На главную
На главную

ГОСТ 22061-76* «Машины и технологическое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения»

Стандарт устанавливает классы точности балансировки для жестких роторов изделий, а также требования к балансировке и методы расчета дисбалансов.

Обозначение: ГОСТ 22061-76*
Название рус.: Машины и технологическое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения
Статус: не действующий
Заменен: ГОСТ ИСО 1940-1-2007 «Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса»
Дата актуализации текста: 01.01.2009
Дата добавления в базу: 10.11.2009
Дата введения в действие: 01.07.1977
Дата окончания срока действия: 01.07.2008
Утвержден: Госстандарт СССР (24.08.1976)
Опубликован: Издательство стандартов № 1976<br>Издательство стандартов № 1993

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ.

СИСТЕМА КЛАССОВ
ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ГОСТ 22061-76

Москва

1993

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

СИСТЕМА КЛАССОВ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ

Основные положения

Machines and technological equipment.

Balance quality grade system. General

ГОСТ
22061-76*

Постановлением Государственного комитета стандартовСовета Министров СССР от 24 августа 1976 г. № 2008 срок введения установлен

с 01.07.77

Настоящий стандарт устанавливает классы точности балансировки дляжестких роторов изделий, а также требования к балансировке и методы расчетадисбалансов.

Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 1940 в частисодержания и классов точности балансировки с 1 по 11. Термины и определения -по ГОСТ 19534-74 и ГОСТ16504-81.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. КЛАССЫ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ

1.1. Классы точностибалансировки должны соответствовать указанным в таблице.

Класс точности балансировки

Значения произведения удельного дисбаланса (ест) на максимальную эксплуатационную угловую скорость вращения (wэ макс) ест · wэ макс, мм·рад/с

наименьшее

наибольшее

(0)*

(0,064)

(0,16)

1

0,16

0,40

2

0,40

1,00

3

1,00

2,50

4

2,50

6,30

5

6,30

16,00

6

16,00

10,00

7

40,00

100,00

8

100,00

250,00

9

250,00

630,00

10

630,00

1600,00

11

1600,00

4000,00

(12)*

(4000,00)

(10000,00)

* Применять факультативно.

Примечание.Наибольшие и наименьшие значения произведений ест · wэ макс, определяющие границы классов, образуютгеометрическую прогрессию со знаменателем2,5.

1.2. Расположение полей классов точностибалансировки показано на черт. 1.

Роторы в изделиях с горизонтальной осью вращения, попадающие в областьниже линии НН, где , создают вопорах динамические нагрузки от дисбалансов меньшие, чем статические нагрузкиот веса ротора.

Роторы в изделиях с горизонтальной осью вращения, попадающие в областьвыше линии НН, где , создают в опорах динамические нагрузки, большие, чемстатические нагрузки от веса ротора (в этом случае, если нет других, кроме весастатических нагрузок, при выборе класса точности балансировки следует учитыватьрадиальные зазоры в подшипниках).

Система классов точности балансировки

Черт. 1.

Примечания:

1.Границы классов показаны сплошными линиями. По оси ординат отложены значенияудельного дисбаланса в г·мм/кг, еств мкм. По оси абсцисс отложены значения максимальной эксплуатационной частотывращения ротора nэ макс в мин-1 (об/мин) или fэ максв с-1, т.е. в герцах (Гц).

2.Максимальная эксплуатационная угловая скорость вращения ротора связана смаксимальной эксплуатационной частотой вращения соотношениями:

                                                        (1)

где nэ максв об/мин;

                                                                          (2)

если fэ макс в герцах.

3.Линия НН соответствует произведению мм·с-2, т.е. ускорению силы тяжести.

2. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ДОПУСТИМЫХ ДИСБАЛАНСОВ

2.1. Установить верхнее значение главноговектора допустимых дисбалансов по формулам:

для ротора, балансируемого в изделии в сборе

                                            (3)

для ротора, балансируемого в виде отдельной детали

                                       (4)

где mрот - масса ротора, состоящая из всех деталей,которые вращаются в собранном изделии как одно целое (например, собственноротор, насаженные на него маховики, колеса вентиляторов, шкивы, шестерни,вращающиеся вместе с ротором кольца подшипников (качения и т.д.);

ест табл - табличное значение удельного дисбаланса,определяемое для данного собранного изделия по верхней границе установленногокласса точности балансировки и максимальной эксплуатационной частоте вращенияего ротора;

Dст т - значение главного вектора технологических дисбалансов изделия, роторкоторого балансировался не всборе (определяется по п. 5.9);

Dст э - значение главного вектора эксплуатационных дисбалансов изделия(определяется по п. 5.10).

Примечания:

1.Технологические дисбалансы возникают при сборе ротора, если он балансировалсяне в изделии в сборе, из-за монтажа на него деталей (шкивов, полумуфт,подшипников, вентиляторов и т.д.), которые имеют собственные дисбалансы,вследствие отклонения формы и расположения поверхностей и посадочных мест, радиальныхзазоров и т.д.

2.Эксплуатационные дисбалансы возникают из-за неравномерности износа, релаксации,выжигания, кавитации деталей ротора (например, рабочих колес насосов,вентилятором, турбин), деформации деталей ротора под влиянием рабочей температурыротора, неравномерности распределения материала на рабочей поверхностицентрифуги, действия шатунных и поступательно движущихся масс в поршневыхмашинах, за заданныйтехнический ресурс или до ремонта, предусматривающего балансировку.

