Báo cáo phân tích: Phân tích chi tiết về Tiêu chuẩn ISO 1940-1 “Yêu cầu về cân bằng chất lượng của rô-to cứng” và tích hợp hệ thống đo lường Balanset-1A vào chẩn đoán rung động.

Introduction

Trong thực tiễn kỹ thuật hiện đại và sản xuất công nghiệp, cân bằng động của thiết bị quay là một quy trình cơ bản đảm bảo độ tin cậy, tuổi thọ và vận hành an toàn của máy móc. Sự mất cân bằng của các khối quay là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra rung động có hại, dẫn đến mài mòn nhanh chóng của các cụm ổ trục, hư hỏng do mỏi của nền móng và vỏ máy, cũng như tăng tiếng ồn. Trên quy mô toàn cầu, việc tiêu chuẩn hóa các yêu cầu cân bằng đóng vai trò quan trọng trong việc thống nhất quy trình sản xuất và tiêu chuẩn chấp nhận cho thiết bị.

Tài liệu chính quy định các yêu cầu này trong nhiều thập kỷ qua là tiêu chuẩn quốc tế ISO 1940-1. Mặc dù trong những năm gần đây, ngành công nghiệp đã dần chuyển sang loạt tiêu chuẩn ISO 21940 mới hơn, nhưng các nguyên tắc, mô hình vật lý và phương pháp luận được tích hợp trong ISO 1940-1 vẫn là nền tảng của thực hành kỹ thuật trong cân bằng. Việc hiểu rõ logic nội tại của tiêu chuẩn này là điều cần thiết không chỉ đối với các nhà thiết kế rotor, mà còn đối với các chuyên gia bảo trì sử dụng các thiết bị cân bằng di động hiện đại như Balanset-1A.

Báo cáo này nhằm cung cấp một phân tích toàn diện và chi tiết về từng chương của tiêu chuẩn ISO 1940-1, nhằm làm rõ ý nghĩa vật lý của các công thức và giới hạn dung sai trong tiêu chuẩn, đồng thời trình bày cách các hệ thống phần cứng–phần mềm hiện đại (sử dụng Balanset-1A làm ví dụ) tự động hóa việc áp dụng các yêu cầu của tiêu chuẩn, giảm thiểu sai sót của con người và nâng cao độ chính xác của quy trình cân bằng.

Chương 1. Phạm vi và các khái niệm cơ bản

Chương đầu tiên của tiêu chuẩn xác định phạm vi áp dụng và giới thiệu một sự phân biệt quan trọng giữa các loại rotor. ISO 1940-1 chỉ áp dụng cho các rotor ở trạng thái cố định (cứng). Định nghĩa này là nền tảng của toàn bộ phương pháp luận, vì hành vi của rotor cứng và rotor linh hoạt là hoàn toàn khác nhau.

Hiện tượng học của rô-to cứng

Một rô-to được coi là cứng nếu các biến dạng đàn hồi của nó dưới tác dụng của lực ly tâm trong toàn bộ dải tốc độ hoạt động là nhỏ đến mức có thể bỏ qua so với giới hạn sai lệch được quy định. Trên thực tế, điều này có nghĩa là phân bố khối lượng của rô-to không thay đổi đáng kể khi tốc độ thay đổi từ 0 đến tốc độ hoạt động tối đa.

Một hậu quả quan trọng của định nghĩa này là tính bất biến của quá trình cân bằng: một rotor được cân bằng ở tốc độ thấp (ví dụ: trên máy cân bằng trong xưởng) vẫn giữ được trạng thái cân bằng ở tốc độ hoạt động khi đưa vào sử dụng. Điều này cho phép thực hiện quá trình cân bằng ở tốc độ thấp hơn đáng kể so với tốc độ hoạt động, từ đó đơn giản hóa và giảm chi phí của quy trình.

