Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов

Страница 1

ГОСТ ИСО 11342-95
ВИБРАЦИЯ
МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ БАЛАНСИРОВКИ ГИБКИХ РОТОРОВ
111 |.пПК- официальное
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Минск
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ С Т А Н ДЛ РТ

Страница 2

ГОСТ ИГО 11.141-95
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандарт шиш. метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Сонетом по стандартизации. Метрологии и сертификации (протокол № 8—95 от 12 октября 1995 г.)
За принятие проголосовали:
г 1 : и-. 1 . . .1.:: цдиноиальиош н аО к 1......|' 1 И .1..-И
Республика Белоруссия 1Ч»СМУ&1ИКА КШхспи ЬсЛСГйКЛАр! ]■■-*." ..II ■ 1 1 1-Ы| КЛЛ\С1ДИ Госстандарт России Таджикский государственный иентр па СТЛНЛдрТНЗД (1ИН , МС1р4»101И1! И ССрТНфиК*ШИН Ту р кис и мдш оси не пеки ни Госстандарт Украины
Украина
Разделы (подразделы, приложения) настоящего стандарта, за исключением 7.1.3 и приложения Н представляют собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 11342—93
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 июня 1996 г. № 437 межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 11342—95 введен в дейст* вне в качестве государственного стандарта Российской Федерации с I января 1997 г.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
■& ИНК Издательство стандартов, 199Х
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России
п

Страница 3

ГОСТ ИГО ПЫ1-*5
Содержание
( Область применения............................... 1
2 Нормативные ссылки.............................. 1
3 Определения..................................... I
4 Обшие положения................................. 2
4.1 Распределение дисбалансов.......,................. 2
4.2 Собственные молы вибрации....................... 2
43 Воздействие дисбаланса на гибкий ротор.............. 3
4.4 Цель балансировки гибкого ротора................... 4
43 Плоскости коррек................................ 3
4.6 Балансировка водопроводов........................ 5
5 Классификация роторов............................ й
5.1 Класс). Жесткий ротор........................... б
5.2 Класс 2. КвазижссткиК ротор....................... Ь
5.3 Класс 3. Гибкий ротор............................ Ь
5.4 Класс 4........................................ 7
6 Балансировка роторов класса 2....................... Ш
6.1 Обшие положения...............................- 10
6.2 Выбор плоскостей коррекции....................... 10
6.3 Балансиропка составных роторов при сборке........... 10
6.4 Эксплуатационная частота крашенин ротора............ II
6.5 Начальный дисбаланс............................. II
6.6 Методы балансировки собранных роторов класса 2....... 12
7 Балансировка роторов классов 3. 4. 5.................. 14
7.1 Метод балансировки роторов масса 3................. 14
7.2 Метод балансировки роторов класса 4................. 18
73 Метод балансировки роторов класса 5................. 18
Я Оценка качества балансировки....................... 19
8.1 Роторы, оиенкл качества балансировки которых проводят по измерениям вибрации с помощью высокоскоростного балансировочного оборудования............................ 19
8.2 Роторы, качество балансировки которых определяют посредством измерений вибрании на испытательном стенде........ 21
8.3 Роторы, оценку остаточного дисбаланса которых проводят путем измерении вибрации на месте эксплуатации.......... 21

Страница 4

ГОСТ ИСО 11342-95
8.4 Роторы, оценку качества балансировки которых определяют па низкочастотной балансировочной установке по значению ос -таточного дисбаланса в заданных плоскостях коррекции...... 22
8.5 Роторы, качество балансировки которых определяют на высоких частотах врашения путем оценки остаточного дисбаланса
в заданных плоскостях коррекции......................... 23
9 Выбор критерия. ................................... 23
10 Рекомендации по определению допустимой вибрации на балансировочном оборудовании........................... 23
10.1 Обшие положения............................... 24
10.2 Особые случаи.................................. 24
10.3 Факторы, влияющие на вибрацию машин............. 25
10.4 Критические точки.............................. 25
10.5 Допустимые уровни вибраиии балансировочного оборудования ............................................ 25
11 Рекомендации по определению допустимого остаточного дисбаланса в плоскостях коррекции..................... 27
11.1 Обшие положения............................... 27
11.2 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 2 . ... 27
11.3 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 3 . ... 27 Приложение Л Факторы, учитываемые при балансировке на
месте миогоопорных гибких валопроводоп ... 29 Приложение В Низкочастотная балансировка роторов подкласса
2с1 в трех плоскостях.................... 30
Приложение С Коэффициенты преобразования............ 31
Приложение О Экс пери мен тальное определение эквивалентных
модальных дисбалансов.................. 32
Приложение Е Методика определения вида ротора (жесткий или
гибкий).............................. 33
Приложение Р Примеры............................. 35
Приложение О Метол графического определения дисбаланса . 37 Приложение Н Метод балансировки по коэффициентам влияния 38
IV

Страница 5

ГОСТ ИГО
Введение
Целью балансировки ротора является снижение дисбаланса ротора, остаточное значение которого при любой частоте вращения, вплоть до максимальной, не должно вызывать превышения допусти* чых уровней вибрании машин и динамического прогиба ротора.
Во многих случаях потребитель оценивает качество ротора по результатам балансировки, т.е. до установки его в машину, ибо после этого доступ к нему затруднен. Эту предварительную опенку качества балансировки проводят на балансировочном оборудовании по уровню вибрании и динамическим реакциям опор на частоте врашення. Окончательную оценку проводят на месте эксплуатации машины в рабочем диапазоне частот врашення.
В настоящем стандарте устанавливается классификация роторов и методы их балансировки, введены критерии для оценки качества балансировки на балансировочном оборудовании. Они основываются либо на предельной вибрании работающей машины, либо на предельных значениях дисбаланса ротора. Если предельные значения не установлены, настоящий стандарт покатывает, как их можно определить.
Методы и критерии, представленные в настоящем стандарте, являются обобщением опыта эксплуатации машин с гибкими роторами.

Страница 6

ГОСТ ИСО 11342-95
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ БАЛАНСИРОВКИ ГИБКИХ РОТОРОВ
Гог 1 Ьс тссКдсш'*)! Ьимлслпв оГ ЛехЁЫе пМогк
Дйл вмлення 1997—01—01
I ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Ндстояший стандарт содержит указания, позволяющие избежать крупных дефектов машины так же, как и чрезмерно завышенных требований к батане и ровке, и может служить основой для исследований, например, если необходимо более точно определить требуемое качество балансировки. Стандарт не является руководством по приемке роторов в эксплуатацию.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте ислатьтооаны ссылки на стедующие стандарты:
ГОСТ 19534—74 Балансировка вращающихся тел. Термины ГОСТ 22061—76 Машины и техническое оборудование. Системы классов точности балансировки
ГОСТ 24346—80 Вибраиия. Термины и определения ГОСТ 25364—88 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений
ГОСТ 26875—86 Вибраиия. Аппаратура переносная балансировочная. Технические требования
ГОСТ 27X70-88 Вибрация. Оценка качества балансировки гибких роторов
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термины - по ГОСТ 19534 и ГОСТ 24346.
И илниг официальное