2.2. Установить нижнеезначение главного вектора допустимых дисбалансов, приложенного к центру массротора, по формулам:

для ротора, балансируемого в изделии в сборе

                                           (5)

для ротора, балансируемого в виде отдельной детали или сборочнойединицы

                               (6)

2.3. Для двухопорных роторов (черт. 2 - 4)верхние и нижние значения допустимых дисбалансов в каждой из двух плоскостейкоррекции 1 и 2 следует определять по формулам:

                                              (7)

                                            (8)

                                            (9)

                                         (10)

Черт. 2.

Черт. 3.

Черт. 4.

Примечания:

1.Верхние и нижние значения допустимых дисбалансов в плоскости опор, измеренияили приведения определяют по этим же формулам и черт. 2 - 4, подставляя вместо l1 и l2 расстоянияот опоры А до соответствующих плоскостей.

2.При расчете необходимо учитывать, что наибольшие значения дисбалансов D1 доп верхн и D2 доп верхн являются предельными, независимо от направления иx действия, определяемого видами неуравновешенностейротора (статической, моментной или динамической).

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕТРЕБОВАНИЯ

3.1. Роторы изделий, отнесенных к 1-му классу точности балансировки,следует балансировать в своих подшипниках в собственном корпусе при соблюдениивсех условий эксплуатации с использованием собственного привода.

3.2. Роторы изделий, отнесенных ко 2-му классу точности балансировки,следует балансировать в собственных подшипниках или в собственном корпусе, соспециальным приводом, если нет собственного привода.

3.3. Роторы изделий, отнесенных к 3 - 11-му классам точностибалансировки, разрешается балансировать в виде деталей или сборочных единиц.

3.4. Выбор способа балансировки

3.4.1. Роторы изделий должны проходить динамическую балансировку.

3.4.2. В том случае, когда у N роторов из партии однотипныхизделий значения начальных дисбалансов Dмнач в плоскостях опор не превышают половины большего из верхних значенийдопустимых дисбалансов в плоскостях опор A или В, всю партию допускается балансировать статически сдоверительной вероятностью W.

3.4.3. Если у N однотипных роторов, произвольно выбранных изпартии, начальные дисбалансы DA,B нач j, где j = 1, 2, ..., N меньшеверхних значений допустимых дисбалансов, то остальные роторы этой партии ссоответствующей доверительной вероятностью W допускается не балансировать.

Примечания:

1.Число N роторов, подлежащих проверке, следует вычислять по приложению 4.

2.Произведение значения начального дисбаланса DM,начв плоскостях опор на межопорное расстояние межопорного ротора равно значениюего главного момента начальных дисбалансов.

3.5. Допускается не проводить балансировкуроторов изделий, которые в эксплуатационных условиях работают с дисбалансами,например, роторы вибромашин, вибростолов и т.п.

На ряде изделий, когда не применяется автоматическая балансировка,разрешается проводить балансировку периодически по мере износа (например,шлифовальные круги). Допустимые дисбалансы и периодичность балансировки должныбыть указаны в нормативно-технической документации.

3.6. Местоположение плоскостей измерения иплоскостей коррекции следует устанавливать при конструировании ротора.Одновременно следует установить, как будет проводиться корректировка массротора, обеспечить конструктивную возможность ее выполнения, назначитьтехнологический процесс и предусмотреть возможность балансировки ротора послезапланированных ремонтов.

3.7. После балансировки остаточные дисбалансы в плоскостях коррекции и(или) измерения не должны выходить за пределы верхних значений допустимыхдисбалансов, определенных по п. 2.3.

Примечание. Нижнее значение допустимого дисбаланса выдерживатьне обязательно.

3.8. Данные, определяемые по пп. 2.3 и 3.6,следует указывать в рабочих чертежах и в балансировочной карте, приведенной вприложении 5,если она предусмотрена техническим заданием на разработку изделия.

3.9. Пример расчета значений допустимых дисбалансов приведен вприложении 6.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КЛАССА ТОЧНОСТИБАЛАНСИРОВКИ ДЛЯ ВНОВЬ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

4.1. При проектировании изделия классточности для него выбирается предварительно. Для этого может быть использованатаблица приложения 1, а также отраслевые стандарты, содержащиеразделы о точности балансировки.

4.2. Послеэкспериментальных исследований опытных или уникальных образцов по п. 4.3 устанавливают окончательно класс точностибалансировки, при котором не нарушается работоспособность изделия.

4.3. Экспериментальное определение классаточности балансировки для вновь разрабатываемых изделий следует проводить наопытных или уникальных изделиях. Для изделий массового производства класс точностибалансировки устанавливают по испытаниям опытной серии.

Испытание следует проводить по пп. 4.4 - 4.6 или по методикам,устанавливаемым в отраслевых стандартах.

4.4. У опытного образца, имеющего доступ кплоскостям коррекции для изменения дисбалансов, сбалансировать ротор доминимально достижимых остаточных дисбалансов с учетом погрешностей по п. 5.8.

4.5. Определить наименьшие значенияпредельных дисбалансов для каждой плоскости коррекции 1 и 2 изделия, превышение которыхвызывает вибрацию опор сверх установленной в техническом задании или нарушаетнормальное функционирование изделия.

4.5.1. Для этого в обе плоскости коррекции 1 и 2 ротора, отбалансированного по п. 4.4, ввести одинаковые дисбалансы. На работающемс этими дисбалансами изделии измерить среднеквадратические значениявиброскоростей подшипниковых опор, как указано в рекомендуемом приложении 3, а для электрических машин - по ГОСТ12379-75.