Nếu rotor hoạt động trong vùng siêu tới hạn (tại tốc độ vượt quá tốc độ tới hạn uốn cong đầu tiên) hoặc gần tần số cộng hưởng, nó sẽ chịu tác động của các biến dạng đáng kể. Trong trường hợp này, phân bố khối lượng hiệu dụng phụ thuộc vào tốc độ, và việc cân bằng được thực hiện ở một tốc độ có thể không hiệu quả hoặc thậm chí gây hại ở tốc độ khác. Các rotor này được gọi là rotor linh hoạt, và các yêu cầu đối với chúng được quy định trong tiêu chuẩn khác — ISO 11342. ISO 1940-1 cố ý loại trừ các rotor linh hoạt và chỉ tập trung vào các rotor cứng.

Các trường hợp loại trừ và giới hạn

Tiêu chuẩn cũng quy định rõ ràng những gì nằm ngoài phạm vi của nó:

• Cánh quạt có hình dạng thay đổi (ví dụ: trục có khớp nối, cánh quạt trực thăng).
• Các hiện tượng cộng hưởng trong hệ thống rotor–hỗ trợ–nền móng, nếu chúng không ảnh hưởng đến việc phân loại rotor là cứng.
• Các lực khí động học và thủy động học có thể gây ra rung động không liên quan trực tiếp đến phân bố khối lượng.

Do đó, ISO 1940-1 tập trung vào các lực quán tính do sự không khớp giữa trục khối lượng và trục quay gây ra.

Chương 2. Các tham chiếu chuẩn mực

Để đảm bảo việc giải thích rõ ràng các yêu cầu của mình, ISO 1940-1 tham chiếu đến một số tiêu chuẩn liên quan. Tiêu chuẩn quan trọng nhất là ISO 1925 “Dao động cơ học — Cân bằng — Từ vựng”. Tài liệu này đóng vai trò như một từ điển xác định ý nghĩa của ngôn ngữ kỹ thuật. Nếu không có sự hiểu biết chung về các thuật ngữ như “trục quán tính chính” hoặc “sự mất cân bằng của cặp”, việc giao tiếp hiệu quả giữa người mua thiết bị và nhà cung cấp dịch vụ cân bằng là không thể.

Một tài liệu tham khảo quan trọng khác là ISO 21940-2 (trước đây là ISO 1940-2), quy định về sai số cân bằng. Tiêu chuẩn này phân tích các sai số phương pháp và thiết bị phát sinh trong quá trình đo lường sai số cân bằng và hướng dẫn cách xử lý chúng khi kiểm tra xem các giới hạn dung sai có được đáp ứng hay không.

Chương 3. Thuật ngữ và Định nghĩa

Hiểu rõ thuật ngữ là điều kiện tiên quyết để phân tích sâu về tiêu chuẩn. Chương này cung cấp các định nghĩa vật lý chính xác làm cơ sở cho logic tính toán sau này.

3.1 Cân bằng

Cân bằng là quá trình cải thiện phân bố khối lượng của rotor để nó quay trong ổ trục mà không tạo ra lực ly tâm không cân bằng vượt quá giới hạn cho phép. Đây là một quy trình lặp lại bao gồm đo lường trạng thái ban đầu, tính toán các biện pháp điều chỉnh và kiểm tra kết quả.

3.2 Sự mất cân bằng

Sự mất cân bằng là trạng thái vật lý của một rô-to trong đó trục quán tính trung tâm chính của nó không trùng khớp với trục quay. Điều này dẫn đến các lực ly tâm và mô-men gây ra rung động ở các giá đỡ. Dưới dạng véc-tơ, sự mất cân bằng U được định nghĩa là tích của khối lượng mất cân bằng m và khoảng cách bán kính r của nó so với trục quay (độ lệch tâm):

U = m · r

Đơn vị SI là kilogam-mét (kg·m), nhưng trong thực hành cân bằng, đơn vị thuận tiện hơn là gam-milimet (g·mm).

