ISO 1940-2 — Словниковий запас для балансування
Міжнародний "словник" балансування роторів — стандартизовані визначення типів дисбалансу, класифікації роторів, методів корекції, типів машин та термінології якості. Тепер включено до ISO 21940-2.
Ключові терміни балансування з першого погляду
Найважливіші визначення з ISO 1940-2 — терміни, які повинен знати кожен фахівець з балансування
Повний термінологічний довідник
Усі основні терміни з ISO 1940-2 / ISO 21940-2, організовані за категоріями
| Термін | Визначення | Значення |
|---|---|---|
| Ротор Ротор | Тіло, здатне обертатися навколо визначеної осі. У контексті балансування включає будь-який обертовий компонент: вали, робочі колеса, якорі, барабани, шпинделі. | Фундаментальна мета балансування. Усі інші терміни описують властивості ротора або дії на нього. |
| Ротор Жорсткий ротор | Ротор, дисбаланс якого можна виправити в будь-яких двох довільних площинах, і після виправлення залишковий дисбаланс суттєво не змінюється на будь-якій швидкості аж до максимальної робочої швидкості. | Визначає, що ISO 1940-1 (Застосовується система класу G). Балансування на низькій швидкості на цеховому верстаті є допустимим. Переважна більшість промислових роторів є жорсткими. |
| Ротор Гнучкий ротор | Ротор, який пружно деформується на своїй робочій швидкості таким чином, що змінюється стан його дисбалансу. Повинен бути виправлений на робочій швидкості або близькій до неї у більш ніж двох площинах. | Вимагає ISO 21940-12. Високошвидкісні турбіни, великі генератори, багатоступінчасті компресори. Потрібне спеціалізоване високошвидкісне балансувальне обладнання. |
| Ротор Вісь вала | Пряма лінія, що з'єднує центри опорних шийок підшипника. Геометрична вісь обертання. | Вісь відліку для всіх вимірювань дисбалансу. Биття шийок впливає на точність вимірювання. |
| Ротор Головна вісь інерції | Вісь, навколо якої ротор вільно обертатиметься, не створюючи відцентрової сили чи моменту. Збігається з віссю вала для ідеально збалансованого ротора. | Невідповідність між головною віссю та віссю вала є дисбаланс. Будь-яка корекція спрямована на вирівнювання цих двох осей. |
| Ротор Центр мас (гравітації) | Точка, де можна вважати зосередженою всю масу ротора. Для збалансованого ротора лежить точно на осі вала. | Статичний дисбаланс = відстань зміщення від осі вала. Питомий дисбаланс (e) = відстань зміщення. |
| Ротор Швидкість обслуговування | Максимальна швидкість обертання, з якою ротор працює за призначенням. | Критично для розрахунку допуску: Uза = (9 549 × G × M) / n. Завжди використовуйте робочу швидкість, а не швидкість балансування. |
| Ротор Критична швидкість | Швидкість обертання, при якій система ротора та підшипників відчуває резонанс, що призводить до значно посиленої вібрації. | Визначає класифікацію жорсткого/гнучкого. Жорсткий ротор працює значно нижче першої критичної швидкості вигину. |
| Термін | Визначення | Формула / Одиниці вимірювання |
|---|---|---|
| Дисбаланс Дисбаланс | Умова, коли головна вісь інерції не збігається з віссю обертання. Виникає відцентрова сила, пропорційна масі, ексцентриситету та квадрату швидкості. | U = m × r (г·мм або кг·м) |
| Дисбаланс Статичний дисбаланс | Головна вісь паралельна осі обертання, але зміщена. Еквівалентна одній масі з одним радіусом. Виявляється без обертання (кроме ножа). Синфазна вібрація підшипника. | Виправлено в 1 літак |
| Дисбаланс Парний дисбаланс | Головна вісь перетинає вісь обертання в центрі мас, але нахилена. Дві рівні, протилежні важкі точки в різних площинах створюють момент гойдання. Виявляється лише під час обертання. | Виправлено в 2 літаки |