Увеличивая постепенно введенные дисбалансы, определить те их предельныезначения для каждой плоскости коррекции 1и 2, превышение которыхвызывает вибрацию опор сверх установленной техническим заданием или нарушаетнормальное функционирование изделия.

4.5.2. Не изменяя положения найденного по п. 4.5.1 предельного дисбаланса вплоскости коррекции 1, переставить в плоскости коррекции 2 семь раз через 45° введенный в неедисбаланс. Меняя значение введенного дисбаланса в каждом из семи положений вплоскости коррекции 2, найти поп. 4.5.1его семь предельных значений для плоскости коррекции 2.

4.5.3. Установить в исходное положение 0°предельный дисбаланс по п. 4.5.1 для плоскости коррекции 2. Не изменяя его положения, переставитьсемь раз через 45° вводимый дисбаланс в плоскости коррекции 1. Меняя значения вводимогодисбаланса в каждом из семи положений в плоскости коррекции 1, найти по п. 4.5.1 его семь предельных значений для плоскостикоррекции 1.

При достаточном техническом и экономическом обосновании допускаетсявводимые дисбалансы переставлять более чем через 45°. Значения этих углов должны быть указаны в нормативно-техническойдокументации.

Примечание.Угол между наибольшими значениями предельных дисбалансов в обеих плоскостяхкоррекции зависит от неоднородности ротора и опор, а также от соотношенийгеометрических размеров ротора.

4.5.4. Найтинаименьшие значения дисбалансов в каждой плоскости коррекции 1 и 2 по пп. 4.5.1 - 4.5.3,т.е. значения функциональных дисбалансов в этих плоскостях коррекции,превышение которых нарушает нормальное функционирование изделия.

4.5.5.При испытаниях опытной серии из Nизделий после определения значений функциональных дисбалансов для каждойиз плоскостей коррекции 1 к 2 каждогоизделия вычислить с соответствующей доверительной вероятностью W значения функциональных дисбалансов D1ф и D2ф для всех изделий. Метод определения N, D1ф и D2ф изложенв приложении 4.

4.5.6. Сумма найденных в п. 4.5.5 значений функциональныхдисбалансов для плоскостей коррекции 1 и 2определяет значение главного вектора функциональных дисбалансов ротора

                                                     (11)

Функциональный удельный дисбаланс для изделия находят по формуле

                                                          (12)

Зная максимальную эксплуатационную частоту вращения ротора по черт. 1установить, в какой класс точности балансировки попадает найденный на опытныхизделиях функциональный удельный дисбаланс. Окончательно класс точностибалансировки для массового производства этих изделий предпочтительно назначатьна один класс точнее того класса точности балансировки, к которому относитсяэтот дисбаланс.

4.6. Для изделий, у которых невозможен доступк плоскостям коррекции, допускаетсявместо испытаний по п. 4.5 изменять остаточные дисбалансы на несколькихроторах до сборки изделий. Количество изделий определять по приложению 4.

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ,ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДИСБАЛАНСОВ ОПЫТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

5.1. При исследовательских, предварительных, в начале и конце ресурсныхприемочных испытаний опытных или уникальных образцов и опытных серий следуетизмерять остаточные дисбалансы в плоскостях коррекции или других плоскостях.

Примечание.Виды испытаний, при которых проводятся такие измерения, устанавливаются встандартах или технических условиях на конкретные изделия.

5.2. Измерение остаточных дисбалансовотдельного ротора или изделия в сборе следует проводить на балансировочномстанке при частоте его вращения ниже первой резонансной системы «ротор - опоры»или на изделии в сборе при помощи балансировочного комплекта.

Пересчет измеренных остаточных дисбалансов из плоскостей измерения илиплоскостей опор в плоскости коррекции и обратно следует производить по формуламобязательного приложения 2.

Примечание. Резонансная частота системы«ротор - опоры» - частота вращения ротора в системе «ротор - опоры», состоящейиз ротора и упругих опор, при которой амплитуда колебаний достигает максимума.

5.3. Перед измерением ротор должен бытьсобран по рабочим чертежам с теми деталями, с которыми он вращается в изделии как одно целое (например, вентилятор,шестерня, маховик, шкив, технологические втулки, подшипники качения, полумуфтаи т.п.).

При измерении остаточных дисбалансов ротора, которое по каким-либопричинам должно проводиться без ряда деталей и (или) не на его собственныхподшипниках, возникающие при сборке ротора с этими деталями технологическиедисбалансы следует определять по п. 5.9 и учитывать в результатахизмерений.

5.4. При измерении остаточных дисбалансов ротора с консольнорасположенной массой, которая опирается в корпусе машины на свою опору, вовремя измерения на балансировочном станке следует пользоваться вспомогательнойопорой.

5.5. У роторов, которые имеют две и более сосредоточенных массы налегком валу, следует измерять дисбалансы каждой детали до сборки или дисбалансыротора на каждой стадии сборки.

5.6. Для измерения значения остаточного дисбаланса в данном плоскостикоррекции ротора следует внести в эту плоскость контрольный груз, создавдисбаланс D, значение которого в 5 - 10 раз превышаетверхнее значение допустимого для данной плоскости коррекции дисбаланса Di доп верхн. Записать значения и углы дисбалансов,переставляя на 45° этот же контрольный груз на том же радиусе, снова записатьзначение и угол дисбаланса. Повторить такие измерения восемь раз при различныхположениях контрольного груза, пока не будет обойдена вся окружность ротора.Измерения проводить для каждой плоскости коррекции отдельно.