Страница 7

гост иго л 342-45
4 оьши! положения
4.1 Распределение дисбалансов
Роторы могут быть сплошными, коваными или сварными, или сборными. Допуски и их соблюдение при обработке сплошных роторов, метод сборки и дисбаланс деталей сборных роторов в значительной степени влияют на величину и распределение дисбаланса ротора.
Поскольку распределение дисбалансов в роторе, как правило, случайно, то распределение начального и остаточного дисбалансов вдоль оси однотипных роторов не только не совпадает, но обычно значительно отличается. Распределение дисбалансов определяет степень возбуждения различных собственных мол вибраиии ротора, так как неуравновешенные силы определяют динамический прогиб ротора.
Если плоскости коррекции не совпадают с плоскостями, в которых имеется дисбаланс, это может вызвать вибрацию на частотах врашения, отличных от тех, на которых проводили балансировку. При этом уровень вибрации может превосходить допустимое значение, особенно на критических частотах врашения.
Кроме того, следует учитывать, что роторы, работающие в условиях температурных воздействий, могут испытывать тепловые деформации, вызываюшие изменения начального дисбаланса.
4.2 Собственные моды вибрации
Если демпфирование ротора пренебрежимо мало, то в случае его опирання на изотропные подшипники моды предстаыяют собой плоские кривые, врашаюшиеся вокруг оси ротора. На рисунке I показаны характерные кривые трех первых собственных мод ротора постоянного сечения, опирающегося на податливые подшипниковые опоры.
Для системы "ротор — подшипник с демпфированием" моды могут представлять собой пространственные кривые, врашаюшиеся вокруг оси ротора (рисунок 2).
Во многих случаях, даже при наличии демпфирования, моды можно рассматривать как плоские кривые. Следует подчеркнуть, что возникающие моды и их интенсивность в значительной степени зависят от динамических характеристик и расположения подшипниковых опор ротора.
2

Страница 8

Страница 9

ГОСТ ИГО 11342-45
Рисунок 2
- близостью рабочей частоты вращения к критической: — демпфированием опор ротора.
Если уменьшить эквивалентный дисбаланс с помощью корректи-
рующих масс, то ся. На этом ост Эффект возД' жеиия плоскост чай. показанп установленная \ вторую собствен тановленная в п на третью собст! окажет максима 4.4 Цель Цели баланс
»1ЛЛИТуд; 1 соо тветсгвуюшеи : моды
ша мете балансировк и по м
1 (1ъ ^ ■ ■ ■ ■ i 1 г 1 * 1 1 пке I. Кс ррСКТ! не ок
акже уменьшит -шм ротора, (ависит от полове примера слу-эуюшая масса, жег влияния на >, корректирующая масса, ус-жости РАч не окажет влияния руюишя масса в плоскости Рь сновную собственную моду, гибкого ротора кбоваииямн к эксплуатации
машины. Перед балансировкой следует решить, какие критерии балансировки нужно использовать. Правильный выбор позволяет удешевить и обеспечить эффективность балансировки, а также удовлетворить требования заказчика.
Критерии балансировки выбираю] из условия достижения требуемого ограничения:
— вибраиии машины и динамического прогиба ротора:
— сил. действующих на подшипники.
1

Страница 10

ГОСТ ИГО 11342-95
Наиболее совершенный способ балансировки гибкого ротора состоит в уравновешивании каждого из его элементов.
В роторе, отбалансированном таким способом, не будет дисбалансов и моментов дисбалансов, и в нем при вращении не будут возбуждаться моды. Такой ротор будет удовлетворителыю работать на все* частотах вращения.
Требуемое уменьшение распределенных дисбалансов достигается, как правило, путем подбора необходимого числа и величин корректирующих масс и соответствующего их размещения вдоль ротора. На практике и после балансировки всегда сохраняется некоторый распределенный остаточный дисбаланс. Вибрация (или неуравновешенные силы), вызываемые остаточным дисбалансом, должны быть уменьшены до допустимого уровня во всем диапазоне частот вращения, включая критические. Только в особых случаях можно ограничиться балансировкой гибкого ротора на одной частоте вращения. Независимо от используемой методики балансировки иелью ее является получение сведений о дисбалансе и его распределении по длине ротора и уменьшение его влияния в диапазоне частот вращения до допустимого уровня.
4.5 Плоскости коррекиии
Во многих случаях балансировку ротора проводят последовательно по собственным модам. В этом случае корректирующие массы размешают таким образом, чтобы на каждом последующем этапе балансировки добавление новых корректирующих масс не нарушало достигнутую уравновешенность по другим модам. Число необходимых корректирующих масс, размещаемых вдоль ротора, зависит от методики балансировки. Тем не менее, в общем случае, если рабочая частота вращения ротора превосходит п критическую частоту врашення. необходимо использовать по меньшей мере (п + 2) плоскостей коррекции.
На стадии проектирования ротора следует определить число плоскостей коррекиии и их координаты вдоль оси ротора. На практике число плоскостей коррекиии ограничивается особенностями конструкции ротора, а в случае балансировки на месте — возможностью доступа к ним.
4.6 Балансировка валопроводов Валопровол имеет несколько критических частот вращения и собственных мод. Как правило, эти частоты не равны критическим частотам врашення роторов, составляющих валопровол. и не имеют простой зависимости от них. Более того, форма прогиба валопровода не обязательно находится в простой зависимости от мод составляю-
5

Страница 11

ГОСТ ПСО 11342~ч95
ши\ его роторов. Таким образом, распределение дисбалансов вдоль валопровода георетнчески следует определять в значениях эквивалентного дисбаланса валопровода, а не отдельных роторов.
На практике, однако, во многих случаях проводят балансировку роторов независимо от других роторов валопровола. В большинстве случаев это обеспечивает удовлетворительную работу валопровода. Применимость этого метода на практике определяется, в частости, соотношениями собственных мод и критических частот крашения валопровода и отдельно взятых роторов, а также распределением дисбалансов. В данном случае для балансировки валопровода высокую эффективность гарантирует метод балансировки с использованием коэффициентов влияния с учетом мод валопровода и отдельных роторов.
Балансировку валопроводов следует проводить с учетом факторов, ихтоженных в приложении А.
5 КЛАССИФИКАЦИЯ РОТОРОВ
Устанавливается пять классов роторов согласно таблице 1. Для каждого класса требуется своя методика балансировки. Методика определения тина ротора (гибкий — жесткий) приведена в приложении Е.
5.1 Класс 1. Жесткий ротор
Балансировка роторов этого класса может быть проведена с использованием двух произвольно выбранных плоскостей коррекции. При любой частоте врашения вплоть до максимальной рабочей остаточный дисбаланс жесткого ротора существенно не изменяется.
5.2 Класс 2. Квазижесткнй ротор
Ротор этого класса не может рассматриваться как жесткий, но для его балансировки можно использовать методы балансировки жесткого ротора. Роторы класса 2 подразделяются на следующие подклассы:
— роторы, распределение дисбалансов которых известно (под* классы 2а, 2Ь, 2с, 2йч а также подкласс 2е* для которого распределение дисбаланса роторов известно лишь частично):
— роторы, распределение дисбалансов которых неизвестно (подклассы 2Г, 2&, 21)).
Для этих гибких роторов возможна удовлетворительная низкочастотная балансировка. Некоторые виды роторов могут быть отнесены к нескольким подклассам настоящей классификации*
5.3 Класс 3. Гибкий ротор
ь

