توازن معیار گریڈ (جی-گریڈ): تعریف، مقصد، اور اطلاق
بیلنس کوالٹی گریڈ (جی-گریڈ) کیا ہے؟
اے بیلنس کوالٹی گریڈ, جسے عام طور پر “جی گریڈ” کہا جاتا ہے، ایک معیاری درجہ بندی ہے جو ISO 1940-1 اور ISO 21940-11 معیارات میں متعین کی گئی ہے اور جو روٹر کے لیے زیادہ سے زیادہ قابلِ قبول باقی ماندہ عدم توازن کی حد مقرر کرتی ہے۔ دوسرے الفاظ میں، جی گریڈ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ روٹر کو کتنی درستگی کے ساتھ متوازن کیا جانا چاہیے۔ یہ براہِ راست کمپن کی سطحوں کو ناپتا نہیں بلکہ روٹر کے ماس اور زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ رفتار کی بنیاد پر عدم توازن کی برداشت کو متعین کرتا ہے۔.
حرف G کے بعد آنے والا عدد (مثلاً G6.3، G2.5) روٹر کے مرکزِ جرم کی زیادہ سے زیادہ ارتعاش رفتار کے برابر ہوتا ہے، جو ملی میٹر فی سیکنڈ (mm/s) میں ظاہر کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، گریڈ G6.3 کا مطلب ہے کہ روٹر کے مرکزِ ماس کو زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ رفتار پر 6.3 ملی میٹر فی سیکنڈ سے زیادہ کمپن برداشت نہیں کرنا چاہیے، جبکہ سختتر گریڈ G2.5 اس رفتار کو 2.5 ملی میٹر فی سیکنڈ تک محدود کرتا ہے۔ G نمبر جتنا کم ہوگا، توازن کی ضروریات اتنی ہی سخت ہوں گی: غیر توازن کی برداشت کم اور توازن کی درستگی زیادہ۔.
جی گریڈ سسٹم کا مقصد
جی گریڈ سسٹم کو ایک عالمی معیار قائم کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا جو یہ متعین کرتا ہے کہ روٹر کو کس حد تک متوازن ہونا چاہیے۔ “روٹر کو اچھی طرح متوازن ہونا چاہیے” جیسے مبہم بیانات کے بجائے، انجینئرز ایک درست اور قابل تصدیق ہدف مثلاً “G6.3 تک توازن” متعین کر سکتے ہیں۔ یہ معیار مینوفیکچررز، سروس انجینئرز اور صارفین کے لیے ایک مشترکہ زبان فراہم کرتا ہے، یوں یہ یقینی بناتا ہے کہ آلات مطلوبہ قابل اعتماد اور حفاظتی معیارات پر پورا اترتے ہیں۔ جی گریڈ سسٹم کے بنیادی مقاصد یہ ہیں:
غیر توازن سے پیدا ہونے والی کمپن کو قابلِ قبول سطح تک محدود کرنا۔. عدم توازن سے مرکز فرار قوتیں اور کمپن پیدا ہوتی ہیں جو شور، تھکاوٹ کی ناکامیوں اور حادثات کا سبب بن سکتی ہیں۔ معیاری بیلنس گریڈز کے اطلاق سے ان کمپنوں کو محفوظ حدود کے اندر قابو میں رکھا جا سکتا ہے۔.
بیرنگز پر متحرک بوجھ کو کم کرنا اور ان کی سروس لائف میں اضافہ کرنا۔. مسلسل کمپن بیئرنگز پر ہتھوڑے کی طرح اثر کرتی ہے اور ان کے گھسنے کی رفتار کو تیز کر دیتی ہے۔ مطلوبہ جی گریڈ کے ذریعے عدم توازن کو محدود کرنے سے بیئرنگز پر لگنے والی قوتیں کم ہو جاتی ہیں اور ان کی عمر میں اضافہ ہوتا ہے۔.
زیادہ سے زیادہ ڈیزائن رفتار پر روٹر کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنانا۔. جتنی زیادہ گردش کی رفتار ہوگی، اتنا ہی معمولی عدم توازن کا اثر بھی زیادہ شدید ہوگا۔ ایک سخت توازن کا معیار اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ روٹر اپنی آپریٹنگ رفتار پر تباہ کن کمپنوں کا شکار نہیں ہوگا۔ یہ خاص طور پر تیز رفتار مشینوں (ٹربائنز، کمپریسرز وغیرہ) کے لیے اہم ہے، جہاں حد سے زیادہ عدم توازن ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔.