5.7. Для каждой плоскости коррекции построитьграфики в координатах угол дисбаланса и значение дисбаланса, как показано начерт. 5.

Среднее арифметическое измеренных величин пропорционально значениюустанавливаемого в плоскости коррекции дисбаланса D

                                             (13)

где Амакс и Амин - максимальные иминимальные показания индикатора значения дисбаланса;

Аср - представляет на чертеже отрезок,пропорциональный значению дисбаланса;

a - коэффициент пропорциональности.

Угол дисбаланса

45°

90°

135°

180°

225°

270

315°

Показание индикатора значения дисбаланса

Плоскость коррекции 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскость коррекции 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Черт. 5.

Значение остаточного дисбаланса и плоскости коррекции пропорционально

                                           (14)

Следовательно,

                                               (15)

Примечания:

1. Если есть сомнения в линейности показанийиндикатора значения дисбаланса, следует повторить измерение со значениемдисбаланса, меньшим или большим,чем использованное значение дисбаланса.

2. Допускается измерять остаточные дисбалансы безобхода контрольным грузом на балансировочном станке или с помощью балансировочногокомплекта, настроенных по тарировочному ротору.

5.8. При измерениизначений остаточного дисбаланса (и, в частности, при балансировке) следуетучитывать погрешности, вызываемые приводом ротора или вспомогательными опорамивследствие:

дисбалансов, вносимых элементами привода и вспомогательных опор,отклонения от соосности опор, зазоров в элементах привода и у опорныхповерхностей ротора. Влияние этих погрешностей обнаруживается при повторениицикла измерений с повернутой на 180° одной полумуфтой приводного вала послепервого цикла измерений;

зазоров между элементами привода и опорными деталями или ротором.

5.9. Значения технологических дисбалансов поп. 2.1 следует определять как разность значенийостаточных дисбалансов в одних и тех же плоскостях ротора, измеренных по пп. 5.2 - 5.8, дляизделия и сборе и для сборочной единицы ротора согласно технической документациидля его балансировки. Окончательное значение технологических дисбалансоввычислить по результатам измерения N опытных изделий.

Метод определения числа N изделий и способ расчета подобныизложенному в пп. 5- 7приложения 4.

Примечание. Необходимость определениязначений технологических дисбалансов устанавливается в стандартах и техническихусловиях на конкретные изделия.

5.10. Значенияэксплуатационных дисбалансов по п. 2.1 следуетопределять как разностьзначений остаточных дисбалансов в одних и тех же плоскостях, измеренных по пп. 5.2 - 5.8 наизделии в сборе до начала его эксплуатации и после того, как оно выработаловесь заданный технический ресурс или ту его часть, установленную в нормативно-техническойдокументации, которую оно должно наработать до ремонта, предусматривающегобалансировку.

Окончательно значение эксплуатационных дисбалансов следует вычислить порезультатам измерения N опытных изделий. Метод определения числа N изделий и способ расчета подобны изложенному в пп. 5 - 7приложения 4.

Примечание. Необходимость определениязначений эксплуатационных дисбалансов устанавливается в стандартах и технических условиях на конкретные изделия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

КЛАССЫ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХГРУПП ЖЕСТКИХ РОТОРОВ ПО ИСО 1940

Классы точности балансировки по настоящему стандарту

ест · wэ макс, мм·рад/с, не более 1; 2

Типы роторов (основные размеры)

11

4000

Узел коленчатого вала3 жестко установленного низкооборотного судового дизеля с нечетным числом цилиндров4

10

1600

Узел коленчатого вала3 жестко установленного двухтактного двигателя большой мощности

9

630

Узел коленчатого вала3 жестко установленного четырехтактного двигателя большой мощности.

Узел коленчатого вала3 судового дизеля, установленного на виброизоляторах

8

250

Узел коленчатого вала3 жестко установленного высокооборотного четырехцилиндрового дизеля5

7

100

Узел коленчатого вала3 высокооборотного дизеля с шестью и более цилиндрами5

Двигатели в сборе (бензиновые или дизельные) для легковых и грузовых автомобилей и локомотивов4

6

40

Колеса легковых автомобилей, ободы колес, бандажи, приводные валы, тормозные барабаны автомобиля, колесные пары.

Узел коленчатого вала3, установленного на виброизоляторах высокооборотного четырехтактного двигателя (бензинового или дизельного) с шестью и более цилиндрами5.

Узел коленчатого вала3 двигателя для легкового и грузового автомобилей и локомотива

5

16

Приводные валы (валы судовых винтов, карданные валы) со специальными требованиями.

Части дробилок.

Части сельскохозяйственных машин.

Отдельные части двигателей (бензиновых или дизельных) легковых автомобилей, грузовиков и локомотивов.

Узел коленчатого вала3 двигателя с шестью и более цилиндрами со специальными требованиями

4

6,3

Части технологического оборудования.

Главные редукторы турбин торговых судов.

Барабаны центрифуг.

Вентиляторы.

Роторы авиационных газотурбинных двигателей в сборе

4

6,3

Маховики.

Крыльчатки центробежных насосов.

Части станков и машин общего назначения.

Роторы обычных электродвигателей.

Отдельные детали двигателей со специальными требованиями

3

2,5

Газовые и паровые турбины, включая главные турбины торговых судов.

Турбогенераторы с жесткими роторами.