3.3 Sự mất cân bằng cụ thể

Sự mất cân bằng cụ thể là một khái niệm vô cùng quan trọng để so sánh chất lượng cân bằng của các rô-to có khối lượng khác nhau. Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa vectơ mất cân bằng chính U và khối lượng tổng của rô-to M:

e = U / M

Độ lệch tâm này có đơn vị là độ dài (thường được biểu thị bằng micromet, µm, hoặc g·mm/kg) và về mặt vật lý đại diện cho độ lệch tâm của tâm khối lượng của rotor so với trục quay. Độ lệch tâm cụ thể là cơ sở để phân loại rotor thành các cấp độ chất lượng cân bằng.

3.4 Các loại mất cân bằng

Tiêu chuẩn phân biệt một số loại mất cân bằng, mỗi loại yêu cầu một chiến lược khắc phục riêng:

• Sự mất cân bằng tĩnh. Trục quán tính chính song song với trục quay nhưng bị lệch khỏi nó. Nó có thể được điều chỉnh bằng một trọng lượng duy nhất trong một mặt phẳng (qua tâm khối lượng). Thường gặp ở các rotor hẹp, dạng đĩa.
• Sự mất cân bằng trong mối quan hệ. Trục quán tính chính đi qua tâm khối lượng nhưng nghiêng so với trục quay. Vectơ mất cân bằng kết quả bằng không, nhưng một cặp lực (một cặp lực) có xu hướng “lật” rotor. Nó chỉ có thể được loại bỏ bằng hai khối lượng nằm trên các mặt phẳng khác nhau tạo ra một cặp lực bù.
• Sự mất cân bằng động. Trường hợp tổng quát nhất, đại diện cho sự kết hợp giữa mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng mô-men. Trục quán tính chính không song song cũng không cắt trục quay. Việc điều chỉnh yêu cầu cân bằng ít nhất trên hai mặt phẳng.

Chương 4. Các khía cạnh liên quan đến việc cân bằng

Chương này trình bày chi tiết về biểu diễn hình học và véc-tơ của sự mất cân bằng, đồng thời đưa ra các quy tắc để lựa chọn mặt phẳng đo lường và điều chỉnh.

4.1 Đại diện vectơ

Bất kỳ sự mất cân bằng nào của một rô-to cứng đều có thể được giảm thiểu về mặt toán học thành hai vectơ nằm trong hai mặt phẳng tùy ý chọn, vuông góc với trục quay. Đây là cơ sở lý thuyết cho phương pháp cân bằng hai mặt phẳng. Thiết bị Balanset-1A sử dụng chính xác phương pháp này, giải hệ phương trình vectơ để tính toán trọng lượng điều chỉnh trong mặt phẳng 1 và 2.

4.2 Mặt phẳng tham chiếu và mặt phẳng hiệu chỉnh

Tiêu chuẩn này đưa ra một sự phân biệt quan trọng giữa các mặt phẳng mà ở đó các giới hạn dung sai được quy định và các mặt phẳng mà ở đó việc điều chỉnh được thực hiện.

Mặt phẳng dung sai. Đây thường là các mặt phẳng ổ trục (A và B). Tại đây, rung động và tải trọng động là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ tin cậy của máy. Độ lệch cho phép U_mỗi thường được quy định tương đối so với các mặt phẳng này.

Máy bay sửa chữa. Đây là các vị trí trên rotor có thể tiếp cận vật lý để thêm hoặc bớt vật liệu (bằng cách khoan, gắn trọng lượng, v.v.). Các vị trí này có thể không trùng khớp với các mặt phẳng ổ trục.

Công việc của kỹ sư (hoặc phần mềm cân bằng) là chuyển đổi sự mất cân bằng cho phép từ các mặt phẳng ổ trục thành các dung sai tương đương trên các mặt phẳng điều chỉnh, đồng thời xem xét hình học của rotor. Lỗi ở giai đoạn này có thể dẫn đến rotor được cân bằng chính thức trên các mặt phẳng điều chỉnh, nhưng gây ra tải trọng không chấp nhận được trên các ổ trục.