ایک واضح اور قابلِ پیمائش قبولیت کے معیار کا فراہم کرنا۔. جی گریڈ کے معیار کے ہونا مینوفیکچرنگ اور مرمت کے دوران یہ تصدیق کرنے کی اجازت دیتا ہے کہ مطلوبہ توازن کی سطح حاصل ہو چکی ہے یا نہیں۔ اگر توازن کے بعد باقی ماندہ عدم توازن دیے گئے جی گریڈ کے قابلِ قبول حد سے زیادہ نہ ہو تو روٹر کو معائنہ پاس شدہ تصور کیا جاتا ہے۔ یہ طریقہ توازن کو فن سے ایک درست سائنس میں تبدیل کر دیتا ہے جس کے معیارات قابلِ تصدیق ہوں۔.
بیلنس کے معیار کے درجات کا تعین کیسے کیا جاتا ہے؟
ISO معیارات میں سینکڑوں عام روٹرز اور مشینوں کے لیے جی گریڈز کے انتخاب کی سفارشات شامل ہیں۔ معیاری جدولیں (مثلاً ISO 1940-1، جو اب ISO 21940-11 سے تبدیل ہو چکی ہے) مختلف آلات کی زمروں کے لیے تجویز کردہ جی گریڈز کی فہرست دیتی ہیں۔ کسی مخصوص گریڈ کے انتخاب کا انحصار کئی عوامل پر ہوتا ہے:
مشین کی قسم اور مقصد۔. ایک تیز رفتار ٹربائن یا باریک بینی والا اسپنڈل سست رفتار زرعی مشین کے مقابلے میں بہت زیادہ درست توازن (کم جی) کا متقاضی ہوتا ہے۔ ڈیزائنرز اس بات پر غور کرتے ہیں کہ کسی مخصوص قسم کی مشین کمپن کے لیے کتنی حساس ہوتی ہے اور عدم توازن کے کیا نتائج ہو سکتے ہیں۔.
روٹر کا ماس اور ابعاد. ہلکے روٹرز عموماً عدم توازن کے لیے زیادہ حساس ہوتے ہیں اور ان کی شرائط زیادہ سخت ہو سکتی ہیں۔ روٹر کا ماس براہِ راست قابلِ اجازت عدم توازن کی حساب کتاب میں شامل ہوتا ہے—ایک بھاری روٹر ہلکے روٹر کے مقابلے میں تھوڑا زیادہ مطلق عدم توازن برداشت کر سکتا ہے بغیر ارتعاش میں اضافے کے۔.
زیادہ سے زیادہ گردش کی رفتار۔. یہ ایک اہم عنصر ہے: رفتار جتنی زیادہ ہوگی، توازن اتنا ہی سخت ہونا چاہیے۔ ایک ہی عدم توازن کی مقدار کے لیے، قوتیں گردش کی رفتار کے مربع کے مطابق متناسب طور پر بڑھ جاتی ہیں۔ لہٰذا، رفتار کے اثر کا ازالہ کرنے کے لیے تیز رفتار روٹرز کے لیے کم G-گریڈ منتخب کیا جاتا ہے۔.
سپورٹ ڈھانچہ اور نصب کرنے کی شرائط۔. لچکدار (الاسٹک) سہاروں پر نصب روٹر کو عموماً سخت بنیاد پر نصب روٹر کے مقابلے میں زیادہ محتاط توازن کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ لچکدار نظام کمپن کو کم مؤثر طریقے سے دباتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک ہی کرینک شافٹ پر مختلف گریڈز (G16 بمقابلہ G40) لاگو ہو سکتے ہیں، اس بات پر منحصر ہے کہ انجن لچکدار کمپن آئسولیٹرز پر نصب ہے یا سختی سے۔.