Турбокомпрессоры.

Приводы металлообрабатывающих станков.

Роторы средних и крупных электродвигателей со специальными требованиями.

Роторы небольших электродвигателей.

Турбонасосы

2

1,0

Приводы магнитофонов и проигрывателей.

Приводы шлифовальных станков.

Роторы небольших электродвигателей специального назначения

1

0,4

Шпиндели, шлифовальные круги и роторы электродвигателей прецизионных шлифовальных станков.

Гироскопы

1  где n в мин-1(об/мин); w в рад/с.

2 Когда речь идет о жесткихроторах с двумя симметричными относительно центра масс плоскостями опор, ккаждой плоскости следует относить половину рекомендуемого значения главноговектора допустимых дисбалансов. При дискообразном роторе это значение относитсяк одной плоскости, проходящей через центр масс ротора.

3 Узел коленчатого валавключает коленчатый вал, маховик, муфту сцепления, шкив, гаситель крутильных колебаний,части масс шатунов, статически приведенные к осям шатунных шеек коленчатоговала и т.д.

4 В двигателе в сборе массаротора включает сумму всех масс, относящихся к узлам коленчатого вала иперечисленных выше.

5 Низкооборотным считаетсядвигатель со скоростью поршня менее 9 м/с; высокооборотным - двигатель соскоростью поршня более 9 м/с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ПЕРЕСЧЕТДИСБАЛАНСОВ ИЗ ОДНИХ ПЛОСКОСТЕЙ В ДРУГИЕ ДЛЯ ЖЕСТКОГО ДВУХОПОРНОГО РОТОРА

1. Пересчет измеренных или заданных по значению и углу дисбалансов вдвух плоскостях, перпендикулярных оси ротора, и другие параллельные плоскостиследует проводить по нижеприведенным формулам. Эти формулы охватывают всевозможное разнообразие расположения двух плоскостей опор и двух плоскостейкоррекций.

2. На чертеже представлены плоскости опор А и В и две плоскости коррекции илиизмерения 1 и 2 межопорногоротора и принята правая система координат XYZ, причем, направление вдоль оси ротора от А к В считается положительным.Начало координат расположено в опоре А и Z(А) = 0, плоскость 1 расположена левее плоскости 2, а плоскость А - левееплоскости В.

         (1)

Углы aА и aВ дисбалансов  и  определяются последующим формулам:

                                (2)

Аналогичным образом находят:

      (3)

Углы a1 и a2 дисбалансов  и  определяются последующим формулам:

                              (4)

ПРИЛОЖЕНИЕ3

Рекомендуемое

КОНТРОЛЬБАЛАНСИРОВКИ РАБОТАЮЩИХ ОПЫТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

1. Контроль балансировки работающих опытных изделий должен проводитьсяпри исследовательских, предварительных, в начале и конце ресурсных приемочныхиспытаний опытных образцов и опытных серий. Необходимость проведения такогоконтроля устанавливается в стандартах и технических условиях на конкретныеизделия.

Количество подлежащих контролю изделий определяется в соответствии срекомендуемым приложением 4.

2. Контроль балансировки работающих изделий производится для выявленияроли дисбалансов в генерируемой изделием вибрации.

На стадии доработки изделия настоящий контроль позволяет установить, правильноли назначены значения допустимых дисбалансов в плоскостях коррекции илинеобходимы изменения и конструкции для обеспечения приемлемых характеристиквибрации изделия, которые установлены в технической документации.

3. Для контроля по п. 1 балансировки работающихизделий изделие должно быть полностью собрано и установлено, как этопредусматривается правилами его технической эксплуатации.

3.1. При наличии привода ротора он не должен оказывать значительноговлияния на вибрацию и создавать дополнительный дисбаланс в системе. Контрольпривода выполняют по п. 5.8 настоящего стандарта.

4. Измерительная аппаратура должнасоответствовать разд. 2 ГОСТ12370-75.

4.1. Вибропреобразователи следуетустанавливать, как правило, в вертикальном и горизонтальном направлениях вплоскостях, перпендикулярных оси ротора и проходящих через середины подшипниковв плоскостях опор, чтобы измерять вертикальную и горизонтальную компонентывиброскорости поперечной вибрации.

Примечания:

1. При вертикальной или наклонной оси ротораизмерительные вибропреобразователи устанавливают в тех же плоскостях под углом90° друг относительно друга.

2. В тех же случаях, когдаустановить измерительные вибропреобразователи на опоры нельзя, допускаетсяустановка их на корпусе изделия с учетом взаимосвязи уровней вибрации вконтролируемой точке и плоскостях опор.

4.2. Для измерениявиброскорости опор ротора разрешается, если это допустимо по условиямбезопасности, использовать приборы с ручными измерительнымивибропреобразователями, виброметры, щупы и неконтактные измерительныевибропреобразователи. Они должны обеспечивать точность измерения виброскорости± 20 % и устанавливаться, как указано в п. 4.1.

4.3. Когда испытываемая машина снабжена собственным контрольнымоборудованием, его разрешается использовать, сели оно обеспечивает измерениевиброскорости в соответствии с пп. 4.1 - 4.2.

5. Подготовку, проведение контроля и оформление результатов выполняют всоответствии с НТД.