4.3 Rotor yêu cầu một hoặc hai mặt phẳng hiệu chỉnh

Tiêu chuẩn đưa ra các khuyến nghị về số lượng máy bay cần thiết để cân bằng:

• Một máy bay. Đủ điều kiện cho các rô-to ngắn có chiều dài nhỏ hơn nhiều so với đường kính (L/D < 0.5) và có độ lệch trục không đáng kể. Trong trường hợp này, sự mất cân bằng mô-men có thể được bỏ qua. Ví dụ: puli, bánh răng hẹp, cánh quạt.
• Hai máy bay. Cần thiết cho các rotor có chiều dài lớn, nơi sự mất cân bằng mô-men xoắn có thể đáng kể. Ví dụ: rô-to động cơ, trục cuộn máy giấy, trục Cardan.

Chương 5. Các yếu tố tương đồng

Chương 5 giải thích cơ sở vật lý đằng sau các cấp độ chất lượng cân bằng G. Tại sao các giới hạn mất cân bằng khác nhau lại được yêu cầu cho tuabin so với bánh xe ô tô? Câu trả lời nằm ở việc phân tích ứng suất và tải trọng.

Luật Tương tự Hàng loạt

Đối với các rotor có hình dạng tương tự hoạt động trong điều kiện tương tự, độ lệch cân bằng cho phép U_mỗi là tỷ lệ thuận với khối lượng rotor M:

Bạn_mỗi ∝ M

Điều này có nghĩa là sự mất cân bằng cụ thể e_mỗi = U_mỗi / M phải giống nhau đối với các rotor như vậy. Điều này cho phép áp dụng các yêu cầu thống nhất cho các máy có kích thước khác nhau.

Định luật tương tự về tốc độ

Lực ly tâm F do sự mất cân bằng tạo ra được định nghĩa là:

F = M · e · Ω²

nơi Ω là vận tốc góc.

Để đạt được tuổi thọ ổ trục tương đương và mức ứng suất cơ học tương tự trên các rotor hoạt động ở các tốc độ khác nhau, lực ly tâm phải nằm trong giới hạn cho phép. Nếu muốn tải trọng cụ thể giữ nguyên, thì khi Ω tăng, độ lệch tâm cho phép e_mỗi phải giảm.

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã dẫn đến mối quan hệ:

e_mỗi · Ω = hằng số

Sản phẩm của sự mất cân bằng cụ thể và tốc độ góc có đơn vị là vận tốc tuyến tính (mm/s). Nó mô tả vận tốc tuyến tính của tâm khối lượng của rotor quanh trục quay. Giá trị này đã trở thành cơ sở để xác định các cấp độ chất lượng cân bằng G.

Chương 6. Quy định về dung sai cân bằng

Đây là chương quan trọng nhất về mặt thực tiễn, mô tả các phương pháp xác định giới hạn dung sai cân bằng một cách định lượng. Tiêu chuẩn đề xuất năm phương pháp, nhưng phương pháp chủ yếu dựa trên hệ thống phân loại chất lượng G.

6.1 G Đánh giá chất lượng cân bằng

ISO 1940-1 giới thiệu thang đo logarit cho các cấp độ chất lượng cân bằng, được ký hiệu bằng chữ cái G và một số. Số này đại diện cho vận tốc tối đa cho phép của tâm khối lượng rotor tính bằng mm/s. Khoảng cách giữa các cấp độ liền kề là hệ số 2,5.

Bảng sau đây cung cấp cái nhìn tổng quan chi tiết về các cấp độ G với các loại rotor điển hình. Bảng này là công cụ chính để lựa chọn yêu cầu cân bằng trong thực tế.