عام توازن کے معیاری درجوں کی مثالیں
| جی گریڈ | زیادہ سے زیادہ رفتار (ملی میٹر فی سیکنڈ) | عام ایپلی کیشنز |
|---|---|---|
| G 40 | 40 ملی میٹر فی سیکنڈ | گاڑی کے پہیے اور پہیے کے حلقے؛ سست رفتار (کم آر پی ایم) اندرونی احتراق کے انجنوں کے لیے کرینک شافٹ۔. |
| G 16 | 16 ملی میٹر فی سیکنڈ | کرسر اور زرعی مشینری کے پرزے؛ ڈرائیو شافٹ (کارڈن شافٹ)؛ معتدل ضروریات والی عمومی مقصد کی مشینوں کے بڑے اجزاء۔. |
| G 6.3 | ۶.۳ ملی میٹر فی سیکنڈ | زیادہ تر صنعتی آلات کے لیے معیاری گریڈ: برقی موٹر کے روٹرز، پمپ کے امپیلرز، پنکھے، کم رفتار ٹربوکمپریسرز، عمومی عمل کی مشینری۔ G6.3 سب سے زیادہ مخصوص کیے جانے والے گریڈز میں سے ایک ہے۔. |
| G 2.5 | 2.5 ملی میٹر فی سیکنڈ | تیز رفتار اور اعلیٰ درستگی والے روٹرز: گیس اور بھاپ کے ٹربائنز، ٹربو چارجر کے روٹرز، مشین ٹول ڈرائیوز، اعلیٰ درستگی والی اسپنڈلز، اور تیز رفتار برقی مشینیں. |
| جی 1.0 | 1.0 ملی میٹر فی سیکنڈ | بہت ہی درست توازن برائے درستگی والے نظام: گرائنڈنگ مشین ڈرائیوز، چھوٹے تیز رفتار برقی موٹرز، اور آٹوموٹو ٹربو چارجرز۔. |
| G 0.4 | 0.4 ملی میٹر فی سیکنڈ | انتہائی حساس اور تیز رفتار آلات کے لیے سب سے اعلیٰ توازن کی درستگی: جائروسکوپس، باریک بینی والے اسپنڈلز (مثلاً باریک مشینی یا مائیکرو الیکٹرانکس کے آلات کے لیے)، ہارڈ ڈسک ڈرائیوز، اور دیگر اجزاء جنہیں کم از کم کمپن درکار ہوتی ہے۔. |
نوٹ: گریڈ کی نامزدگی میں mm/s میں درج رفتار مخصوص غیرمرکزیت اور زاویائی رفتار کے ضرب کے برابر ہوتی ہے: G = eفی·ω۔ اس طرح، G نمبر روٹر کے آپریشن کے دوران منتقِل شدہ مرکزِ جرم کی حرکت کی حدِ رفتار کو ظاہر کرتا ہے۔ عملی طور پر، مخصوص ضروریات اور آپریٹنگ حالات کے مطابق گریڈ کے انتخاب میں ایک درجے کا اضافہ یا کمی ہو سکتی ہے۔.
قابل اجازت بقایا عدم توازن کا حساب لگانا
درکار G-گریڈ جاننے کے بعد، آپ زیادہ سے زیادہ قابلِ قبول باقی ماندہ عدم توازن کا حساب لگا سکتے ہیں—وہ عدم توازن کی مقدار جو متعین گریڈ سے تجاوز کیے بغیر بیلنسنگ کے بعد باقی رہ سکتی ہے۔ ISO معیار درج ذیل فارمولہ فراہم کرتا ہے:
یوفی (g·mm) = (9549 × G [mm/s] × m [kg]) / n [RPM]
کہاں:
- یوفی — گرام-ملی میٹر (g·mm) میں قابلِ قبول باقی عدم توازن
- جی - توازن کوالٹی گریڈ (ملی میٹر / سیکنڈ)
- m — روٹر کا ماس (کلوگرام)
- n — زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ رفتار (RPM)
مثال: 100 کلوگرام کے ماس والے روٹر کے لیے، جو زیادہ سے زیادہ 3000 آر پی ایم کی رفتار سے گھوم رہا ہے اور G6.3 گریڈ کے مطابق متوازن کیا جانا چاہیے، قابلِ قبول باقی ماندہ عدم توازن ہے:
یوفی = (9549 × 6.3 × 100) / 3000 ≈ 2005 جی·ایم ایم
اس کا مطلب ہے کہ اس روٹر کے لیے G6.3 سے تجاوز کیے بغیر تقریباً 2005 g·mm کا کل عدم توازن اجازت ہے۔ عملی طور پر یہ باقی ماندہ عدم توازن اصلاحی سطحوں کے درمیان تقسیم ہوتا ہے۔ دو سطحی (ڈائنامک) بیلنسنگ کے لیے، حساب شدہ Uفی یہ سطحوں کے درمیان برابر یا روٹر کی ترتیب کے مطابق تناسب سے تقسیم کیا جاتا ہے۔ اس طرح، بیلنسنگ ٹیکنیشن کو ایک مخصوص عددی ہدف دیا جاتا ہے جسے حاصل کرنا ہوتا ہے۔.