5.1. Контроль проводят в следующей последовательности. Подготовивизделие и аппаратуру к измерению вибрации, ротор разгоняют до максимальной эксплуатационнойчастоты пэмакс,на которой ротор должен вращаться не менее 2 мин, после чего его разгоняют дозавышенной nзав частоты вращения (для выравнивания внутреннихнапряжений сборки, выбора зазоров, деформации обмоток и т.д.), если таковаяпредусмотрена программой испытания, устанавливающей также и продолжительностьвращения на nзав. Затем частоту вращения ротора снижают до пэмакс, на которой ондолжен вращаться не менее 2 мин, после чего измеряют по п. 6среднеквадратические значения виброскоростей опор ротора, вращающегося намаксимальной эксплуатационной частоте вращения пэмакс. Когда измерениязакончены, вращение ротора прекращают. Значения ускорения при разгоне и выбегеротора устанавливают и программе испытаний.

5.2. В тех случаях, когда изделие имеет одну или несколькоэксплуатационных частот вращения (например, асинхронный электродвигатель),ограничение условий испытаний в отношении диапазона частот вращения должно бытьустановлено в программе испытаний.

5.3. Испытание должно проводиться на незагруженной машине.

Примечание. В технически обоснованныхслучаях разрешается проводить испытание под нагрузкой. Диапазон нагрузок долженбыть установлен в программе испытаний.

6. Измерение среднеквадратических значенийвиброскоростей производят по п. 4.1 в двух ортогональных направлениях X и Y, поэтомудействительная среднеквадратическая виброскорость вычисляется по формуле

где

Т - продолжительностьизмерения.

6.1. Во время измерения при вращении ротора напэмакс определяют среднеквадратические значениявиброскоростей  и  в опорах А и В.

Здесь  -среднеквадратическое значение виброскорости, которое измеряют с помощьютрехоктавных фильтров, настроенных на основную частоту, равную пэмакс;

 - среднеквадратическое значениевиброскорости, которое измеряют с помощью октавных фильтров в диапазоне частотот 10 до 2000 Гц при вращении ротора на пэмакс, где viср. кв -среднеквадратическое значение виброскорости в i-й октаве.

Примечания:

1.Октавные и третьоктавные фильтры - по ГОСТ 17168-82.

2. - вызываетсяостаточными дисбалансами в плоскостях опор DA ост и DB ост и рядом других причин.

3.Диапазон частот 10 - 2000 Гц принят в предположении, что энергия вибрации сболее высокой или низкой частотой мала. В ином случае диапазон частот долженбыть расширен.

4.В технически обоснованных случаях разрешается применять фильтры с более узкойполосой.

6.2. Разрешаетсяприменять иную измерительную аппаратуру, например, указанную в п. 4настоящего раздела, если она обеспечивает точность измерений ± 10 %среднеквадратических значений виброскорости.

7. Для электрических машин измерения виброскорости, предусмотренные пп. 3 - 6, проводятсяпо ГОСТ 12379-75.

8. Если измеренное по п. 6 среднеквадратическое значение виброскоростипревышает допустимое значение, установленное в нормативно-техническойдокументации для данного изделия, а измеренное по п. 6.1

то основная энергия вибрации зависит не от дисбалансов, а от другихпричин.

9. Если  велики, аопределенные по п. 5.7 настоящего стандарта остаточные дисбалансы DA,B ост в плоскостях А и В, вызывающие в опорах виброскорости

измеренных по п. 6 настоящего приложения, то вибрация наосновной частоте не определяется неуравновешенностью и ужесточение требований кбалансировке обычно нерационально.

В этом случае следует изменить технологический процесс или конструкциюопытного изделия, или применять балансировку на месте.

10. Число опытных изделий, подлежащих контролю балансировки,устанавливается технической документацией. Определение этого числа и обработкурезультатов контроля балансировки работающих опытных изделий рекомендуетсяпроводить методами, изложенными в пп. 5 - 7 рекомендуемого приложения 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

СТАТИСТИЧЕСКАЯОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

1. Дисбалансы являются векторными случайными величинами и имеютдвухмерное рассеивание, ибо характеризуются значением и углом или проекциями надве взаимно перпендикулярные оси.

Измеренные у большого числа однотипных роторов, изготавливаемых исобираемых в практически одинаковых условиях, значения и углы дисбалансов можнонанести на плоскость, используя полярную систему координат (см. чертеж).

При числе измерений N ® ¥ дисбалансы одного значения с радиусом r должны равномерно распределяться вокруг началакоординат, а значения дисбалансов (т.е. длины радиусов) вдоль любого радиусапостоянного угла j должны распределяться по некоторому закону.

2. Если перпендикулярно к плоскости, в которой отложены векторыдисбалансов (см. п. 1 настоящего приложения), из концов каждого из векторовоткладывать частость появления дисбаланса данного значения, то в системекоординат XYZ получается поверхность, показанная начертеже, которая называется поверхностью распределения.

Примечание. Числособытий А в К испытанияхназывается частотой события, а отношение частоты к числу К - частостью события.

Вместо угла и значения дисбаланса можнооткладывать его проекции на две взаимно перпендикулярные оси и иметь дело не свектором, а со скалярами.

3. Из теории вероятностей известно, что, если величины х, у (проекции векторадисбаланса), определяющие двухмерную случайную величину (вектор дисбаланса),распределены на плоскости по закону Гаусса, то длина вектора дисбалансараспределена по закону Рэлея.

Если обе проекции имеют одинаковые среднеквадратические отклонения

а их средние значения

равны нулю, то поверхность распределения (см. чертеж) будет симметричнойотносительно вертикальной центральной оси z.