Bảng 1. Các cấp độ chất lượng cân bằng theo tiêu chuẩn ISO 1940-1 (chi tiết)

Loại G	emỗi · Ω (mm/s)	Các loại rotor thông thường	Ý kiến của chuyên gia
G 4000	4000	Trục khuỷu của động cơ diesel hàng hải tốc độ thấp trên nền móng cứng.	Thiết bị có yêu cầu kỹ thuật rất linh hoạt, nơi rung động được hấp thụ bởi các nền móng có khối lượng lớn.
G 1600	1600	Trục khuỷu của động cơ hai thì lớn.
G 630	630	Trục khuỷu của động cơ bốn thì lớn; động cơ diesel hàng hải được lắp trên giá đỡ đàn hồi.
G 250	250	Trục khuỷu của động cơ diesel tốc độ cao.
G 100	100	Động cơ hoàn chỉnh của ô tô, xe tải, đầu máy xe lửa.	Độ bền tiêu chuẩn cho động cơ đốt trong.
G 40	40	Bánh xe và vành xe, trục cardan.	Bánh xe được cân bằng một cách tương đối thô sơ vì chính lốp xe đã gây ra sự biến đổi đáng kể.
G 16	16	Trục Cardan (yêu cầu đặc biệt); máy móc nông nghiệp; các bộ phận của máy nghiền.	Các máy móc hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt nhưng đòi hỏi độ tin cậy cao.
G 6.3	6.3	Tiêu chuẩn công nghiệp chung: quạt, bơm, bánh đà, động cơ điện thông thường, máy công cụ, trục cuộn máy giấy.	Loại thông dụng nhất. Nếu không có yêu cầu đặc biệt, G 6.3 thường được sử dụng.
G 2.5	2.5	Độ chính xác cao: tuabin khí và hơi nước, tuabin phát điện, máy nén, động cơ điện (chiều cao tâm >80 mm, tốc độ quay >950 vòng/phút).	Cần thiết cho các máy móc tốc độ cao để ngăn ngừa hư hỏng sớm của ổ trục.
G 1	1	Thiết bị chính xác: động cơ trục mài, máy ghi băng, động cơ nhỏ tốc độ cao.	Yêu cầu các máy móc và điều kiện đặc biệt chính xác (sạch sẽ, rung động bên ngoài thấp).
G 0.4	0.4	Thiết bị siêu chính xác: con quay hồi chuyển, trục chính chính xác, ổ đĩa quang.	Gần giới hạn của cân bằng thông thường; thường yêu cầu cân bằng trong chính các ổ trục của máy.

6.2 Phương pháp tính toán U_mỗi

Sự mất cân bằng dư cho phép U_mỗi (đơn vị g·mm) được tính từ cấp độ G theo công thức:

Bạn_mỗi = (9549 · G · M) / n

where:

• G là cấp độ chất lượng cân bằng (mm/s), ví dụ 6.3,
• M là khối lượng rotor (kg),
• n là tốc độ hoạt động tối đa (vòng/phút),
• 9549 là hệ số chuyển đổi đơn vị (được tính từ 1000 · 60 / 2π).

Ví dụ. Xem xét một cánh quạt có khối lượng M = 200 kg hoạt động ở tốc độ n = 1500 vòng/phút, với cấp độ G 6.3.

Bạn_mỗi ≈ (9549 × 6,3 × 200) / 1500 ≈ 8021 g·mm

Đây là tổng sai lệch dư cho phép của rotor nói chung. Sau đó, nó phải được phân bổ giữa các mặt phẳng.

6.3 Phương pháp đồ họa

Tiêu chuẩn bao gồm một biểu đồ logarit (Hình 2 trong ISO 1940-1) thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ quay và độ lệch tâm cho phép cho từng cấp G. Sử dụng biểu đồ này, kỹ sư có thể nhanh chóng ước tính yêu cầu mà không cần tính toán, bằng cách xác định điểm giao nhau giữa tốc độ quay của rotor với đường cong tương ứng với cấp G mong muốn.

Chương 7. Phân bổ sự mất cân bằng còn lại được phép cho các mặt phẳng điều chỉnh

U_mỗi Công thức tính toán được trình bày trong Chương 6 áp dụng cho tâm khối lượng của rotor. Tuy nhiên, trên thực tế, việc cân bằng được thực hiện trên hai mặt phẳng (thường gần các ổ trục). Chương 7 quy định cách phân chia dung sai tổng thể giữa các mặt phẳng điều chỉnh — một giai đoạn quan trọng, nơi sai sót thường xuyên xảy ra.