عملی توازن اور سازوسامان
عملی طور پر مطلوبہ بیلنس گریڈ حاصل کرنے کے لیے مخصوص آلات استعمال کیے جاتے ہیں۔ پیداواری حالات میں عموماً جامد بیلنسنگ مشینیں استعمال ہوتی ہیں، جہاں روٹر کو گھما کر درست کیا جاتا ہے جب تک کہ باقی ماندہ عدم توازن منتخب کردہ جی گریڈ کے معیار تک نہ پہنچ جائے۔.
تاہم، عملیاتی حالات میں (مثلاً جب پہلے سے نصب شدہ پنکھے یا پمپ میں کمپن ہو)، قابلِ حمل بیلنسنگ آلات استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ایک مثال ہے Balanset-1A آلہ—ایک قابلِ حمل دو چینل وائبرومیٹر-بیلیئنسر۔ یہ سہولت فراہم کرتا ہے کہ ایک یا دو سطح پر حرکی توازن براہِ راست آلات پر مقامِ وقوع (سائٹ پر، روٹر نکالے بغیر) کیا جا سکے۔.

شکل 1: Balanset-1A پورٹیبل وائبرومیٹر-بیلیر، جو لیپ ٹاپ سے منسلک ہے۔ یہ کمپیکٹ آلہ ایک الیکٹرانک پیمائش ماڈیول، دو کمپن سینسرز، اور ایک لیزر ٹیچومیٹر پر مشتمل ہے، جس کا کنٹرول اور عدم توازن کی حساب کتاب پی سی سافٹ ویئر کے ذریعے کی جاتی ہے۔.

شکل 1: Balanset سافٹ ویئر میں ٹالرنس کی حساب کتاب کی ونڈو۔ یہ پروگرام ایک بلٹ ان کیلکولیٹر پر مشتمل ہے جو روٹر کے ماس، آپریٹنگ رفتار، اور منتخب کردہ جی گریڈ کی بنیاد پر ISO 1940 کے معیار کے مطابق قابلِ قبول باقی عدم توازن کا خودکار طور پر حساب لگاتا ہے۔.
یہ آلہ لیپ ٹاپ سے منسلک ہوتا ہے، سینسرز اور آپٹیکل ٹیکومیٹر کے ذریعے کمپن اور عدم توازن کے مرحلے کو ناپتا ہے، جس کے بعد سافٹ ویئر خود بخود مطلوبہ اصلاحی وزن کا حساب لگا لیتا ہے۔ Balanset-1A کی خصوصیات میں ISO 1940 (G-گریڈز) کے مطابق قابلِ قبول عدم توازن کا خودکار حساب شامل ہے—آلہ خود طے کرتا ہے کہ کمپن کو کس حد تک کم کرنا ہے تاکہ مثال کے طور پر G6.3 یا G2.5 گریڈ حاصل کیا جا سکے۔.
جدید بیلنسنگ آلات جیسے Balanset-1A مطلوبہ بیلنس گریڈ کو حاصل کرنا تیز اور زیادہ قابلِ اعتماد بنا دیتے ہیں۔ معیاری G-گریڈ اصطلاحات اور اندرونی رواداری کی حسابات کے استعمال سے انجینئرز اور ٹیکنیشنز کو کامیاب بیلنسنگ کے معیار کا بالکل علم ہوتا ہے۔ اس طرح G-گریڈز کے ذریعے بیلنس کے معیار کی معیاری کاری نے ایک مشترکہ زبان فراہم کی ہے جس سے یہ بیان کیا جا سکتا ہے کہ کسی مخصوص روٹر کو کتنی “ہموار” طریقے سے کام کرنا چاہیے اور دنیا بھر میں قابلِ فہم اور قابلِ تصدیق طریقوں کے ذریعے اس سطح کی کمپن کی قابلِ اعتمادیت حاصل کی جا سکتی ہے۔.