Denge Kalite Sınıfı (G-Grade): Tanım, Amaç ve Uygulama
Denge Kalite Sınıfı (G-Grade) nedir?
A Denge Kalite Notu, Genellikle “G-Sınıfı” olarak adlandırılan G-Sınıfı, ISO 1940-1 ve ISO 21940-11 standartlarında tanımlanan ve bir rotor için izin verilen maksimum artık balanssızlığı belirten standartlaştırılmış bir sınıflandırmadır. Başka bir deyişle, G sınıfı bir rotorun ne kadar hassas bir şekilde dengelenmesi gerektiğini gösterir. Doğrudan titreşim seviyelerini ölçmez, bunun yerine rotorun kütlesine ve maksimum çalışma hızına bağlı olarak bir balanssızlık toleransı tanımlar.
G harfini takip eden sayı (örn. G6.3, G2.5) rotorun kütle merkezinin saniyede milimetre (mm/s) cinsinden ifade edilen maksimum titreşim hızına karşılık gelir. Örneğin, G6.3 derecesi, rotorun kütle merkezinin maksimum çalışma hızında 6,3 mm/s'yi aşan titreşime maruz kalmaması gerektiği anlamına gelirken, daha katı olan G2.5 derecesi bu hızı 2,5 mm/s ile sınırlar. G numarası ne kadar düşükse, dengeleme gereksinimleri de o kadar katıdır: daha küçük balanssızlık toleransı ve daha yüksek dengeleme hassasiyeti.
G-Derece Sisteminin Amacı
G-grade sistemi, bir rotorun ne kadar iyi dengelenmesi gerektiğini tanımlayan evrensel bir standart oluşturmak için geliştirilmiştir. Mühendisler “rotor iyi dengelenmelidir” gibi belirsiz ifadeler yerine “G6.3”e göre dengeleme" gibi kesin, doğrulanabilir bir hedef belirleyebilirler. Bu standart üreticiler, servis mühendisleri ve müşteriler için ortak bir dil sağlayarak ekipmanın gerekli güvenilirlik ve güvenlik standartlarını karşılamasını sağlar. G-grade sisteminin ana hedefleri şunlardır:
Dengesizlikten kaynaklanan titreşimin kabul edilebilir seviyelerde sınırlandırılması. Balanssızlık, gürültüye, yorulma arızalarına ve kazalara yol açabilecek merkezkaç kuvvetlerine ve titreşimlere neden olur. Standart balans dereceleri uygulanarak bu titreşimler güvenli sınırlar içinde kontrol edilebilir.
Rulmanlar üzerindeki dinamik yükleri en aza indirir ve hizmet ömürlerini uzatır. Sürekli titreşim rulmanlara bir çekiç gibi etki ederek aşınmalarını hızlandırır. Gerekli G derecesi ile dengesizliği sınırlandırarak, rulmanlara etki eden kuvvetler azaltılır ve kullanım ömürleri uzatılır.
Maksimum tasarım hızında güvenli rotor çalışmasının sağlanması. Dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, küçük balanssızlıkların etkisi de o kadar güçlü olur. Sıkı bir balans derecesi, rotorun çalışma hızında yıkıcı titreşimler yaşamayacağını garanti eder. Bu, özellikle aşırı balanssızlığın arızaya yol açabileceği yüksek hızlı makineler (türbinler, kompresörler vb.) için önemlidir.
Açık, ölçülebilir bir kabul kriteri sağlanması. Bir G-sınıfı standardına sahip olmak, üretim ve onarım sırasında gerekli balans seviyesine ulaşılıp ulaşılmadığının doğrulanmasını sağlar. Balanslamadan sonra kalan balanssızlık, verilen G sınıfı için izin verilen değeri aşmıyorsa, rotorun muayeneden geçtiği kabul edilir. Bu yaklaşım, balansı bir sanat olmaktan çıkarıp doğrulanabilir kriterlere sahip kesin bir bilime dönüştürmektedir.
Denge Kalite Notları Nasıl Belirlenir?