| Дисбаланс Динамічний дисбаланс | Загальний випадок: головна вісь не паралельна осі обертання і не перетинається з нею. Поєднання статичного та сполученого стану. Найпоширеніша реальна умова. | Виправлено в 2 літаки |
| Дисбаланс Питомий дисбаланс | Відношення дисбалансу до маси ротора. Показує ексцентриситет — зміщення центру мас відносно осі вала. Дозволяє порівнювати якість роторів різних розмірів. | e = U / M (мкм або г·мм/кг) |
| Дисбаланс Залишковий дисбаланс | Дисбаланс, що залишається в роторі після процесу балансування. Не повинен перевищувати допустиме значення (Uза) для зазначеного G-клас. | Урес ≤ Uза |
| Дисбаланс Початковий дисбаланс | Дисбаланс ротора у отриманому стані до будь-якої корекції балансування. Вимірюється під час першого запуску. | Базова лінія для процедури балансування |
| Дисбаланс Вектор дисбалансу | Величина та кутове положення дисбалансу в заданій площині. Представляється як полярний вектор з амплітудою (г·мм) та фазовим кутом (°). | U∠θ (г·мм при ° від посилання) |
| Термін | Визначення | Практичні нотатки |
|---|---|---|
| Процес Балансування | Процес перевірки та регулювання розподілу маси ротора таким чином, щоб залишковий дисбаланс знаходився в межах заданого допуску. | Ітеративний: вимірювання → обчислення → виправлення → перевірка. |
| Процес Площина корекції | Площина, перпендикулярна до осі ротора, в якій додається або віднімається маса. Фізично доступне місце для розміщення вантажу. | Може відрізнятися від площин допусків (підшипників) — потрібне геометричне перетворення. |
| Процес Площина допуску | Площина, в якій задається допустимий дисбаланс — зазвичай площина підшипника. Дисбаланс тут безпосередньо впливає на навантаження на підшипник. | Уза вказано для площин допуску; має бути перетворено на площини корекції. |
| Процес Коригувальна маса | Фізична маса (вага), що додається до ротора або знімається з нього під певним радіусом і кутом у площині корекції. | Додано: кріплення на кліпсах, болтах, зварювання, епоксидна смола. Видалено: свердління, фрезерування, шліфування. |
| Процес Пробна вага | Відома маса, тимчасово прикріплена до ротора під відомим радіусом та кутом під час процедури балансування. Використовується для визначення реакції ротора (коефіцієнта впливу). | Метод пробного зважування Balanset-1A: прогін → прикріпити пробне зважування → прогін → програмне забезпечення розраховує корекцію. |
| Процес Коефіцієнт впливу | Зміна вібраційної реакції (амплітуди та фази) в точці вимірювання, спричинена дисбалансом агрегату в певному місці. Характеризує чутливість підшипника ротора. | Розраховано на основі пробних зважувань. Двоплощинне балансування вимагає матриці впливу 2×2. |
| Процес Балансування в одній площині | Процедура корекції статичного дисбалансу в одній площині корекції. Підходить для коротких (дископодібних) роторів з L/D < 0,5. | Balanset-1A Режим F2. Один датчик, одна площина. |
| Процес Двоплощинне балансування | Процедура корекції як статичного, так і парного дисбалансу у двох площинах корекції. Необхідна для видовжених роторів або коли парний дисбаланс є значним. | Balanset-1A Режим F3. Два сенсори, дві площини. |
| Процес Балансування обрізки | Остаточне точне балансування, що виконується на зібраному роторі для компенсації дисбалансу, спричиненого складанням (биття муфти, допуски посадки). | Часто виконується в польових умовах на встановленій машині. |
| Процес Розділення ваги | Розподіл розрахованої коригувальної маси між двома суміжними доступними місцями (наприклад, двома отворами для болтів або положеннями лопатей), коли точне кутове положення недоступне. | Balanset-1A забезпечує автоматичний розрахунок розподілу ваги. |