7.1 Rotor đối xứng

Trong trường hợp đơn giản nhất của một rô-to đối xứng (trọng tâm chính xác nằm giữa hai ổ trục và các mặt phẳng điều chỉnh đối xứng so với nó), dung sai được chia đều:

Bạn_per,L = U_mỗi / 2
Bạn_per,R = U_mỗi / 2

7.2 Rotor không đối xứng (Rotor giữa các ổ trục)

Nếu tâm khối lượng bị dịch chuyển về phía một ổ trục, độ dung sai được phân bổ tỷ lệ với các phản ứng tĩnh tại các ổ trục (tỷ lệ nghịch với khoảng cách).

Hãy gọi L là khoảng cách giữa các mặt phẳng dung sai (bạc đạn), a là khoảng cách từ tâm khối lượng đến bạc đạn bên trái, b đến bạc đạn bên phải.

Bạn_{per, trái} = U_mỗi · (b / L)
Bạn_{per, đúng} = U_mỗi · (a / L)

Do đó, ổ trục chịu tải tĩnh lớn hơn được phân bổ một phần lớn hơn của dung sai không cân bằng.

7.3 Rotor nhô ra và rotor hẹp

Đây là trường hợp phức tạp nhất được xem xét trong tiêu chuẩn. Đối với các rotor có khối lượng treo lớn (ví dụ: cánh quạt bơm trên trục dài) hoặc khi các mặt phẳng điều chỉnh nằm gần nhau (b < L/3), phương pháp phân bổ đơn giản không còn phù hợp.

Một khối lượng không cân bằng trên phần nhô ra tạo ra mô-men uốn tác động lên cả hai ổ trục gần và xa. Tiêu chuẩn đưa ra các hệ số điều chỉnh để thu hẹp giới hạn dung sai.

Đối với rô-to treo ngoài, các giới hạn dung sai cần được tính toán lại dựa trên phản ứng tương đương của ổ trục. Thường thì điều này dẫn đến giới hạn dao động cho phép trong mặt phẳng treo ngoài thấp hơn đáng kể so với rô-to giữa ổ trục có cùng khối lượng, nhằm tránh tải trọng ổ trục quá mức.

Bảng 2. Phân tích so sánh các phương pháp phân bổ dung sai

Loại rotor	Phương pháp phân bổ	Features
Đối xứng	50% / 50%	Đơn giản, nhưng hiếm gặp ở dạng thuần khiết.
Không đối xứng	Tỷ lệ thuận với khoảng cách	Xác định sự dịch chuyển tâm khối. Phương pháp chính cho trục giữa các ổ trục.
Treo ra ngoài	Phân bổ lại dựa trên thời điểm	Yêu cầu giải các phương trình tĩnh học. Độ dung sai thường được giảm đáng kể để bảo vệ ổ trục xa.
Hẹp (b ≪ L)	Tách biệt giới hạn tĩnh và giới hạn liên kết	Được khuyến nghị tách biệt việc xác định sự mất cân bằng tĩnh và sự mất cân bằng mô-men, vì tác động của chúng đối với rung động là khác nhau.

Chương 8. Lỗi cân bằng

Chương này chuyển từ lý thuyết sang thực tế. Ngay cả khi tính toán độ dung sai hoàn hảo, độ mất cân bằng thực tế có thể vượt quá giá trị tính toán do sai số trong quá trình. Tiêu chuẩn ISO 1940-1 phân loại các sai số này thành:

• Lỗi hệ thống: Sai số hiệu chuẩn máy, các bộ phận lệch tâm (trục, flange), tác động của rãnh chìa (xem ISO 8821).
• Lỗi ngẫu nhiên: Tiếng ồn từ thiết bị đo lường, độ lỏng lẻo của các bộ phận hỗ trợ, sự thay đổi vị trí và độ ổn định của rotor trong quá trình lắp đặt lại.