Страница 12

ГОСТ ИСО 11342-95
Ротор этого класса не может быть отбаланснрован по методике для жестких роторов — необходима высокочастотная балансировка. Роторы класса 3 разделены 11а подклассы согласно таблице I.
5.4 К л а с с 4
К нему относятся роторы классов К 2 или 3 в случае, если они являются роторами с изменяющейся геометрией. Особенности этих роторов указаны в 4.2.
г л б
I и
Кллссн^игььшня пои

аморлпныл плоское 1СИ коррекции, а СГО ■ ■. I ■ . ■ ; I■
тисбалднс не и 1Мснноем
м .1 ;;| и : |.м ■ при Любой ЧЛСТОТе
вращения вплоть до и&кснидльнон рабочей
рубчатое колесо
Клан 2 (к т жесткие 411 и км *
■'■■..!:: Г.-П- 1 I' | 1 ! ! . ' 1 I. I! И ь '
манснровкс кдь жесткий и ^ооостлч волнения ниже же
!1 ПД1>.?Ь (МЧОрЛ
ГЩир, I НСОДЛаИ| р
адной плоскости (например, соерс л оточенная масса но че I кон гибком налу* дисбалансом коюрото можно прей ебреч||>

Шлифоилльнын кру|

Ротор. ич(ишш1 дисбаланс в двух плоскостях II 1.1 к 1 яве и леем ня легком валу, дисбалансом коюрою можно прей ебрсчь>
Шлифовальный кру< со шкнмом

Страница 13

Страница 14

—

^Иг гиг»


=€==■-■ «ФИФ» |-1 п_


Ш|_[__|_Ц/^1_ЕХ

Страница 15

ГОСТ И СО 11342-95
6 БЛЛАНСНГОВкЛ РОТОРОВ КЛАССА 2
6.1 Общие положения
Роторы класса 2 — это гибкие роторы, которые могу? быть отбалансированы как жесткие. Роторы этого класса занимают промежуточное положение между жесткими и гибкими роторами, балансировку которых осуществляют в соответствии с разделом 7.
На балансировочном станке с низкой частотой вращения проводят, как правило, только динамическую балансировку такого ротора как жесткого, т.к. на малых частотах его прогиб под действием дисбаланса н (или) наличия гибких шемеитов кезначотелен.
С помощью соответствующих методик можно отбалансировать ротор класса 2 при малых частотах на месте таким образом, что это обеспечит его удовлетворительную работу в диапазоне рабочих частот.
Значение остаточного модального дисбаланса после низкочастотной балансировки зависит от форм собственных мод ротора и расположения плоскостей коррекции относительно исходных дисбалансов вдоль оси ротора.
6.2 Выбор плоскостей коррекции
Если известно распределение дисбалансов цдоль ротора, то лучше всего выбрать плоскости коррекции как можно ближе к плоскости дисбаланса. Если же распределение дисбалансов неизвестно, то следует руководствоваться 4.5.
6.3 Балансировка составных роторов при сборке
Если ротор составлен из деталей, концентрически насаженных на вал, то можно применять низкочастотную балансировку' по одной из ниже следующих методик.
П р и м с *1 а н и е — Некоторые роторы соаерхат набор типовых алечентои (на пример лопатки, соединительные болты, токосьечные стали и т.д.К Располагая л II 1 сч! :■ Iы а зависимости от массы иш массы и момента кяадого отдельного злечеша. мо а но добиться требуемой точности балансировки* Если после балан енровки ли элементы требуют эаыены или подгонки, то порядок и* размещения следует сочранять.
6.3.1 Балансировка роторов, собираемых т предварительно отбалансированных цементов
Каждый из элементов, включая вал, перед сборкой должен быть отбалансирован по методике балансировки жесткого ротора. На эксцентриситет посадочных поверхностей вала и прочие сборочные размеры, определяющие положение элементов относительно оси вала, должны быть заданы жесткие допуски. Аналогичные требования

Страница 16

ГОСТ ИСО 11342-95
предъявляются к балансировочной оправке. Погрешности баланси» ровки.. в том числе из-за эксцентриситета посадочных поверхностей балансировочной оправки, можно устраним* поэлементной балансировкой.
При балансировке вала н элементов ротора следует учитывать влияние всех деталей, вносящих асимметрию (например шпонок), а также и не устанавливаемых при балансировке отдельных элементов ротора.
Рекомендуется оценить расчетом влияние погрешности сборки и эксцентриситета устанавливаемых деталей на достижимый начальный дисбаланс.
При расчете влияний погрешностей следует учитывать, что они могут суммироваться для ротора в целом.
6.3.2 Носледоват&шшя башнсировка ротора, собираемого из несбалансированных нементов
Сначала балансируют вал. После этого ротор балансируют каждый раз после установки очередного элемента. Окончательную балаиси-
ляюших положение элементов на валу ротора.
Если используют этот метод, следует исключить влияние монтажа следующих элементов на уравновешенность уже смонтированных.
В отдельных случаях можно устанавливать одновременно два эле-Цента, лежащих в одной поперечной плоскости* и проводить динамическую балансировку обоих элементов. В случаях, когда несколько элементов образуют однородный короткий и жесткий элемент или единый узел, например секцию сердечника (которые, как правило, балансируют только по двум плоскостям), допускается уповая сборка с динамической балансировкой по двум плоскостям после установки каждого узла.
6.4 Э к с п л у а т а н и о н и а я частота в р а ш е и и я ротора
Если в диапазон эксплуатационных частот вращения ротора входит или близка к нему критическая частота, то вышеизложенные методы следует применять с большой осторожностью.
6.5 Начальный дисбаланс
Если известно расположение начального дисбаланса вдоль ротора (подклассы 2а — 2е), то его допустимый начальный дисбаланс ограничен только возможными значениями корректирующих масс в
ровку проводят позволяет искл! риситета посаде
.едлего элемента. Этот метод роведения контроля эксиент» 1ругих характеристик, опреде-

Страница 17

ГОСТ И СО 11342-95
Е2
плоскостях коррекции. Методы балансировки таких роторов на низких частотах вращения согласно 6.6.1 — 6.6.5.
Если распределение начального дисбаланса вдоль ротора неизвестно (подклассы 2Г — 2Ь), то о общем случае нельзя заранее указать методику балансировки. Значение начального дисбаланса можно ограничить предварительно балансировкой отдельных элементов. Допустимый начальный дисбаланс ограничивается допустимой нагрузкой на подшипники, а также характеристиками всех элементов ротора. Методы балансировки роторов подклассов 2Г— 2Ь согласно 6.6.6 - 6.6.7.
6.6 Методы балансировки собранных роторов класса 2
6.6.1 Подкласс 2а: /юторы, имеющие дисбаланс в одной плоскости Если известно, что начальный дисбаланс сосредоточен в плоское <-
тич совпадающей с плоскостью коррекции, то ротор может быть отбалансирован на любой частоте вращения. В этом случае балансировка на низких частотах вращения столь же эффективна, как на рабочем частоте вращения.
6.6.2 Подкласс 2Ь: роторы, имеющие дисбаланс в двух плоскостях Если известно, что начальный дисбаланс сосредоточен в двух
плоскостях, совпадающих с плоскостями коррекции, ротор может быть отбалансирован на любой частоте вращения. В этом случае балансировка на низких частотах вращения столь же эффективна, как на рабочей частоте вращения.
6.6.3 Подкласс 2с: роторы, имеющие дисбаланс в более чем двух плоскостях
Если ротор состоит из более чем двух элементов, разнесенных вдоль оси ротора, то. как правило, такой ротор имеет более двух плоскостей коррекции. Низкочастотная балансировка окажется достаточной, если соблюдают требования к сборке ротора и меры предосторожности, указанные в 6.3.
Следует отметить, что при сборке ротора могут возникать деформации вала. Они могут увеличиваться при работе с высокой частотой вращения.
В отдельных случаях при наличии значительного дисбаланса одного из элементов целесообразно выполнить его балансировку до установки, а затем провести балансировку ротора.
6.6.4 Подкласс 2д: роторы, имеющие равномерно гии линейно рас-пределеппый дисбаланс
Если дисбаланс равномерно распределен по длине ротора (например тр\ба), то при соответствующем выборе двух плоскостей коррек-