| Термін | Визначення | Порівняння |
|---|---|---|
| Машина Балансувальна машина | Пристрій, який вимірює дисбаланс ротора (величину та кутове положення) для корекції розподілу маси. | Стаціонарні (майстерські) або польові (портативні, наприклад Balanset-1A). |
| Машина Машина з м'якими підшипниками | Підвіска дуже гнучка. Ротор обертається вище власної частоти підвіски. Вимірює фізичне переміщення. Повинно бути калібровано для кожної геометрії ротора. | Менш поширений сьогодні. Нижча вартість, але оператор повинен калібрувати кожен ротор заново. Датчик переміщення. |
| Машина Машина з твердим підшипником | Підвіска дуже жорстка. Ротор обертається нижче власної частоти підвіски. Датчики безпосередньо вимірюють відцентрову силу. Постійно калібрована — підходить для широкого спектру роторів без налаштування конкретного ротора. | Домінантний тип у сучасній промисловості. Більш універсальне, швидше налаштування. Вимірювання сили. |
| Машина Балансувальник полів | Портативний прилад, що використовується для балансування роторів на місці (встановлених у машині) без розбирання. Використовує датчики вібрації та тахометр. Метод пробного зважування. | Balanset-1A (2-канальний) та Балансет-4 (4-канальний). Вбудований калькулятор допусків ISO 1940. |
| Машина Оправка (оправка) | Вал або адаптер, на якому встановлюється ротор для балансування на машині. Повинен бути точно концентричним та мати незначне биття. | Ексцентриситет оправки є основним джерелом систематичної похибки балансування. Підтверджено індексним випробуванням. |
| Термін | Визначення | Формула / Стандарт |
|---|---|---|
| Якість Оцінка якості балансу (G) | Класифікація, що визначає максимально допустиму швидкість центру мас ротора. G = eза × ω. Оцінки утворюють логарифмічну шкалу з коефіцієнтом 2,5. | Г 0,4 … Г 4000 Визначено в ISO 1940-1 |
| Якість Допустимий залишковий дисбаланс (Uза) | Максимальний залишковий дисбаланс, дозволений для заданого класу G, маси ротора та робочої швидкості. Критерій прийнятності. | Уза = (9549 × G × M) / n |
| Якість Толерантність балансу | Діапазон, у якому має знаходитися залишковий дисбаланс, щоб відповідати заданим вимогам якості. Дорівнює Uза. | Визначається для кожної площини після розподілу |
| Якість Коефіцієнт зменшення дисбалансу (URR) | Співвідношення початкового дисбалансу до залишкового дисбалансу після одного циклу корекції. Вказує на ефективність балансувального верстата/процедури. | URR = Uпочатковий / Узалишковий Типово: 5–50× |
| Вимірювання Фазовий кут | Кутове положення вектора дисбалансу відносно опорної позначки на роторі (вимірюється тахометром). У поєднанні з амплітудою визначає повний вектор дисбалансу. | ° (градуси, 0–360) |
| Вимірювання Швидкість вібрації (СКО) | Середньоквадратичне значення швидкості вібрації на корпусі підшипника. Стандартний параметр вимірювання для оцінки стану машини за ISO 10816. | мм/с RMS (10–1000 Гц) |
| Вимірювання Індексний тест | Процедура перевірки: повернути ротор на визначений кут (наприклад, 180°) відносно опор верстата та повторно виміряти. Виявляє помилки оправки та кріплення. | Необхідно для офіційної перевірки згідно з ISO 1940-1, розділ 10 |
| Вимірювання Мінімально досяжний залишковий дисбаланс (Uшкода) | Найнижчий залишковий дисбаланс, досяжний на даному балансувальному верстаті для конкретного ротора. Визначається чутливістю верстата, рівнем шуму та станом підшипників. | Ушкода має бути ≤ Uза щоб машина підходила для необхідного класу G. |
Що таке ISO 1940-2?