4. Закон распределения Гаусса для проекций дисбалансов и закон Рэлея дляего длины - лишь один из возможных частных случаев приближения, известных изопыта зависимостей вероятности от дисбаланса.

Метод статистической обработки результатов контроля основан на теоремеЛяпунова и неравенстве Чебышева, что при N ® ¥ распределениесреднего арифметического приближается к закону Гаусса, а истинное значениеслучайной величины - к ее математическому ожиданию.

5. В практике балансировки иногда порезультатам исследования случайной выборки из всей партии роторов приходитсяделать заключение о всей партии.

На основании упомянутой теоремы это заключение делается с некоторойвероятностью W < 1 (в дальнейшем называемой доверительнойвероятностью).

Значение W обычновыбирается равным: 0,90; 0,95; 0,98; 0,99 или 0,999 и указывается в техническойдокументации.

Рассмотрим ряд примеров.

6. Определим для п. 4.2 настоящего стандарта объем случайной выборки,т.е. число N роторов,которые нужно проверить, чтобы с доверительной вероятностью W утверждать, что, если у этих N роторов измеренные начальные дисбалансы DA,B нач j (j = 1, 2, ..., N)в плоскостях опор A и B меньше допустимых, то и у остальных ротороввсей партии они также меньше допустимых.

Число N вычисляется следующим образом.

6.1. Выбирают предварительное число роторов m 5 и измеряют ихначальные дисбалансы DA,B j.

6.2. Вычисляют средние арифметические значения дисбалансов этих роторовдля каждой из плоскостей опор А и В

6.3. Вычисляют для каждой из плоскостей опор А и В квадратысреднего квадратического отклонения, формулы которых идентичны для любогораспределения

6.4. По таблице находят коэффициент Стьюдента , зависящий от принятых W и m.

6.5. Вычисляют искомое число N поформуле

для каждой из плоскостей опор А и B и принимаютнаибольшее из двух найденных значений.

Примечание. Число NA,B может быть уточнено путем повторения расчета по пп. 6.2 - 6.5 дляколичества проконтролированных роторов, большего, чем выбрано по п. 6.1.

7. Результатыэксперимента с N роторами могут быть использованы для установления сдоверительной вероятностью W окончательныхзначений функциональных дисбалансов.

Это производят в следующем порядке.

7.1. Вычисляют среднее значение функциональных дисбалансов в плоскостяхкоррекции 1 и 2 опытной партии(j = 1, 2,3, ..., N)

7.2. Вычисляют среднее квадратическое отклонение

7.3. По таблице находят коэффициент Стьюдента  для принятых W и N.

7.4. Для всей совокупности новых изделий за значения функциональныхдисбалансов принимают следующие значения функциональных дисбалансов

Примечание. Грубые ошибки должныотбрасываться при обработке опытных данных, иначе они сильно исказят результат.При этом следует пользоваться СТ СЭВ 545-77.

Значения коэффициента Стьюдента t

m - 1

W

0,90

0,95

0,98

0,99

0,999

1

6,314

12,706

31,824

63,657

636,600

2

2,920

4,303

6,965

9,925

31,600

3

2,353

3,182

4,541

5,841

12,922

4

2,132

2,776

3,747

4,604

8,610

5

2,015

2,571

3,365

4,032

6,869

6

1,943

2,447

3,143

3,707

5,950

7

1,895

2,365

2,998

3,499

5,408

8

1,860

2,306

2,896

3,355

5,041

9

1,833

2,262

2,821

3,250

4,781

10

1,812

2,228

2,764

3,169

4,587

12

1,782

2,179

2,681

3,055

4,318

14

1,761

2,145

2,624

2,977

4,140

16

1,746

2,120

2,583

2,921

4,015

18

1,734

2,101

2,552

2,878

3,922

20

1,725

2,086

2,528

2,845

3,849

22

1,717

2,074

2,508

2,819

3,792

24

1,711

2,064

2,492

2,797

3,745

26

1,706

2,056

2,479

2,779

3,707

28

1,701

2,048

2,467

2,763

3,674

30

1,697

2,042

2,457

2,750

3,646

 

1,645

1,960

2,326

2,576

3,291

Пример. Требуется определить 10 %-ные пределы (с вероятностью W = 0,90) для отклонения выборочной среднемвеличины  от среднего значения а при объеме выборки 15 шт., еслипараметр s оценивается по данным той же выборки.

Имеем: m - 1 = 15 - 1 = 14, W = 90/100 = 0,90, t = 1,761 и потому

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

БАЛАНСИРОВОЧНАЯ КАРТА

Название предприятия _______________________________________________________

К сборочному чертежу № _____________________________________________________

Схема ротора

Параметры

Данные

Условные обозначения

Единица

Значение

Конструктивные параметры

Масса ротора

mрот

кг

 

Наибольший диаметр ротора

dрот наиб

мм

 

Длина «бочки» ротора

lрот

мм

 

Длина ротора

Lрот

мм

 

Диаметры цапф ротора

dA

мм

 

dB

мм

 

Номера подшипников качения и их посадки на вал и в корпус

-

-

 

Максимальная эксплуатационная частота вращения

nэ макс

мин-1 (об/мин)

 

Резонансная частота вращения системы «ротор - опоры»

nрез1

мин-1 (об/мин)

 

Расстояние между серединами опор А и В (плоскостями опор)

L

мм

 

Расстояние от середины опоры А до плоскостей коррекции 1 и 2

l1

мм

 

l2

мм

 

Расстояние от середины опоры A до центра масс ротора

LA

мм

 

Балансировочные параметры

Класс точности балансировки работающего изделия

 

 

 

Наибольшие значения эксплуатационных дисбалансов в плоскостях опор А и В за технический ресурс

DэА

г·мм

 

DэВ

г·мм

 

Наибольшие значения технологических дисбалансов работающего изделия в плоскостях опор A и B

DтА

г·мм

 

DтВ

г·мм

 

Значения допустимых дисбалансов в плоскостях коррекции 1 и 2:

 

 

 

верхнее

D1доп верхн.