Страница 18

ГОСТ ИСО 11342-95
иии низкочастотной балансировкой можно добиться удовлетворительной работы ротора во всем диапазоне частот вращения.
Для определения положения плоскостей коррекции, обеспечивающих наиболее эффективную балансировку, следует провести испытания нескольких однотипных роторов, имеющих аналогичное осевое распределение дисбаланса*
Положение плоскости коррекции определяют расстоянием до подшипников. Оптимальное расстояние — 22 % от расстояния между подшипниками для роторов со следующими характеристиками:
— межопорный ротор;
— ротор без консольных частей с равномерно распределенным дисбалансом;
— ротор с постоянной иэгаблой жесткостью по длине;
— ротор с симметричным расположением плоскостей коррекции относительно середины;
- ротор, рабочая частота вращения которого значительно ниже критической частоты.
Если балансировка с помошьюдвух плоскостей коррекции не дает удоапетворитедышх результатов, ротор может балансировать на низких частотах вращения с использованием трех плоскостей коррекции в соответствии с приложением В.
При этом необходимо рассчитывать долю начального дисбаланса ротора, который должен быть устранен в центральной плоскости коррекции.
6.6.5 Подкласс 2е: роторы с жестким сердечником
Так как дисбалансом гибких шеек можно пренебречь, ротор с жестким сердечником может быть отбалансирован на низких частотах вращения с помошью плоскостей коррекции, расположенных на жестком сердечнике.
6.6.6 Нод&шсс 2/': симметричные роторы с ограниченным начальным дисбалансом
Если каждый элемент ротора балансируют перед сборкой по 6.3.1. то можно ограничиться низкочастотной балансировкой, если начальный дисбаланс собранного ротора находится в допустимых пределах. Поскольку осевое распределение дисбаланса после сборки ротора неизвестно, а максимальная частота вращения роторов этого подкласса значительно отличается от второй критической частоты, самым неблагоприятным будет случай, когда утлы дисбалансов элементов совпадают. В этом случае максимальное значение начального дисбаланса, который может быть устранен с помошью двух плоскостей коррекции, определяют опытным путем. При известных данных
13

Страница 19

ГОСТ ИГО 11342-45
об изгибпой жесткости ша, податливостях подшипников и т.д. полезно провести предварительный анализ влияния начальных дисбалансов на работу ротора с использованием математических моделей.
6.6.7 Нод&шссы 2ц и 2И: роторы с ограниченным начальным дисбалансом
Опыт показы вает,ч то симметричные роторы (подкласс 2?). отве-чаюшие требованиям 6.6.6 и имеющие третью (дополнительную) центральную плоскость коррекции, могут быть отбалансированы на низких частотах вращения при условии, что их начальный дисбаланс не превышает удвоенный начальный дисбаланс, установленный в соответствии с 6.6.6.
Практика показывает, что от 30 до 60 % начального дисбаланса следует устранять в центральной плоскости коррекции.
Для асимметричных роторов (подкласс 210. не отвечающих требованиям 6.6.6. проведя анализ в соответствии с 6.6.6, можно установить максимальный допустимый начальный дисбаланс, поддающийся устранению в произвольно заданной плоскости. Однако значение рассчитанного таким образом допустимого начального дисбаланса может оказаться слишком малым, чтобы метод был применим на практике. В этом случае необходимо выбрать другой метод, например, последовательную балансировку (6.3.2).
7 БАЛАНС (ПЧ)ВКЛ РОТОРОВ КЛАССОВ 3. 4. 5
7.1 Метод балансировки роторов класса 3
7.1.1 Общие положения
Существуют два метода балансировки роторов этого класса: балансировка по модам и метол коэффициентов влияния. В большинстве случаев на практике метод балансировки представляет собой сочетание обоих методов и преобладание того или иного из них определяется конкретными условиями. Один из таких методов балансировки приведен в 7.1.5, последует иметь ввиду, что в отдельных случаях возможны его модификации.
7.1.2 Опоры ротора
Динамические характеристики подшипниковых опор балансировочного оборудования следует подбирать, по возможности, таким образом, чтобы воспроизводились условия опирания ротора в машине. Благодаря этому моды вибрации ротора в эксплуатации будут воспроизведены и в балансировочном оборудовании, что исключает необходимость его балансировки на месте.
Если ротор имеет консоль значительной массы или малой жесткости, а в машине консоль опирается на собственную опору, то и

Страница 20

ГОСТ ИСО 11342-95
при балансировке должна быть предусмотрена дополнительная опора.
7.1.3 Измерительная система
Для измерения тшбраинн ротора, подшипника или опоры или нагрузки на подшипник устанавливают соответствующие датчики. Система должна измерять амплитуду гармоники сигнала частотой врашения. а также фазу этой гармоники относительно произвольно выбранного фиксированного осевого сечения ротора. В качестве альтернативного варианта мот использоваться измерения косинусной и синусной составляющих гармоники.
Аппаратура, используемая для балансировки на месте установки машины, должна соответствовать следующим требованиям:
— погрешность измерения сдвига фазы виброскорости или виб-роперемешения на фиксированной частоте вращения не более ±1 *\ - погрешность измерения частоты вращения ротора — не более ±11 для роторов стационарных паротурбинных агрегатов — по
— основная приведенная погрешность измерения амплитудных значений составляющих виброперемешения и виброскорости на частоте, равной частоте вращения, — не более ±15 %.
Датчики и устройства их крепления не должны иметь резонансов при любой частоте вращения в рабочем диапазоне.
тех роторов, работы которых может происходить на первой критической частоте вращения. В общем случае низкочастотная балансировка необязательна и можно сразу приступить к высокочастотной балансировке.
7.1.5 Высокочастотная б&шнсировка но модам изгиба ротора Измерения векторов вибрации (или сил) проводят на частоте
врашения. Высокочастотную балансировку выполняют следующим
образом.
7.1-5.1 Привести ротор во вращение частотой, безопасной для работы, по близкой к первой критической. Обозначить эту частоту первой балансировочной.
Измерить векторы вибрации или сил в установившемся режиме врашения ротора. Перед обработкой данных следует удостовериться в их повторяемости, для чего может потребоваться несколько пусков ротора.
ГОСТ 126875;
7.1.4 Низкоча Опыт показы целесообразно п
кочастотной балансировкой ■ую балансировку особенно