ISO 1940-2 (Механічна вібрація — Вимоги до якості балансування — Термінологія) – це міжнародний стандарт, який визначає термінологію, що використовується в балансуванні ротора. Він надає точні, засновані на фізиці визначення для всіх ключових термінів — від дисбаланс типи (статичні, парні, динамічні) до класифікації роторів (жорсткі, гнучкі), методи корекції, типи машин, та оцінки якості. Це необхідний "словник", що підтримує ISO 1940-1 та всі інші стандарти балансування. Замінено на ISO 21940-2 з ідентичною термінологією.
Коли інженер у Німеччині визначає "корекцію динамічного дисбалансу за G 6.3 у двох площинах", технік у Японії повинен точно розуміти, що потрібно — той самий стан ротора, та сама процедура балансування та той самий критерій прийнятності. ISO 1940-2 робить це можливим, надаючи єдиний міжнародно узгоджений словник для всієї галузі.
Стандарт не є процедурою чи специфікацією допусків, а термінологічний стандарт. Його роль полягає в усуненні неоднозначності, щоб інші стандарти (ISO 1940-1 для допусків, ISO 14694 для вболівальників, ISO 10816 для оцінки вібрації) можуть використовувати точні, однозначні формулювання.
Детальний аналіз термінів
Різниця між жорстким та гнучким
Це найважливіша класифікація в балансуванні. Ця відмінність визначає все: який стандарт застосовується, яке обладнання потрібне, скільки площин потрібно та з якою швидкістю потрібно виконувати балансування.
Ротор, дисбаланс якого можна виправити в будь-яких двох довільних площинах, і після виправлення залишковий дисбаланс суттєво не змінюється на будь-якій швидкості аж до максимальної робочої швидкості. Практичний тест: якщо перший згин критична швидкість значно перевищує максимальну робочу швидкість (зазвичай > 1,5× або більше), ротор є жорстким.
Ротор, який пружно деформується на своїй робочій швидкості таким чином, що змінюється його стан дисбалансу. Повинен бути збалансований на робочій швидкості або близькій до неї у більш ніж двох площинах. Застосовується до: великі турбогенератори, багатоступінчасті високошвидкісні компресори, довгі вали папероробних машин на високій швидкості. Охоплено ISO 21940-12.
Переважна більшість промислових роторів — електродвигунів, вентиляторів, насосів, маховиків, валів — є жорсткими роторами. ISO 1940-1 Система класу G застосовується безпосередньо до жорстких роторів.
Три типи дисбалансу
У стандарті ISO 1940-2 визначено три основні типи, що базуються на геометричному співвідношенні між головною віссю інерції та віссю обертання. Розуміння цих особливостей є важливим для вибору правильної процедури балансування:
- Статичний дисбаланс виробляє сила — обидва підшипники вібрують синфазно зі швидкістю 1× об/хв. Ротор можна виявити як незбалансований без обертання (гравітація виявляє його на лезах ножа). Достатньо однієї площини корекції. Типово для вузьких дископодібних роторів (L/D < 0,5): вузькі шківи, крильчатки вентиляторів, тонкі маховики.
- Дисбаланс у парі виробляє момент — підшипники вібрують на 180° поза фазою при 1× об/хв. Результуюча сила дорівнює нулю (центр мас знаходиться на осі), але дві рівні та протилежні важкі точки в різних осьових положеннях створюють пару коливань. Виявляється лише під час обертання. Потрібні дві площини корекції.
- Динамічний дисбаланс = статичне + пара вібрацій разом. Загальний випадок для всіх реальних роторів, які не є ідеально симетричними. Присутні як сила, так і момент. Підшипники вібрують зі швидкістю 1× без синфазного та не зміщення по фазі точно на 180°. Потрібне двоплощинне балансування.