ISO standartları yüzlerce tipik rotor ve makine için G derecelerinin seçilmesine yönelik tavsiyeler içermektedir. Standart tablolar (örneğin, ISO 1940-1, şimdi yerini ISO 21940-11 almıştır) çeşitli ekipman kategorileri için önerilen G derecelerini listeler. Belirli bir derecenin seçimi çeşitli faktörlere bağlıdır:
Makine tipi ve amacı. Yüksek hızlı bir türbin veya hassas bir iş mili, yavaş hızlı bir tarım mekanizmasına göre çok daha hassas dengeleme (daha düşük G) gerektirir. Tasarımcılar, belirli bir makine tipinin titreşimlere karşı ne kadar hassas olduğunu ve balanssızlığın ne gibi sonuçlar doğurabileceğini göz önünde bulundurur.
Rotor kütlesi ve boyutları. Daha hafif rotorlar genellikle balanssızlığa karşı daha hassastır ve daha katı gerekliliklere sahip olabilir. Rotor kütlesi, izin verilen balanssızlık hesaplamasına doğrudan girer - daha ağır bir rotor, daha hafif bir rotora kıyasla titreşimi artırmadan biraz daha fazla mutlak balanssızlığı “tolere edebilir”.
Maksimum dönüş hızı. Bu anahtar faktörlerden biridir: hız ne kadar yüksekse, denge o kadar sıkı olmalıdır. Aynı balanssızlık büyüklüğü için kuvvetler dönüş hızının karesiyle orantılı olarak artar. Bu nedenle, hız etkisini telafi etmek için yüksek hızlı rotorlar için daha düşük bir G derecesi seçilir.
Destek yapısı ve montaj koşulları. Esnek (elastik) destekler üzerine monte edilmiş bir rotor, esnek bir sistem titreşimleri daha az etkili bir şekilde sönümlediğinden, tipik olarak rijit bir temele göre daha dikkatli bir dengeleme gerektirir. Örneğin, motorun elastik titreşim izolatörleri üzerine mi yoksa rijit bir şekilde mi monte edildiğine bağlı olarak aynı krank mili için farklı dereceler (G16 vs G40) uygulanabilir.
Yaygın Terazi Kalite Notlarına Örnekler
| G-Sınıfı | Maks. Hız (mm/s) | Tipik Uygulamalar |
|---|---|---|
| G 40 | 40 mm/s | Araba tekerlekleri ve tekerlek jantları; yavaş hızlı (düşük devirli) içten yanmalı motorlar için krank milleri. |
| G 16 | 16 mm/s | Kırıcılar ve tarım makineleri için parçalar; tahrik milleri (kardan milleri); orta düzeyde gereksinimleri olan genel amaçlı makinelerin büyük bileşenleri. |
| G 6.3 | 6,3 mm/s | Çoğu endüstriyel ekipman için standart kalite: elektrik motoru rotorları, pompa çarkları, fanlar, düşük hızlı turbokompresörler, genel proses makineleri. G6.3 en yaygın olarak belirtilen kalitelerden biridir. |
| G 2.5 | 2,5 mm/s | Yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli rotorlar: gaz ve buhar türbinleri, turbokompresör rotorları, takım tezgahı tahrikleri, yüksek hassasiyetli miller ve yüksek hızlı elektrik makineleri. |
| G 1.0 | 1.0 mm/s | Hassas mekanizmalar için çok hassas balanslama: taşlama makinesi tahrikleri, küçük yüksek hızlı elektrik motorları ve otomotiv turboşarjları. |
| G 0.4 | 0,4 mm/s | Son derece hassas ve yüksek hızlı cihazlar için en yüksek dengeleme hassasiyeti: jiroskoplar, hassas iş milleri (örneğin, hassas işleme veya mikroelektronik ekipman için), sabit disk sürücüleri ve minimum titreşim gerektiren diğer bileşenler. |
Not: Derece tanımlamasındaki mm/s cinsinden hız değeri, belirli eksantriklik ve açısal hızın çarpımına karşılık gelir: G = ebaşına-ω. Böylece, G sayısı rotor çalışması sırasında yer değiştiren kütle merkezi hareketinin sınırlayıcı hızını gösterir. Uygulamada, sınıf seçimi özel gereksinimlere ve çalışma koşullarına bağlı olarak bir seviye yukarı veya aşağı farklılık gösterebilir.