Tiêu chuẩn yêu cầu rằng sai số đo lường tổng cộng không được vượt quá một tỷ lệ nhất định của giới hạn dung sai (thường là 10–15%). Nếu sai số quá lớn, giới hạn dung sai làm việc được sử dụng trong quá trình cân bằng phải được thu hẹp để đảm bảo rằng sai số dư thực tế, bao gồm cả sai số, vẫn đáp ứng giới hạn quy định.

Chương 9 và 10. Lắp ráp và Kiểm tra

Chương 9 cảnh báo rằng việc cân bằng các thành phần riêng lẻ không đảm bảo rằng cụm lắp ráp sẽ được cân bằng. Lỗi lắp ráp, độ lệch trục và độ lệch tâm của bộ nối có thể làm mất hiệu quả của việc cân bằng cẩn thận các thành phần. Việc cân bằng cuối cùng của rotor đã được lắp ráp hoàn chỉnh được khuyến nghị.

Chương 10 mô tả các quy trình kiểm tra. Để xác nhận chất lượng cân bằng có giá trị pháp lý, việc in phiếu cân bằng của máy cân bằng là chưa đủ. Phải có kiểm tra loại trừ lỗi máy — ví dụ: kiểm tra chỉ số (xoay rô-to so với các giá đỡ) hoặc sử dụng trọng lượng thử nghiệm. Thiết bị Balanset-1A có thể được sử dụng để thực hiện các kiểm tra này tại hiện trường, đo rung động còn lại và so sánh với giới hạn ISO đã tính toán.

Tích hợp Balanset-1A vào hệ sinh thái ISO 1940-1

Thiết bị di động Balanset-1A (do Vibromera sản xuất) là giải pháp hiện đại cho phép thực hiện các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 1940-1 tại hiện trường, thường không cần tháo dỡ thiết bị (cân bằng tại chỗ).

1. Tự động hóa các tính toán theo tiêu chuẩn ISO 1940-1

Một trong những rào cản chính khi áp dụng tiêu chuẩn là độ phức tạp của các tính toán trong Chương 6 và Chương 7. Các kỹ sư thường bỏ qua các tính toán chi tiết và dựa vào直觉. Balanset-1A giải quyết vấn đề này thông qua công cụ tính toán dung sai ISO 1940 tích hợp sẵn.

Quy trình làm việc: Người dùng nhập khối lượng rotor, tốc độ hoạt động và chọn cấp độ G từ danh sách.

Kết quả: Phần mềm ngay lập tức tính toán U_mỗi Và quan trọng nhất, hệ thống tự động phân phối lực giữa các mặt phẳng chỉnh sửa (Mặt phẳng 1 và Mặt phẳng 2), đồng thời tính đến hình học của rotor (bán kính, khoảng cách). Điều này loại bỏ sai sót của con người khi xử lý các rotor không đối xứng và có phần nhô ra.

2. Tuân thủ các yêu cầu về đo lường

Theo thông số kỹ thuật, Balanset-1A cung cấp độ chính xác đo tốc độ rung động ±5% và độ chính xác pha ±1°. Đối với các cấp độ từ G16 đến G2.5 (quạt, bơm, động cơ tiêu chuẩn), điều này là đủ để thực hiện cân bằng một cách tin cậy.

Đối với cấp độ G1 (hệ thống truyền động chính xác), thiết bị này cũng có thể được sử dụng, nhưng yêu cầu chuẩn bị kỹ lưỡng (giảm thiểu rung động bên ngoài, cố định giá đỡ, v.v.).

Máy đo tốc độ laser cung cấp đồng bộ pha chính xác, điều này rất quan trọng để tách các thành phần mất cân bằng trong quá trình cân bằng hai mặt phẳng, như đã mô tả trong Chương 4 của tiêu chuẩn.

3. Quy trình cân đối và báo cáo

Thuật toán của thiết bị (phương pháp trọng số thử nghiệm / hệ số ảnh hưởng) hoàn toàn phù hợp với vật lý của một rô-to cứng được mô tả trong ISO 1940-1.