Питомий дисбаланс та з'єднання G-класу
Питомий дисбаланс (e = U/M) – це ключовий показник, який дозволяє універсальне порівняння якості балансу. Ротор масою 5 кг з дисбалансом 50 г·мм має e = 10 мкм. Ротор масою 500 кг з дисбалансом 5000 г·мм також має e = 10 мкм — ідентична якість балансу, незважаючи на різницю в масі в 100 разів.
У "The G-клас розширює це шляхом включення швидкості: G = e × ω, що дає одне число (мм/с), яке характеризує якість балансу незалежно від маси та швидкості. Це основа ISO 1940-1 система толерантності.
Площини корекції проти площин допуску
У ISO 1940-2 проведено важливе розмежування, яке часто не помічають на практиці:
- Площини допусків = площини підшипників, де вібрація та динамічні навантаження є найбільш критичними. Допустимий дисбаланс Uза зазначено тут.
- Площини корекції = фізично доступні місця, де можна розмістити вантажі (матрица вентилятора, торцеві кільця двигуна, бурти вала). Часто в інших осьових положеннях, ніж підшипники.
Перетворення Uза Перехід від площин допуску до площин корекції вимагає знання геометрії ротора. Для асиметричних або консольних роторів це перетворення може суттєво змінити допуски для кожної площини. Balanset-1A автоматично обробляє це перетворення після введення розмірів ротора.
Типи балансувальних машин
Два основні типи машин відображають різні принципи фізичних вимірювань:
- М'яка підшипник: Власна частота підвіски значно нижча за робочу швидкість → вимірювання машини зміщення. Потрібне калібрування для кожного нового ротора. Має історичне значення; скорочується у використанні.
- Твердонепроникний: Власна частота підвіски значно вища за робочу швидкість → вимірювання машини сила. Постійно калібрований — приймає різні ротори без індивідуального калібрування. Домінуючий сучасний тип.
Прилади для балансування поля, такі як Balanset-1A використовують інший принцип: вони не є "машиною" у сенсі ISO, а використовують власні підшипники та опору ротора як систему вимірювання, застосовуючи метод пробної ваги (коефіцієнта впливу) для визначення корекції без необхідності використання спеціального балансувального верстата.
Перехресне посилання: де використовується кожен термін
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Використовує всі терміни допуску та якості — G-клас, Uза, толерантність до балансу, залишковий дисбаланс. Основний споживач цього словника.
ISO 14694: Використовує терміни ротора (жорсткий), терміни дисбалансу та розширює характеристики специфічними для вентилятора категоріями BV/FV, побудованими на основі класів G.
ISO 10816 / ISO 20816: Використовує терміни вимірювання — швидкість вібрації, середньоквадратичне значення, точки вимірювання корпусу підшипника.
ISO 21940-12: Розширює гнучке визначення ротора за допомогою багатошвидкісних, багатоплощинних процедур.
API 610 / API 617: У нафтових стандартах для специфікацій насосів і компресорів використовуються посилання на марки G за стандартом ISO 1940 та термінологію дисбалансу.
ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Перехідний період
Стандарт ISO 21940-2 офіційно замінив ISO 1940-2. Термінологія ідентична — усі визначення зберігаються без змін. Нумерація ISO 21940 відображає інтеграцію у комплексну серію ISO 21940, що охоплює всі аспекти механічної вібрації та балансування. Обидва позначення прийняті в галузевій практиці.
Офіційний стандарт: ISO 1940-2 у магазині ISO →
Часті запитання — ISO 1940-2
Балансування словникового запасу та термінології
Пов'язані статті глосарію
Розмовляйте мовою — з правильними інструментами
Балансувальники Vibromera безпосередньо реалізують термінологію ISO: вибір класу G, вектори дисбалансу, площини корекції, порівняння залишків та допустимих значень — все в одному портативному приладі.
Переглянути балансувальне обладнання →
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 