Страница 21

ГОСТ И СО I №42-95
Примечание - Дли риг ори и некоторых типов, например роторов турбин, которые ип^терпепакм изменения наш го и диски» мл кстотач врашеннч. близких к критический, рекоченлуеген ирелвлрнпмьмаи балансировка. »то позволит рдзо гнать ротор до зкепдуатди ионной частоты вращения ид к выше, чтобы диски заняли окончательное положение* Только после этого елслует про иод ни. окончательную балансировку.
7.1.5.2 Установить на ротор пробные грузы, подобранные таким образом, чтобы вызвать значительные изменения векторов исходной вибрации или сил на частоте первой моды.
Если низкочастотную балансировку роторов не проводили, то нужно установить один пробный груз. Если ротор симметричен, то груз следует устанавливать посередине ротора.
Если низкочастотная балансировка проведена, пробные грузы подобрать так. чтобы не нарушилась уравновешенность на низких частотах врашения.
7.1.5.3 Привести ротор во вращение по 7.1.5.1. измерить векторы вибрации (сил) и Делиться в повторяемости данных измерений.
7.1.5.4 По данным 7.1.5.1 и 7.1.5.3 вычислить динамические коэффициенты влияния на первой балансировочной частоте. После этого следует рассчитать корректирующие массы и их угловое положение. Установить корректирующие массы, сняв пробные грузы.
Порядок определения коэффициентов влияния и расчета на их основе корректирующих грузов приведен в приложении N
Способ графического определения корректирующих масс и их углового положения указан в приложении О.
После выполнения этой операции вращение ротора на частотах выше первой критической не должно сопровождаться значительным увеличением вибрации (или силы). Если это не выполняется, следует повторить 7.1.5.1 —7.1.5.4 на частоте, возможно более близкой к первой критической частоте врашения.
7.1.5.5 Привести ротор во вращение частотой, безопасной для работы машины, близкой ко второй критической; обозначить ее второй балансировочной частотой. Измерить векторы вибраиии (силы) на этой частоте в установившемся режиме вращения.
7.1.5.6 Установить на ротор систему пробных грузов, разместив их вдоль ротора так, чтобы на второй балансировочной частоте вызвать значительные изменения векторов вибрации (силы), но их влияние на уровень вибрации на первой критической частоте было бы незначительным.
7.1.5.7 Привести ротор во вращение со второй балансировочной частотой и измерить векторы вибраиии (сил).

Страница 22

ГОСТ ИГО 11342-95
оэволяют истой частоте.

7.15.8 Поданным 7.1.5.5 и 7.1.5.7 вычислить коэффициенты динамического влияния системы пробных грузов на второй балансировочной частоте.
Рассчитать систему корректирующих масс, которые не нарушают уравновешенность на низких частотах вращения. I ключить атияния дисбаланса на второй балансир Установить на роторе эту систему корректирующи:
После выполнении этой операции вращение р< вращения не должно сопровождаться эначителы> вибрации (силы). Если это не выполняется, следует — 7.1.5.8 на частоте балансировки, возможно боле* рой критической.
7.1.5.9 Продолжать балансировку по вышеопнса частотах балансировки, близких к другим крипг вплоть до максимальной эксплуатационной часто! система пробных грузов должна подбираться такт оказывать значительное влияние на соответствуют ной частоте, но не нарушать доспи нугой уравновен
ротора на частотах >ным увеличением ;т повторить 7.1.5.5 ее близкой ко вто-
ганной методике на ическим частотам. >ты. Каждая новая им образом, чтобы шей балансировоч-.ценности на более можно установить ия вычисляют сне-лошего коэффнин-х грузов. Система минимальное влияние на но обеспечивать устране-
нии
низких частотах. Распределение лроон опытным путем или расчетом. Для каа тему корректирующих масс, исходя из с ента динамического влияния систем! корректирующих масс должна оказыва частотах, где балансировка уже проведе ние дисбаланса на частоте балансировки.
7.1.5.10 Если, тем не менее, на этой стадии балансировки будет сохраняться значительная вибрация (иди большие значения сил) в диапазоне рабочих частот вращения, следует повторить 7.1.5.9 на частоте балансировки, близкой к максимально допустимой. В данном случае балансировка на частотах, близких к критическим частотам, остальных (более высоких) мод для выявления их воздействия на ротор может оказаться невозможной.
ПриМеч в ии я
1 Некоторые типы ротороп до окончании бы пне пром. и можно бе юпасно пускать на мех илн !■■.:>." ил некоторых критияеекнх частотах '■. ; 1'г-сН. В таком случае чясло требуемых пусков может быть уменьшено.
2 Следует отменив но вышеописанная методика прелполл: лс I ■ ■ и> .■. линей нон спи 1Н между лекторами аисбаданса и пнбрдинн 1снлы>* В отдельных случаях но условие может не вис- . ш I ■ ч наяричер, когда начальный дисбаланс очень велик, а ротор опирается па подшипники скольжения* В святи с ним могут потребоваться повторные определения ко >фф ни иен той жлиятшн. когда внбраиия или силы уиеньшатся после п ре д пар и тельной балансировки.
3 На практике описанную методику или ее варианты можно усовершенствовав применением компьютерных программ, автоматизированной бала пси ровкн*

Страница 23

ГОСТ ПСО 11342^95
7.2 Метод балансировки роторов класса 4 Роторы данного класса могут быть отнесены к классам I, 2 или 3.
но имеют один или более гибких элементов или элементов с гибкой связью. Неуравновешенность ротора может изменяться в зависимости от изменения частоты врашения.
Роторы этого класса классифицируются по двум категориям:
— роторы, дисбаланс которых изменяется непрерывное изменением частоты врашения, например вентиляторы с резиновыми лопастями;
— роторы, дисбаланс которых изменяется до некоторой частоты врашения. а затем при ее превышении остается постоянным, например роторы однородных асинхронных электродвигателей с центробежным пусковым выключателем.
Роторы первой категории балансируют на той частоте вращения, для которой нормируют уровень вибрации.
Роторы второй категории балансируют на любой частоте выше той, при которой прекращаются изменения дисбаланса.
Примечание - Влияние гибких лае мен юн можно свести ли минимума при проектировании ротора и правильно рассчитав их разрешение на роторе, но необходимо иметь ввиду, чю для роторов аанною класса возможно аостиженне уравновешенности только на одной частоте или в ограниченном диапазоне частот.
7.3 Методы балансировки роторов класса 5 Для некоторых видов гибких роторов, которые при достижении
эксплуатационной частоты врашения проходят одну или несколько критических частот, можно ограничиться балансировкой только на одной частоте, как правило, рабочей. Обычно роторы этого класса удо&тепюряют, по крайней мере, одному из следующих требований:
— разгон ротора до максимальной скорости (также и торможение) происходит настолько быстро, что вибрация на критических частотах не успевает превысить допустимый уровень;
— демпфирование системы достаточно для того, чтобы вибраиия на критических частотах находилась в допустимых пределах;
— подшипниковые опоры не дают возможности возникнуть нежелательной вибрации:
— допустим высокий уровень вибрации на критических частотах; ■ ротор работает на рабочей частоте длительное время, так что
условия пуска/останова, неприемлемые при частых пусках, можно считать допустимыми для этого случая.
Если опоры ограничивают вибрацию, особенно важно, чтобы жесткость опор балансировочного станка соответствовала жесткости

