ISO 21940-11：机械振动 - 转子平衡 - 第11部分：刚性转子的程序和公差

概括

ISO 21940-11 是现代、权威的标准，用于平衡 刚性转子。它正式取代了非常知名且广泛使用的 ISO 1940-1 标准。这份更新的文件提供了一个全面的框架，用于规范、实现和验证在运行速度下不会发生显著变形的转子的平衡质量。它保留了前身的核心概念（例如G级），但对其进行了改进，扩展了适用的机器类型列表，并为更稳健的平衡过程提供了更详细的程序指导。

目录（概念结构）

该标准的结构旨在引导用户逻辑地完成从规范到验证的整个平衡过程：

1. 1. 范围和平衡要求：

   本章定义了该标准的重点，并指出该标准仅适用于表现出刚性行为的转子。刚性转子是指可在任意两个平面上进行校正的转子，校正后，其残余不平衡量在任何转速（直至最高运行转速）下均不会显著超过规定的公差。本章确立了平衡的基本目标：将质量偏心率降低到一定水平，使残余不平衡量引起的离心力和振动对于机器的预期运行而言处于可接受的低水平。本章通过阐明刚性转子平衡过程的基本假设和目标，为平衡奠定了基础。

2. 2. 平衡公差规范：

   这是定义平衡工作需要达到“多好”的核心章节。它继承了国际公认的 平衡质量等级（G） 源自之前的 ISO 1940-1 标准。G 等级是一个常数值，表示转子偏心率 (e) 与其最大工作转速 (Ω) 的乘积，其中 G = e·Ω。本章提供了一个内容广泛的更新表格，列出了数百种不同类型的转子——从小型电枢到大型蒸汽涡轮机——并为每种转子指定了推荐的 G 等级。工程师可以使用此表指定 G 等级（例如，泵为 G6.3，涡轮机为 G2.5）。然后，该标准提供了一个关键公式，可将此等级转换为实际可测量的公差：允许残余特定不平衡量 (e_每)，然后将其乘以转子质量，得到以克毫米等为单位的最终不平衡公差。

3. 3. 校正平面公差的分配：

   本章提供了双平面平衡的基本数学框架。一旦计算出整个转子的总允许残余不平衡量（根据G级），该值必须分配到两个选定的 校正平面本节提供明确的公式和矢量图，指导平衡技术人员如何将总公差正确地分配到每个平面的单个公差中。它解释了分配取决于转子的几何形状，特别是校正平面与转子重心和轴承位置的距离。遵循这些分配程序对于校正以下两个方面都至关重要： 静态和耦合不平衡 并确保转子长度方向上轴承的动态力最小化。

4. 4. 验证残余不平衡的程序：

   本章概述了最终验收测试的方法 平衡机. 决赛之后 校正权重 施加校正后，将进行验证运行。标准规定，机器应测量每个校正平面的剩余不平衡量。然后将测量值与上一步计算出的各平面公差进行比较。只有当*两个*平面测得的剩余不平衡量均小于或等于每个平面的规定公差时，转子才被认为通过了平衡程序。本节强调使用经过适当校准的平衡机并考虑任何工装误差的重要性，以确保验证测量的准确性和可靠性。

5. 5. 报告：

   为确保平衡结果的完全可追溯性和清晰的沟通，本最终章节规定了正式平衡报告中必须记录的最低限度信息。这包括管理细节（例如日期和操作员姓名）、转子的完整标识（零件号、序列号）以及所有关键平衡参数。至关重要的是，报告必须注明规定的平衡质量等级（例如 G6.3）、转子的最大运行转速及其质量。此外，报告必须清晰记录初始不平衡测量值，以及最重要的，每个校正平面的最终测量残余不平衡值，并确认这些值低于计算出的公差。这将创建一个永久的、可验证的记录，证明转子已按照标准进行平衡。

关键概念和更新

• ISO 1940-1 的现代化： 该标准正式取代 ISO 1940-1。它保留了相同的基本原则，但重新组织了内容，更新了 G 级表，增加了更多转子类型，并提供了更清晰、更明确的程序指导。核心公式保持不变。
• 强调过程： 与前身相比，ISO 21940-11 更加重视整个平衡*过程*，从指定公差到在平面之间正确分配公差并正确验证最终结果。
• 刚性转子假设： 务必记住，本标准仅适用于“刚性”转子。这类转子在达到其工作转速时，不平衡分布不会发生显著变化。对于在高速运转下弯曲或变形的转子，更复杂的程序 ISO 21940-12 （对于柔性转子）必须使用。
• G级仍占主导地位： 平衡质量等级 (G) 的概念仍然是该标准的基石，它提供了一种简单而有效的方法来指定各种机械所需的精度。

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