г·мм

 

D2доп верхн.

г·мм

 

нижнее

D1доп нижн.

г·мм

 

D2доп нижн.

г·мм

 

Значение корректирующих масс верхнее

верхн

г

 

mk2 верх

г

 

Радиусы расположения корректирующих масс в плоскостях коррекции 1 и 2

r1

мм

 

r2

мм

 

В технологической карте должны быть описаны:

Способ корректировки масс ротора: ____________________________________________

                                                                                                добавлением, снятием или перемещением массы,

___________________________________________________________________________

отверстия сверлятся осевые или радиальные, максимальная глубина сверления и т.д.

___________________________________________________________________________

Способ балансировки ________________________________________________________

                                                        на цапфах ротора, на собственных, сменных, съемных и т.д. подшипниках

___________________________________________________________________________

Балансировка ротора _________________________________________________________

                                                                                с вентилятором или без него, с шестернями,

___________________________________________________________________________

шкивами, шпонками, вспомогательными опорами, с технологическими втулками и т.д.

___________________________________________________________________________

Балансировочная оправка _____________________________________________________

                                                                        класс точности ее изготовления, собственные дисбалансы и др.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Тип балансировочного станка, конструкция привода

___________________________________________________________________________

Частота вращения при балансировке пб, мин-1 (об/мин)

Установка ротора ___________________________________________________________

                                                                между опорами, консольно, с дополнительной опорой и т.д.

Периодичность балансировки _________________________________________________

                                                                                            в процессе эксплуатации или после ремонта

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справочное

ПРИМЕРРАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ ДИСБАЛАНСОВ

Ротор изделия имеет массу mрот = 500 кг (5·105 г), максимальнуюэксплуатационную частоту вращения mэмакс = 3000 мин-1и устанавливается на подшипниках качения № 32222 ГОСТ 8328-75 в опоре А и № 222 ГОСТ 8338-75 в опоре В. Оба подшипника 0 по ГОСТ 520-89устанавливаются на цапфы ротора по посадке Пп.

Эксплуатационные дисбалансы на заданный технический ресурс в 10000 чмогут достигать 20 % от табличного допустимого удельного дисбаланса.

Расстояние от опоры А до центра масс LA = 300мм, до плоскостей коррекции 1 и 2 l1 = 100 мм, l2 = 700 мм, до плоскостей измерения lI = 50 мм и lII = 800 мм. Класс точностибалансировки 4-й.

1. По черт. 1 настоящего стандарта при пэмакс= 3000 мин-1 по верхней границе для 4-го класса точности балансировкинаходим табличный допустимый удельный дисбаланс ротора

eст доп табл = 20 мкм = 0,02 мм.

2. Балансировку ротора желательно проводить набалансировочном станке на цапфах ротора без собственных подшипников.

Для этого случая применима формула (4) п. 2.2 настоящего стандарта

Определим слагаемые правой части.

где епод - наибольшеевозможное смещение центра масс ротора от посадки подшипников, когда обаподшипника работают по первому режиму, т.е. местным нагружением;

d1 = 20 мкм = 0,02 мм - поле допуска Æ 110 отверстий подшипников по ГОСТ520-89, оно одинаково для монтируемых на ротор подшипников;

d2 = 25 мкм = 0,025 мм - радиальное биениебеговой дорожки внутренних колец подшипников.

Следовательно,

Очевидно, что выполнить балансировку ротора только на собственных цапфахнельзя.

3. При балансировке ротора на собственных подшипниках следуетпользоваться формулой (3) п. 2.1 настоящего стандарта

Если пренебречь массой внутренних колес подшипников, которые прибавятсяк массе ротора, и воспользоваться значениями, полученными в п. 2 настоящегоприложения, то

По формуле (5) настоящего стандарта вычисляем

4. По формулам (7 - 10) настоящего стандарта находим верхнее и нижнеезначения допустимых дисбалансов в плоскостях коррекции 1 и 2:

5. Верхние значения допустимых дисбалансов в плоскостях измерения попримечанию к п. 2.3настоящего стандарта будут:

СОДЕРЖАНИЕ

1. КЛАССЫ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ

2. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ДОПУСТИМЫХ ДИСБАЛАНСОВ

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4. ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КЛАССА ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ ДЛЯ ВНОВЬ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДИСБАЛАНСОВ ОПЫТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 КЛАССЫ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ЖЕСТКИХ РОТОРОВ ПО ИСО 1940

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПЕРЕСЧЕТ ДИСБАЛАНСОВ ИЗ ОДНИХ ПЛОСКОСТЕЙ В ДРУГИЕ ДЛЯ ЖЕСТКОГО ДВУХОПОРНОГО РОТОРА

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 КОНТРОЛЬ БАЛАНСИРОВКИ РАБОТАЮЩИХ ОПЫТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 БАЛАНСИРОВОЧНАЯ КАРТА

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ПРИМЕР РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ ДИСБАЛАНСОВ

 

21
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.