Dengeleme Toleransını Anlamak
Tanım: Toleransı Dengelemek Nedir?
Tolerans dengeleme izin verilen maksimum miktardır kalan dengesizlik rotorda kalabilen dengeleme Tamamlandı. Bir rotorun amaçlanan hizmeti için yeterli dengeye sahip olup olmadığını tanımlayan kabul kriterini temsil eder. Dengeleme toleransı, belirli bir yarıçaptaki belirli bir dengesizlik kütlesi (gram-milimetre veya ons-inç cinsinden) veya titreşim genliği (mm/s veya mil cinsinden) olarak ifade edilir.
Toleranslar, öncelikle uluslararası standartlar tarafından tanımlanır. ISO 21940 Rotor tipine, servis hızına ve uygulamaya göre balans kalite derecelerini belirleyen seri. Bu standartlar, farklı sektörler ve ekipman türleri arasında tutarlı, güvenli ve etkili balanslama sağlar.
Tolerans Dengesinin Önemi
Uygun dengeleme toleranslarının belirlenmesi birkaç nedenden dolayı çok önemlidir:
- Güvenlik: Aşırı kalıntı dengesizliği, makine arızasına yol açarak personel ve çevredeki ekipmanlar için güvenlik tehlikeleri yaratabilir.
- Ekipman Ömrü: Tolerans dahilinde çalışmak, yataklarda, contalarda ve yapısal bileşenlerde titreşim kaynaklı aşınmayı en aza indirerek hizmet ömrünü uzatır.
- Kalite Güvencesi: Toleranslar, işin dengelenmesi ve tutarlı kalitenin sağlanması için nesnel kabul kriterleri sağlar.
- Ekonomik Denge: Toleranslar, mükemmel dengeye ulaşmanın maliyeti (ki bu imkansızdır) ile kabul edilebilir operasyonel performans arasında pratik bir uzlaşmayı temsil eder.
- Endüstri Standartlarına Uygunluk: Kabul edilen toleranslara uyulması, sektörün en iyi uygulamalarına uygunluğu gösterir ve yönetmelikler veya garantiler tarafından gerekli kılınabilir.
ISO 21940-11: Birincil Standart
ISO 21940-11 (eski adıyla ISO 1940-1), denge kalitesi gereklilikleri için uluslararası kabul görmüş bir standarttır. G dereceleri olarak adlandırılan bir dizi denge kalitesi derecesini tanımlar. Burada G, "denge kalite derecesi" anlamına gelir ve sayısal değer, özgül dengesizlik eksantrikliğini milimetre/saniye cinsinden ifade eder.
Ortak Denge Kalite Notları (G-Notları)
Standart, G 0,4 (en yüksek hassasiyet) ile G 4000 (en düşük hassasiyet) arasında değişen G derecelerini tanımlar. Yaygın dereceler şunlardır:
- G 0.4: Hassas taşlama makinesi milleri, jiroskoplar (en yüksek hassasiyet)
- Ç 1.0: Yüksek hassasiyetli takım tezgahı milleri, turboşarjlar
- G 2.5: Gaz ve buhar türbinleri, sert turbo jeneratör rotorları, kompresörler, takım tezgahı tahrikleri
- G 6.3: En genel makineler, elektrik motoru rotorları (2 kutuplu), santrifüjler, fanlar, pompalar
- G 16: Tarım makineleri, kırıcılar, çok silindirli dizel motorlar
- G 40: Yavaş çalışan ekipman, sağlam bir şekilde monte edilmiş dört silindirli dizel motorlar
Daha düşük G sayıları daha sıkı toleransları (daha az izin verilen dengesizliği) gösterirken, daha yüksek G sayıları daha fazla kalıcı dengesizliğe izin verir.
Dengeleme Toleransının Hesaplanması
İzin verilen kalıcı balanssızlık üç faktöre bağlıdır: rotorun kütlesi, servis hızı ve seçilen balans kalite derecesi. Hesaplama şu ilişkiye göre yapılır:
Çevrimiçi Tolerans Hesaplayıcısı
İzin verilen kalıntı dengesizliğinin hızlı ve doğru bir şekilde hesaplanması için, Artık Dengesizlik Toleransı Hesaplayıcısı. Hesap makinesi, tek düzlemli veya iki düzlemli dengeleme seçenekleriyle, çeşitli makine tipleri, rotor kütlesi ve çalışma hızı için ISO 1940/21940 standartlarına dayalı tolerans değerlerini otomatik olarak hesaplar.
İzin Verilen Kalan Dengesizlik Formülü
Senbaşına = (G × M) / (ω / 1000)
Nerede:
- Senbaşına = İzin verilen kalıntı dengesizlik (gram-milimetre veya g·mm)
- G = Denge kalite derecesi (örneğin, G 6.3 için 6.3)
- M = Rotor kütlesi (kilogram)
- ω = Açısal hız (saniye başına radyan) = (2π × RPM) / 60
RPM Kullanılarak Basitleştirilmiş Formül
Pratik kullanım için formül şu şekilde basitleştirilebilir:
Senbaşına (g·mm) = (9549 × G × M) / RPM
Nerede:
- M = Rotor kütlesi (kilogram)
- RPM = Dakikadaki devir sayısı cinsinden servis hızı
- G = Denge kalite notu numarası
Örnek Hesaplama
Aşağıdaki özelliklere sahip bir motor rotorunu ele alalım:
- Kütle: 50 kg
- Çalışma hızı: 3000 RPM
- Gerekli denge kalitesi: G 6.3
Senbaşına = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm
Bu, bu rotor için izin verilen maksimum artık dengesizliğin yaklaşık 100 g·mm olduğu anlamına gelir. Düzeltme düzlemi yarıçapı 100 mm ise, bu, söz konusu yarıçapta 1,0 gram artık dengesizliğe denk gelir.