Dãy trình tự điển hình: Đo rung động ban đầu → Lắp đặt trọng lượng thử nghiệm → Đo → Tính toán khối lượng và góc điều chỉnh.

Xác minh (Chương 10): Sau khi cài đặt các hệ số hiệu chỉnh, thiết bị thực hiện đo kiểm tra. Phần mềm so sánh độ lệch không cân bằng còn lại với giới hạn dung sai ISO. Nếu điều kiện U_res ≤ U_mỗi Khi đã hài lòng, màn hình sẽ hiển thị thông báo xác nhận.

Báo cáo: Chức năng “Báo cáo” của F6 tạo ra một báo cáo chi tiết bao gồm dữ liệu ban đầu, vectơ mất cân bằng, hệ số điều chỉnh và kết luận về cấp độ G đạt được (ví dụ: “Cấp độ chất lượng cân bằng G 6.3 đã đạt được”). Điều này biến thiết bị từ một công cụ bảo trì thành một công cụ kiểm soát chất lượng chính thức, phù hợp để bàn giao chính thức cho khách hàng.

Bảng 3. Tóm tắt: Việc triển khai các yêu cầu của ISO 1940-1 trong Balanset-1A

Yêu cầu của ISO 1940-1	Triển khai trong Balanset-1A	Lợi ích thực tiễn
Xác định giới hạn cho phép (Chương 6)	Máy tính tích hợp cấp G	Tính toán tức thì mà không cần công thức hoặc biểu đồ thủ công.
Phân bổ dung sai (Chương 7)	Phân bổ tự động theo hình học	Xem xét sự bất đối xứng và hình học nhô ra.
Phân tích vectơ (Chương 4)	Đồ thị vectơ và đồ thị cực	Hiển thị sự mất cân bằng; đơn giản hóa việc đặt trọng số điều chỉnh.
Kiểm tra sự mất cân bằng còn lại (Chương 10)	So sánh thời gian thực của Ures vs Umỗi	Đánh giá theo tiêu chí “đạt/không đạt”.
Tài liệu	Tự động tạo báo cáo	Mẫu biểu mẫu sẵn có cho việc lập hồ sơ chính thức về chất lượng cân bằng.

Conclusion

ISO 1940-1 là công cụ không thể thiếu để đảm bảo chất lượng của thiết bị quay. Cơ sở vật lý vững chắc của nó (các định luật tương tự, phân tích véc-tơ) cho phép áp dụng các tiêu chí chung cho các loại máy móc rất khác nhau. Đồng thời, sự phức tạp của các quy định của nó — đặc biệt là việc phân bổ dung sai — đã lâu nay hạn chế việc áp dụng chính xác trong điều kiện thực tế.

Sự ra đời của các công cụ như Balanset-1A đã xóa bỏ khoảng cách giữa lý thuyết ISO và thực tiễn bảo trì. Bằng cách tích hợp logic của tiêu chuẩn vào giao diện thân thiện với người dùng, công cụ này cho phép nhân viên bảo trì thực hiện cân bằng ở mức chất lượng hàng đầu thế giới, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm tỷ lệ hỏng hóc. Với các công cụ như vậy, quá trình cân bằng trở thành một quy trình chính xác, có thể lặp lại và được ghi chép đầy đủ, thay vì là một “nghệ thuật” chỉ được thực hiện bởi một số chuyên gia.

---

Tiêu chuẩn ISO chính thức

Để biết tiêu chuẩn chính thức đầy đủ, hãy truy cập: ISO 1940-1 trên ISO Store

Note: Thông tin được cung cấp ở trên chỉ là tổng quan về tiêu chuẩn. Để có văn bản chính thức đầy đủ với tất cả các thông số kỹ thuật, bảng biểu chi tiết, công thức và phụ lục, vui lòng mua phiên bản đầy đủ từ ISO.

---

← Quay lại Mục lục chính