ISO 21940-13：机械振动 - 转子平衡 - 第13部分：中大型转子现场平衡的标准和保障措施

概括

ISO 21940-13 是一项专门标准，重点关注在机器运行位置直接平衡转子在其自身轴承和支撑结构中的实际方面（现场或现场平衡它解决了在专用的平衡平台上无法进行平衡时出现的独特挑战和安全考虑。 平衡机该标准提供了何时适合进行现场平衡的标准，并概述了安全有效地执行该程序所需的安全措施，特别是对于风险较高的中型和大型转子。

目录（概念结构）

该标准旨在指导现场平衡的决策和执行过程：

1. 1. 范围和适用性：

   本章定义了该标准的具体重点，明确了它为以下过程提供了指导方针和保障措施： 现场（或现场）平衡 适用于中型和大型转子。该标准规定，该程序是在转子位于其自身轴承和支撑结构中（通常位于其最终运行位置）时执行的。本节重点指出，这些原则适用于最终安装状态下可能表现为刚性或柔性的转子，并承认系统整体的动态特性决定了平衡方法。该标准面向需要决定、规划和安全执行现场平衡程序的技术人员、工程师和管理人员。

2. 2. 现场平衡的标准：

   本章提供了一个重要的决策框架，帮助确定现场平衡是否是最合适的处理方案。它并非始终是高振动的默认解决方案。该标准概述了几种适合进行现场平衡的情况：1) 当拆卸转子进行车间平衡在物流上不切实际或成本过高时（例如，大型涡轮机或发电机转子）。2) 当不平衡是由仅在正常运行条件下才会出现的因素引起时，例如热变形、气动力或与工艺相关的堆积物（例如，风扇叶片上的碎屑）。3) 在车间平衡后重新安装转子后进行最终调整平衡。该标准建议进行彻底的分析，以确认高振动确实是由不平衡引起的，而不是由其他问题引起的，例如 错位、共振或松动，然后再继续。

3. 3. 平衡程序和方法：

   本节提供详细的、分步的现场平衡过程实际执行指南。首先，它详细说明了便携式仪器的要求，该仪器必须包含一个多通道 振动分析仪 能够测量幅度和相位，一个或多个振动传感器（加速度计 是最常见的），以及 相位参考传感器 （例如，光电转速表或激光转速表）在旋转轴上提供正时标记。本章的核心是详细描述普遍使用的 影响系数 方法。该方法包括记录初始振动矢量（振幅和相位），在已知角度位置处附加已知试验砝码，测量新的“响应”矢量，然后使用矢量数学计算所需校正砝码的位置和质量。该标准为使用此方法进行单平面和多平面平衡提供了指导。

4. 4.平衡质量评估：

   本章对车间平衡和现场平衡进行了关键区分。车间平衡旨在满足基于特定残余不平衡公差的条件， G级现场平衡的主要目标更为务实：将机器的运行振动降低到可接受的水平。因此，评估标准不是基于残余不平衡量，而是基于最终振动幅度。该标准规定，最终平衡质量的评估应基于其他相关标准中定义的运行中振动限值，主要是 ISO 20816 系列。最终目标是降低1X运行速度下的振动，使机器的整体振动水平落入长期运行可接受的区域（例如A区或B区）。

5. 5. 保障措施和安全预防措施：

   本章可以说是该标准中最重要的部分，因为现场平衡操作存在受控车间环境中不存在的重大风险。它要求采取严格且有记录的安全措施。关键要求包括：1) 启动前进行彻底的机械检查，确保所有紧固件紧固且防护装置到位。2) 严格的配重连接规程，要求配重必须牢固固定（例如，焊接、螺栓固定或放置在专用支架中），以防止其成为危险的抛射物。3) 在试运行期间，在机器周围设立受控通道区域。4) 平衡分析师和机器操作员之间清晰明确的沟通协议。5) 预定义的紧急停止程序。这种对安全的关注对于防止人员受伤和灾难性的设备故障至关重要。

关键概念

• 现场平衡与车间平衡： 该标准完全专注于在机器内平衡转子，而非在车间专用的平衡机上进行。现场平衡校正的是整个转子组件在其运行状态下的平衡。
• 以减振为目标： 虽然车间平衡的目的是将残余不平衡量减少到特定的公差（U_每)，现场平衡的主要目标是将机器的运行振动降低到ISO 20816等标准定义的可接受水平。
• 安全第一 由于使用故意添加的试验重量来运行机器存在风险，因此该标准非常强调安全程序和保障措施。
• 影响系数法： 这是现场平衡的通用方法。它包括测量初始振动矢量，添加已知的试验重量，测量新的“响应”矢量，并利用矢量数学计算所需的校正重量及其放置角度。

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