Действующий

ГОСТ ИСО 1940-1-2007 Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса

     5 Принцип подобия

5.1 Общие положения

Принцип подобия позволяет оценить и рассчитать влияние массы ротора и его рабочей частоты вращения на значение допустимого остаточного дисбаланса.

5.2 Допустимый остаточный дисбаланс и масса ротора

В общем случае для ротора любого типа допустимый остаточный дисбаланс пропорционален массе ротора :

.                                                      (2)


Отношение допустимого остаточного дисбаланса к массе ротора представляет собой допустимый остаточный удельный дисбаланс :

.                                                 (3)


Примечания

1 В системе единиц СИ величину измеряют в килограмм-метрах на килограмм (кг·м/кг), однако в практических целях часто используют единицу измерений грамм-миллиметр на килограмм (г·мм/кг) или микрометр (мкм).

2 В системе единиц СИ величину измеряют в килограмм-метрах на килограмм (кг·м/кг) или метрах (м). Однако более практичной единицей является микрометр (мкм), поскольку в большинстве случаев допустимый остаточный удельный дисбаланс находится в пределах от 0,1 до 10 мкм. Величину применяют обычно, если хотят сопоставить допустимый дисбаланс с геометрическими допусками (биения ротора, зазор вала).

3 Если для ротора (например, диска, насаженного перпендикулярно к оси вала) существенным является только главный вектор дисбалансов, то представляет собой расстояние от центра масс ротора до оси вала. Для ротора общего вида не имеет ясного физического смысла и отражает влияние как главного вектора дисбалансов, так и главного момента дисбалансов.

4 Существуют ограничения на достижимые значения остаточного удельного дисбаланса , связанные с условиями проведения балансировки, например центровкой вала, характеристиками подшипников и привода.

5 На практике малые значения удается получить только при высокой точности изготовления цапф вала (круглости, прямолинейности). В некоторых случаях необходимо уравновешивать ротор в своих собственных подшипниках с использованием ременного, воздушного приводов или передачи, применяемой на месте установки. Другим способом является балансировка ротора в сборе в своем корпусе с собственными подшипниками и приводом в нормальных условиях эксплуатации при нормальном температурном режиме.

5.3 Допустимый удельный дисбаланс и рабочая частота вращения

Опыт показывает, что, как правило, для роторов одного вида допустимый остаточный удельный дисбаланс изменяется обратно пропорционально рабочей частоте вращения ротора :

.                                                     (4)


Та же зависимость, выраженная через угловую скорость вращения ротора на максимальной рабочей частоте вращения, принимает вид

.                                                 (5)


Это соотношение следует также из общего соображения, что для геометрически подобных роторов с равными тангенциальными скоростями движения их поверхности, возникающие в роторах напряжения и удельные нагрузки на подшипник (вследствие центробежных сил) будут одинаковы. На этом соотношении основаны классы точности балансировки (см. 6.2, таблицу 1 и рисунок 2).


Таблица 1 - Рекомендуемые классы точности балансировки для жестких роторов

Виды машин (роторов)

Класс точности балансировки

Значение , мм/с

Приводные коленчатые валы (конструктивно не уравновешенные) для крупных низкоскоростных судовых дизельных двигателей (скорость движения поршня менее 9 м/с)

G 4000

4000

Приводные коленчатые валы (конструктивно уравновешенные) для крупных низкоскоростных судовых дизельных двигателей (скорость движения поршня менее 9 м/с)

G 1600

1600

Приводные коленчатые валы (конструктивно не уравновешенные) на виброизоляторах

G 630

630

Приводные коленчатые валы (конструктивно не уравновешенные) на жестких опорах

G 250

250

Двигатели возвратно-поступательного действия в сборе для легковых автомобилей, грузовиков и локомотивов

G 100

100

Детали автомобилей: колеса, колесные диски, колесные пары, трансмиссии

Приводные коленчатые валы (конструктивно уравновешенные) на виброизоляторах

G 40

40

Сельскохозяйственные машины

Приводные коленчатые валы (уравновешенные) на жестких опорах

Дробилки

Приводные валы (карданные валы, винтовые валы)

G 16

16

Авиационные газовые турбины

Центрифуги (сепараторы, отстойники)

Электрические двигатели и генераторы (с высотой оси вала не менее 80 мм) с максимальной номинальной частотой вращения до 950 мин

Электрические двигатели с высотой оси вала менее 80 мм

Вентиляторы

Зубчатые передачи

Машины общего назначения

Металлорежущие станки

Бумагоделательные машины

Насосы

Турбонагнетатели

Водяные турбины

G 6,3

6,3

Компрессоры

Приводы с управлением от компьютера

Электрические двигатели и генераторы (с высотой оси вала не менее 80 мм) с максимальной номинальной частотой вращения свыше 950 мин

Газовые и паровые турбины

Приводы металлорежущих станков

Текстильные станки

G 2,5

2,5

Приводы аудио- и видеоаппаратуры

Приводы шлифовальных станков (машин)

G 1

1

Шпиндели и приводы высокоточного оборудования

Гироскопы

G 0,4

0,4

Примечания

1 Данные относятся к роторам в сборе. Рекомендации для частей роторов даны в разделе 9.

2 Если иное специально не оговорено или не самоочевидно (как, например, в случае приводных коленчатых валов), предполагают, что данные приведены для машин и оборудования вращательного действия.

3 В отношении ограничений, связанных с условиями установки (балансировочные станки, инструменты), см. примечания 4 и 5 к 5.2.

4 Некоторая дополнительная информация в отношении выбора класса точности приведена на рисунке 2, на котором указаны типичные области применения (в параметрах рабочей частоты вращения и класса точности G), основанные на накопленном опыте.

5 В состав приводных коленчатых валов могут входить коленчатый вал, маховик, муфта сцепления, виброизоляторы, вращающиеся элементы шатунов. "Конструктивно не уравновешенные коленчатые валы" означает, что такие валы теоретически не могут быть уравновешены, "конструктивно уравновешенные коленчатые валы" означает, что такие валы теоретически могут быть уравновешены.

6 Для машин некоторых видов допустимые дисбалансы могут быть установлены соответствующими стандартами (см., например, [1], [2]).