Страница 24

ГОСТ ИГО 11342-95
опор машины* Это обеспечивает воспроизведение на балансировочном станке тех же мод ротора, которые он имеет в машине.
Исходя из предположения, что однотипные роторы имеют схожее распределение дисбалансов, можно выбрать оптимальное положение плоскостей коррекции. При этом может оказаться достаточно иметь две плоскости. Как следствие, уже при балансировке по низшим модам, можно добиться минимального остаточного дисбаланса* что позволит свести до минимума вибрацию на критических частотах.
* ОПЕНКА КАЧЕСТВА БАЛАНСИРОВКИ
В зависимости от класса и назначения ротора окончательное качество балансировки может оцениваться либо по значениям вибрации в установленных точках измерения, либо по остаточному дисбалансу в определенных плоскостях коррекции.
Примечание - При мелкосерийном производстве можно применить унро темные методы оиеики но сравнению с описанными ниже.
8.1 Роторы, оценку качества балансиров* к и которых проводят по измерениям вибрации с помощью высокоскоростного балансировочного оборудования
8.1.1 Требования к испытательному обору<к)ванин>
В случае, когда собственные молы ротора в значительной степени определяются динамическими характеристиками опор, необходимо, чтобы опоры оборудования и машины имели аналогичные характеристики. Например, первая критическая частота ротора в опорах балансировочного устройства не должна значительно превышать эту частоту для ротора, устаноыеиного в машине. Это позволяет исследовать все моды на балансировочном оборудовании.
Если консоль ротора в машине имеет опору, то и при испытаниях для нее должна быть предусмотрена аналогичная опора.
Если консоль ротора в машине не имеет опоры, то и при испытаниях опору не применяют.
На корпус подшипника в одной плоскости устанавливают два датчика перпендикулярно друг к другу. Это позволяет регистрировать вертикальную и горизонтальную компоненты вибрации.
Кроме того, для измерений вибрации ротора можно применять в качестве альтернативных илн дополнительных датчики относительной и абсолютной вибрации вала. Их также устанавливают в одной плоскости под углом 90 * друг к другу. Измерения вибрации ротора дополнительно к измерениям вибрации 14а корпусах подшипников
19

Страница 25

ГОСТ ПСО 11342-95
наиболее целесообразны для роторов класса 3, особенно для точного определения мод ротора.
Во всех случаях резонансы крепежных устройств датчиков во всем диапазоне частот испытаний должны быть исключены.
Сигналы датчиков должны поступать на устройство, способное выделять из полигармонической вибраиии гармонику частотой врашения. также и когда частота врашения изменяется в режиме выбега ротора. Привод ротора не должен влиять на его вибрацию и начальный дисбаланс.
П р и Ч с ч 4 И нс — ч :■ :. |: I : . я том» ■ Г" привод нс I: нист нл
начальный дисбаланс, следует про пер нут v соединительную муфту на 1$0 * относи телъно роторд и итмернть векторы вибраиии на ниткой частоте врашения. когда не проявляется динамический иннб роторд. Дли устранении погрешности нрои! вести векторное вычитание на частоте врашения.
8.1.2 Методика оценки
Ротор привести во врашение, разгоняя его с ускорением, при котором не происходит сглаживание ликов вибрации. Все ярко вы-
частоты врашения при эксплуатации.
Продолжительность врашения ротора на максимальной рабочей частоте должна быть достаточной, чтобы устранить эффекты переходного режима. В установившемся режиме следует измерить вибрацию на частоте врашения ротора.
Если это оговаривается в технических условиях, необходимо разогнать ротор до установленной повышенной частоты врашения.
После врашения ротора в течение оговоренного времени на повышенной частоте она должна быть снижена до максимальной рабочей, а измерения вибрации на частоте врашения проведены вновь. Если имеют место или предполагаются значительные изменения дисбаланса после испытаний на повышенной частоте, то окончательную балансировку и оценку вибрации следует проводить после таких испытаний.
Для этого ротор притормаживают и проводят измерения вибрации на частоте вращения в диапазоне от максимальной рабочей частоты до 70 % первой критической частоты с интервалом, не превышающим 5 % максимальной рабочей частоты. При этом ускорение при торможении также должно быть достаточно медленным, чтобы избежать сглаживания пиков вибрации.
Примечание Значение повышенной часюты врашения зависит от тре
г :и-.1 к конкретному ротору. Если таки* требований не существует, испытании на повышенной частоте проволит но логоворенностн между и нотовитслем и по1ре6итедем.
раженные пики шеиия от 70 !
ерять в диапазоне частот вра-Й частоты до максимальной

Страница 26

ГОСТ ИГО 11342-95
8.2 Ротор ы, качество балансировки которых определяют посредством измерений вибрании на испытательном стенде
Для роторов, окончательное качество балансировки которых оценивается на испытательном стенде, необходимо использовать аппаратуру и методы испытаний, описанные в 8.1. Однако в некоторых случаях возникает необходимость применения других методов, па-пример:
■ ротор с приводом нредста&тяет собой единый агрегат;
— ротор, для которого возможно получение данных только на одной частоте врашения, например ротор асинхронного электродвигателя;
— установка датчиков на подшипники невозможна — в этом случае изготовитель и потребитель оговаривают точки измерения вибрации:
■ значение дисбаланса ротора может зависеть от нагрузки — в этом случае изготовитель и потребитель оговаривают диапазон нагрузок, при которых оценивают уравновешенность ротора.
8.3 Роторы, оценку остаточного дисбаланса которых проводят путем измерений вибрации на месте эксплуатации
8.3.1 Машины, качество балансировки роторов которых оценивают после окончательной установки на рабочем месте, подвержены влиянию многих факторов, вызывающих вибрацию. Некоторые факторы действуют на частоте вращения и, следовательно, их влияние можно ошибочно принять за вибрацию, вызванную дисбалансом. Это особенно характерно для машин с двумя или более гибкими роторами, соединенными между собой.
Некоторые из факторов, определяющие появление такой вибрации, а также меры предосторожности от ошибочных заключений указаны в приложении Л.
8.3.2 Если какие-либо статорные элементы машины или ее фундамент имеют резонанс на рабочей частоте, возможны высокие уровни вибрации, несмотря на то, что дисбаланс ротора находится в допустимых пределах. В подобных случаях может потребоваться очень точная балансировка, но снижение вибрации достижимо только, если машина малочувствительна к дисбалансу. Если при эксплуатации дисбаланс ротора может увеличиться, следует рассмотреть возможность устранения резонансов конструкции или повышения демпфирования системы, а также принятия других мер. обеспечивающих удовлетворительную работу ротора.
21