Bu hesaplamayı doğrulayabilir veya farklı makine tipleri için toleransları hesaplayabilirsiniz. çevrimiçi hesap makinesi.
Tek Düzlem ve İki Düzlem Toleransları
Hesaplanan tolerans, tek bir düzlemdeki toplam dengesizliğe uygulanır. tek düzlem dengeleme. İçin iki düzlemli (dinamik) dengeleme, ISO 21940-11, toplam toleransın iki düzeltme düzlemi arasında dağıtılmasına ilişkin yönergeler sağlar; tolerans genellikle düzlemler arasındaki mesafeye ve rotorun geometrisine göre her bir düzleme tahsis edilir.
Titreşim Tabanlı Tolerans
ISO 21940-11 dengesizlik kütle sınırlarını belirtirken, saha dengelemesi genellikle doğrudan ölçüldüğü için kabul kriteri olarak titreşim genliğini kullanır. Titreşime dayalı toleranslar genellikle şu şekilde tanımlanır:
ISO 20816 Serisi
Bu standartlar, RMS hızına (mm/sn veya inç/sn) dayalı olarak çeşitli makine tipleri için kabul edilebilir titreşim sınırlarını belirtir. Yaygın bölgeler şunlardır:
- Bölge A: Yeni devreye alınmış makineler (çok düşük titreşim)
- Bölge B: Uzun vadeli operasyon için kabul edilebilir
- Bölge C: Sınırlı süreler için kabul edilebilir, düzeltici eylem planlanmalıdır
- Bölge D: Kabul edilemez, acil düzeltici eylem gerekli
Pratik Saha Kriterleri
Pek çok dengeleme teknisyeni şu pratik kuralları kullanır:
- Titreşim başlangıç seviyesinin 25% altına düşürüldü = başarılı denge
- 2,8 mm/sn'nin (0,11 inç/sn) altındaki mutlak titreşim = çoğu endüstriyel ekipman için genel olarak kabul edilebilir
- 1,0 mm/sn'nin (0,04 inç/sn) altındaki kalıntı titreşim = mükemmel denge
Ulaşılabilir Toleransı Etkileyen Faktörler
Dengeleme toleransını karşılama yeteneği birkaç pratik faktöre bağlıdır:
1. Ekipman Yetenekleri
- Dengeleme aletlerinin ölçüm hassasiyeti
- Titreşim sensörlerinin hassasiyeti
- Ağırlık yerleşiminin çözünürlüğü (ağırlıkların ne kadar doğru konumlandırılabileceği)
2. Rotor ve Makine Özellikleri
- Mekanik durum (gevşeklik, yatak aşınması, temel sorunları sıkı toleranslara ulaşılmasını engelleyebilir)
- veya yakınında faaliyet gösteriyor kritik hızlar hassas dengelemeyi daha zor hale getirir
- Sistem yanıtında doğrusal olmayanlık
3. Pratik Kısıtlamalar
- Erişilebilirlik düzeltme düzlemleri
- Mevcut ağırlık artışları (yalnızca ayrı miktarlarda ağırlık eklenebilir)
- Montaj deliklerinin veya bağlantı noktalarının açısal çözünürlüğü
Tolerans ve Dengeleme Yeteneği
Şunlar arasında ayrım yapmak önemlidir:
- Belirtilen Tolerans: Standartlar veya spesifikasyonlar tarafından tanımlanan maksimum izin verilen artık dengesizlik
- Ulaşılabilir Denge: Verilen ekipman kapasiteleri ve kısıtlamaları göz önüne alındığında pratik olarak elde edilebilecek gerçek denge düzeyi
- Ekonomik Denge: Daha fazla iyileştirmenin maliyet açısından etkili olmadığı nokta
Çoğu endüstriyel saha dengelemesi için, gerekli toleranstan 2-3 kat daha iyi dengesizlik seviyelerine ulaşmak mükemmel bir çalışmayı temsil eder ve ölçüm belirsizlikleri ve operasyonel değişiklikler için bir marj sağlar.
Belgeleme ve Kabul
Dengeleme toleransının uygun şekilde belgelenmesi şunları içerir:
- Belirtilen G sınıfı veya tolerans değeri
- Hesaplanan izin verilen kalıntı dengesizlik (Ubaşına)
- Dengelemeden sonra ölçülen kalan dengesizlik
- Uyumluluğu gösteren karşılaştırma: Ölçülen ≤ İzin Verilen
- Kabul imzası veya notasyonu
Bu dokümantasyon, dengeleme çalışmalarının şartnamelere uygun olduğuna dair nesnel kanıtlar sunar ve gelecekteki bakım değerlendirmeleri için bir temel oluşturur.
Daha Sıkı veya Daha Gevşek Toleranslar Ne Zaman Kullanılır?
Daha Sıkı Toleranslar Şu Durumlarda Haklı Çıkar:
- Yüksek hızlı çalışma (güvenlik ve rulman ömrü açısından kritik)
- Minimum titreşim gerektiren hassas ekipman
- Titreşime duyarlı hafif veya esnek yapılar
- Titreşime duyarlı proseslerin veya aletlerin yakınında bulunan ekipmanlar
Daha Gevşek Toleranslar Şu Durumlarda Kabul Edilebilir:
- Düşük hızlı, ağır hizmet tipi ekipman
- Yüksek titreşim toleransına sahip sağlam yapı
- Kısa süreli veya seyrek kullanılan ekipman
- Ekonomik kaygılar, artan performans kazanımlarından daha önemlidir