İzin Verilen Kalan Dengesizliğin Hesaplanması
Gerekli G derecesini bilerek, izin verilen maksimum artık balanssızlığı (balanslamadan sonra belirtilen dereceyi aşmadan kalabilecek balanssızlık miktarı) hesaplayabilirsiniz. ISO standardı aşağıdaki formülü sağlar:
Senbaşına (g-mm) = (9549 × G [mm/s] × m [kg]) / n [RPM]
Nerede:
- Senbaşına - gram-milimetre (g-mm) cinsinden izin verilen artık balanssızlık
- G — denge kalite derecesi (mm/s)
- m - rotor kütlesi (kg)
- n - maksimum çalışma hızı (RPM)
Örnek: G6.3 derecesine göre balanslanması gereken, maksimum 3000 RPM hızında dönen 100 kg kütleli bir rotor için izin verilen artık balanssızlık şudur:
Senbaşına = (9549 × 6.3 × 100) / 3000 ≈ 2005 g-mm
Bu, bu rotor için G6.3'ü aşmadan yaklaşık 2005 g-mm'lik bir toplam balanssızlığa izin verildiği anlamına gelir. Uygulamada, bu artık dengesizlik düzeltme düzlemleri arasında dağıtılır. İki düzlemli (dinamik) dengeleme için, hesaplanan Ubaşına düzlemler arasında eşit veya rotor konfigürasyonuyla orantılı olarak bölünür. Böylece dengeleme teknisyenine ulaşması gereken belirli bir sayısal hedef verilir.
Pratik Dengeleme ve Ekipman
Uygulamada gerekli balans derecesini elde etmek için özel ekipman kullanılır. Üretim koşullarında, tipik olarak sabit balans makineleri kullanılır; burada rotor döndürülür ve kalan balanssızlık seçilen G sınıfı için normale düşene kadar düzeltilir.
Ancak, saha koşullarında (örneğin, halihazırda kurulu bir fan veya pompada titreşim meydana geldiğinde), taşınabilir dengeleme cihazları kullanılabilir. Buna bir örnek Balanset-1A taşınabilir iki kanallı bir vibrometre dengeleyici. Tek düzlemli veya iki düzlemli dinamik balanslamanın doğrudan ekipman üzerinde in-situ (yerinde, rotor sökülmeden) yapılmasını sağlar.
Şekil 1: Dizüstü bilgisayara bağlı Balanset-1A taşınabilir vibrometre-dengeleyici. Bu kompakt cihaz bir elektronik ölçüm modülü, iki titreşim sensörü ve bir lazer takometre içerir ve kontrol ve balanssızlık hesaplaması PC yazılımı tarafından gerçekleştirilir.
Şekil 1: Balanset yazılımında balans toleransı hesaplama penceresi. Program, rotor kütlesi, çalışma hızı ve seçilen G derecesine bağlı olarak ISO 1940 standartlarına göre izin verilen artık balanssızlığı otomatik olarak hesaplayan yerleşik bir hesap makinesi içerir.
Cihaz bir dizüstü bilgisayara bağlanır, sensörler ve optik bir takometre kullanarak titreşimi ve balanssızlık fazını ölçer, ardından yazılım gerekli düzeltme ağırlıklarını otomatik olarak hesaplar. Balanset-1A'nın özellikleri arasında ISO 1940'a (G dereceleri) göre izin verilen balanssızlığın otomatik olarak hesaplanması yer alır - cihaz, örneğin G6.3 veya G2.5 derecesine ulaşmak için titreşimin hangi seviyeye düşürülmesi gerektiğini kendisi belirler.
Balanset-1A gibi modern balans cihazları, gerekli balans derecesine ulaşmayı daha hızlı ve daha güvenilir hale getirir. Mühendisler ve teknisyenler, standart G sınıfı terminolojisini ve yerleşik tolerans hesaplamalarını kullanarak başarılı bir balanslama için gereken kriterleri tam olarak bilirler. Böylece, balans kalitesinin G-dereceleri aracılığıyla standartlaştırılması, belirli bir rotorun ne kadar “sorunsuz” çalışması gerektiğini tanımlamak ve dünya çapında anlaşılabilir ve doğrulanabilir yöntemler kullanarak bu titreşim güvenilirliği seviyesine ulaşmak için ortak bir dil sağlamıştır.
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 