Страница 27

ГОСТ И СО 11*42-95
8.3.3 Во многих установках, например тех. где для привода используют асинхронный электродвигатель, невозможно управлять ускорением разгона ротора, а установившееся состояние можно наблюдать только по достижении рабочей частоты вращения. В этом случае изготовитель и потребитель согласовывают диапазон частот врашения ротора, в пределах которого проводят контроль качества балансировки ротора.
Как правило, контроль качества балансировки ротора проводят на холостом ходу. Для контроля под нагрузкой изготовитель и потребитель оговаривают ее значения.
Примечай не — Дли некоторых вилок оборудовании можно не ноль ювать не ложения соответствую иг их стандартов, в частности, дли роюров турбоа1грегагов — ГОСТ 27Я7СГ
8.4 Роторы, оиенку качества балансировки которых определяют на низкочастотной балансировочной установке по значению остаточного дисбаланса в заданных плоскостях коррекции
Как правило, оиенку качества балансировки роторов класса 2 проводят на низкочастотных балансировочных установках, но в большинстве случаев предусматривают последуюшие испытания на высоких частотах на месте или на испытательном стенде. В особых случаях по договоренности между изготовителем и потребителем можно исключить оиенку вибрации на высоких частотах. Это особенно характерно для роторов класса 2, когда их приобретают в качестве запасных частей и оценка на месте может быть отложена па значительное время.
Для проведения оценки ротор должен быть собран, т.е. все его элементы (соединительные муфты, зубчатые колеса и т.д.) должны быть смонтированы.
До того, как приступить к оценке дисбаланса рогора, его следует во избежание последующего появления каких-либо деформаций вращать некоторое время на соответствующей частоте.
После выполнения данного условия ротор приводят во врашение на частоте балансировки и измеряют значения и углы дисбалансов в каждой из азоскостей измерения.
Для роторов подклассов 2Г и 2^ следует определить также начальный дисбаланс.
У роторов, которые подвергают поэлементной балансировке или собраны из сбалансированных элементов, следует, кроме того, определять дисбаланс после каждой стадии сборки.

Страница 28

ГОСТ ИГО 11342-95
8.5 Роторы, качество балансировки которых определяют на высоких частотах вращения путем оиенки остаточного дисбаланса в заданных плоскостях коррекции
Положение плоскостей коррекции и балансировочные частоты необходимо указывать для балансировки но каждой из мод ротора. Если оценку проводят на балансировочном устройстве, снабженном собственной контрольно-измерительной аппаратурой, ее следует использовать в течение всей процедуры.
Если ротор не мерительная алп; рудовании доджи
Если выполне на каждой батане дисбалансов, при
По просьбе за по 7.1.5. Такое обследова сировочных частот.
ют на повышенных частотах вращения, из-и установка ротора на испытательном обо-етствовагь 8.1.
ти условия, ротор вращают последовательно юй частоте и регистрируют значения и углы к- к каждой из плоскостей коррекции.
1С роторов можно осуществить .1С следует проводить на каждой из бала и -
мазчика ооследова
■* ВЫБОР КРИТЕРИЯ
Оценку качества балансировки гибкого ротора обычно выполняют по вибрации опор подшипников балансировочного оборудования или испытательного стенда на частоте вращения. Этот метол описан в разделе 10.
Другим методом оценки является исследование остаточного дисбаланса, приведенного к заданным плоскостям коррекции, как указано в разделе II. Для роторов класса 2 опенку проводят на низких частотах вращения.
Если испытательное оборудование не позволяет достаточно точно воспроизвести реальные условия эксплуатации и (или) влияние соединения испытуемого ротора с другим, вопрос о допустимости применения его подлежит решению, исходя из опыта.
Вопрос выбора между методами, описанными в разделах 10 и II, определяется изготовителем ротора.
10 РЕКОМЕНДАЦИИ НО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПУСТИМОЙ ВИБРАННИ НА БАЛАНСИРОВОЧНОМ ОБОРУДОВАНИИ
Если необходимо оценить качество балансировки по вибрации на балансировочном оборудовании, го последнее должно подбираться из условия обеспечения непревышения предельных уровней вибрации машины посте установки в нее отбалансированного ротора.
23

Страница 29

ГОСТ И СО 11342-95
С ВС к.
зев 01
л.
ли
вас

ион виораиии на месте установки соответствующими стандартами.
:я для конкрет* ровки типовых шании. Резуль-1я определения
МИН.
(например если типа, или речь случаи описаны та допустимой раиии машины гсутствуют грето следует например
факторами. В боль ных типов машин роторов на одном таты таких исслед допустимой вибра Однако необхо, используют балан идет о роторах со» в настоящем рах1 вибрации на част< на месте установк бовання к долуст руководствоваться ГОСТ 25364.
10.1 Общие положения
Численные значения, определяемые в соответствии с настоящим разделом, можно использовать лишь в качестве рекомендуемых, но не норм при приемке изделия При таком использовании можно ожидать удовлетворительных результатов в процессе эксплуатации, хотя мот возникнуть ситуации, требующие отклонения от этих рекомендаций.
В особых случаях эти рекомендации могут служить основой для более детальных исследований, например, когда требуется более точное определение требуемого качества балансировки.
10.2 Особые случаи
Иногда машины проектируют для специальных целей, что неизбежно сказывается на их виброхарактеристиках, например авиационные реактивные двигатели и их модификации для промышленных целей. Одним из основных требований к таким двигателям является
ограничение макс менты и полшиш датливостыо, чег подобных машин пых последствий в частости, пров
сальной массы, вследствие чего основные эле* :овые опоры обладают значительно большей по-в обычных машинах. При проектировании )ают все возможное для уменьшения нежелатель-вышенной податливости подшипниковых опор, ят множество испытаний в процессе разработки
с целью обеспечения приемлемых и безопасных уровней вибрации. На случаи, когда допустимые уровни вибрации устанаазивают в ходе
24
Существует сложная зависимость между вибрацией подшипниковых опор балансировочного оборудования и вибрацией машины. Эту зависимость определяют многими, в том числе вышеуказанными

Страница 30

ГОСТ ИГО 11342-95
длительных виброислытаннй до начата выпуска изделия, рекомендации настоящего раздела не распространяются.
10.3 Факторы, влияющие на вибрацию машин На вибрацию оказывает влияние множество факторов, втом числе
качество монтажа машины, наличие перекоса ротора и тд.
Указываемые в технических условиях на машину максимальные допустимые уровни вибрации обычно относится к суммарной (обшей) вибрации, имеющей сложный частотный спектр и возникающей в результате действия всех факторов. Изготовитель должен определить допустимый уровень вибрации, вызываемой только дисбалансом ротора, при котором общая вибрания не превосходит установленных пределов.
10.4 Критические точки
Особое внимание следует обращать на уровни вибрации ротора в местах наименьшего зазора, например лабиринтных уплотнениях в связи с высокой вероятностью повреждений. Следует помнить, что условия эксплуатации могут вызвать изменение собственных мод нт следовательно, уровней вибрации. Валопроводы с жесткой связью (например в паротурбинных агрегатах) требуют особого внимания к факторам, определяющим условия работы валопроводов (приложение Л).
10.5 Допустимые у р о в II и вибрации балансировочного оборудования
Допустимую вибрацию на балансировочном оборудовании можно регламентировать в виде:
— вибрации подшипниковых опор, которую определяют по допустимой вибрации подшипниковых опор машины
или
— вибрации ротора, которую определяют по допустимой вибрации ротора машины.
В обоих случаях соответствующую допустимую вибрацию на частоте вращения на балансировочном оборудовании )'следует определять с использованием коэффициентов преобразования по формуле
У= К2хКхх АохХ (!)
где -V —допустимая общая вибрация в горизонтальном или вертикальном направлениях, измеряемая на машине в диапазоне рабочих частот вращения в соответствии с техническими условиями на машину или стандартом (например ГОСТ 25364);
Ко — отношение значения допустимой вибрации на частоте вращения к допустимому значению обшей вибрации (А, •! I);

