO 21940-14: การเปลี่ยนผ่าน
ISO 21940-14:2012 ได้ยกเลิกและแทนที่ ISO 1940-2:1997 อย่างเป็นทางการ โดยถือเป็นการปรับปรุงทางเทคนิค ซึ่งการเปลี่ยนแปลงหลักคือการขยายขอบเขตไปยังโรเตอร์ที่มีพฤติกรรมยืดหยุ่น ส่วนคำศัพท์การถ่วงสมดุลเดินคนละเส้นทาง: ISO 1925 ได้รับการปรับปรุงเป็น ISO 21940-2 หมายเลขชุด ISO 21940 สะท้อนการบูรณาการเข้าสู่ชุดมาตรฐานครอบคลุมทุกด้านของการถ่วงสมดุลโรเตอร์ ชื่อเรียกเก่ายังคงพบได้ทั่วไปในเอกสารอุตสาหกรรม
มาตรฐานอย่างเป็นทางการ: ISO 21940-14:2012 (แทนที่ ISO 1940-2) บน ISO Store →
คำถามที่พบบ่อย — ISO 1940-2
ข้อผิดพลาดการถ่วงสมดุล การเปลี่ยนผ่านสู่ ISO 21940 และคำศัพท์การถ่วงสมดุล
บทความอภิธานศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
พูดภาษานั้นได้ — ด้วยเครื่องมือที่เหมาะสม
เครื่องปรับสมดุล Vibromera ใช้คำศัพท์มาตรฐาน ISO โดยตรง ได้แก่ การเลือกเกรด G เวกเตอร์ความไม่สมดุล ระนาบการแก้ไข การเปรียบเทียบค่าที่เหลือกับค่าที่อนุญาต ทั้งหมดนี้อยู่ในเครื่องมือพกพาเพียงเครื่องเดียว.
เรียกดูอุปกรณ์ปรับสมดุล →