Страница 31

ГОСТ И СО 11342-95
26
Кх — коэффициент, учитывающий отличие характеристик подшипниковых опор и (иди) устройств сопряжения (муфты) балансировочного оборудования и машины. Определяется как отношение вибрации на частоте вращения, измеряемой на балансировочном оборудовании (ротор или подшипниковая опора), к либрации на частоте вращения машины на месте эксплуатации (если нельзя принять ^ = I), Значение /ц часто зависит от направления измерений:
Л1; — коэффициент, учитывающий различие точек измерения вибрации на баланс и ровоч ном оборудовании и точек, для которых определено значение X и зависящий от характеристик мод ротора. Если вышеуказанные точки совпадают, К2 = I, в противном случае для получения значения К? можно воспользоваться расчетной моделью динамики роторной системы.
Значения коэффициентов преобразования А, и А. могут изменяться в широких пределах и зависеть от частоты врашення. Примерные значения коэффициентов А', и А представлены в приложении С. Значения К* следует устанавливать для каждого конкретного случая. При совпадении критической частоты врашення с рабочей частотой необходимо использовать более высокие значения коэффициентов преобразования. На практике нет необходимости определять эти коэффициенты по отдельности, так как изготовитель и потребитель по договоренности между собой устанавливают их произведение.
Примеры использования коэффициентов преобразования приведены в приложении Р.
Следует иметь ввиду, что на критических частотах возможно усиление отдельных мод вибрации. Поэтому целью балансировки является не только ограничение вибрации в диапазоне рабочих скоростей вращения, но и обеспечение безопасного перехода через критические частоты, если они меньше максимальной рабочей. Для критических частот трудно установить количественные критерии, так как необходимо учитывать многие факторы, например демпфирование.
В условиях, когда необходимо контролировать прогиб ротора при его разгоне в связи с опасностью задеваний о статорные части или возникновения недопустимых напряжений, на критических частотах, меньших эксплуатационной, следует измерять размах вибропереме-шения в той части ротора, где оно максимально.

Страница 32

ГОСТ ИСО Ш42-95
II Р1 ком I II I чи МП но опредоенню допустимого остаточного дисбаланса в плоскостях коррекции
11.1 Общие положения
Не существует простой зависимости между дисбалансом ротора и вибрацией машины при эксплуатации. На вибрацию ачияют масса машины и ее фундамента, жесткость подшипников и фундамента, близость рабочей частоты к резонансной частоте, демпфирование.
Представленные ниже рекомендации - пример разработки руководства по обеспечению качества балансировки гибких роторов. Они получены опытным путем при ограниченном числе экспериментов с роторами различных классов. При соблюдении рекомендации можно ожидать удовлетворительной работы ротора в эксплуатации, хотя в отдельных случаях могут оказаться необходимыми отклонения от них.
Значения, получаемые в соответствии с настоящим разделом, могут испольтоваться лишь в качестве рекомендуемых, но не норм при приемке изделия.
11.2 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 2
Значение остаточного дисбаланса роторов класса 2 должно соответствовать ГОСТ 22061.
У роторов подклассов 2Г, 2ц и 21) каждый из элементов или, если возможно, сборку элементов следует балансировать до пределов, полученных опытным путем или указанных в ГОСТ 2206 Г
11.3 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 3
11.3.1 Роторы подкласса За
Для гибких роторов, дисбаланс которых независимо от его рас-пределения существенно влияет только на основную собственную моду, эквивалентное значение для основной собственной моды не должно превышать 60 % дисбаланса по ГОСТ 22061 для максимальной частоты врашения.
Если проводят низкочастотную балансировку, то полный остаточный дисбаланс не должен превышать значений, приведенных в ГОСТ 22061 для максимальной рабочей частоты вращения.
11.3.2 Роторы подкласса ЗЬ
Для гибких роторов, дисбаланс которых независимо от его распределения существенно влияет только 14а основную и вторую собственные моды, эквивалентное значение дисбаланса для основной собственной моды не должно превышать 60 % этих значений на максимальной рабочей частоте врашения.
27

Страница 33

ГОСТ ИГО 11342-45
Если проводят низкочастотную балансыровку, значение остаточ-ного дисбаланса не должно превышать шаченпй. приведенных в ГОСТ 22061.
11.3.3 Роторы мо&ишсеа Зс
Для этих роторов рекомендуемых значений остаточного дисбаланса не установлено*
п р И М Г 'I л II и к
1 Метод эксн \ : И ■'. ■ I .1 ■ !■! ■ ■ I ■ ■ " I ['.■ с . 11 : жвнпдл еН1НОГО лчошмкл прсдсЮО ■1С» А I ■ " И ' ■ * i '■ I' г Р-
2 Рекомендации не распрострдннкмея ид роторы с кон сольной частью, если она
имсст 1С -: ' | - I дикдм нчсскин НрОГНб*
3 Указанные выше рекомендуемые значения могут быть пересмотрены, если рабочие частоты блнгкн к основной пли второй критическим частотдм врдшения.
4 Рекомендуемые значения остдточното дисбаланса ке тдрантнруют соблюдение норм пибрдинн в Балансировочном устройстве при частотах вран . :и ■ от 80 до 120 % любой ьрит нческой частоты врашення. Усиление вибраиии требует более точкой балансировки, так как, например, демпфирование и балансировочном оборудовании зачастую меньше, чем в машине на месте установки.
5 Если не представляется возможным выполнить балансировку по всем модам иниба ротора (например вследствие недостаточною количества плоскостей коррек и ми), ю следует провести бдлансировку по особенно важным модам.

Страница 34

Страница 35

ГОСТ ИГО
ПРИЛОЖЕНИЕ В (спрвшочко?)
шпкочлстотнля балансировка роторов подкласса и
в трех плоскостях
ВЛ В данной приложении рассчатриваетсв низкочастотна и балансировка рою ров, начальный дисбаланс которых распределен по длине равномерно иди но линей мочу закону и которые нчеют одну плоскость коррекции в иентре и две на краях.
Они достаточно хорошо балансируются, если известна доля дисбаланса, которая должна быть устранена в нейтральной плоскости. Данное приложение описывает метод расчета корректирующих часе я трех плоскостях, исходи нз начальных дисбалансов, определенных а двух плоскостях измерения дисбаланса* Векторная сучма сил и моментов, создаваемых коррсктнруюшинн масса ни 1/\ в трех плоскостях
коррекиии относительно некоторой точки на роторе, должна быть равной сумме сил и чоментов начальных дисбалансов!*'; и ' . относительно I г же точки.
Методика балансировки приюлна при выполнении следующих условий:
— межонорнын ротор;
— часса ротора распределена равномерно* консольные части отсутствуют; " изтибнаи жесткость ротора по длине одинакова;
— положение плоскостей коррекции на кониах ротора относительно ею середины симчетрнчно.
рабочие частоты врашення шачительно ниже второй критической к юты. В.- Ротор чожет быть полностью отбалансирован вплоть до первой критической частоты, если выполняются следующие векторные уравнения; 17,-^-0.5//«Д, г вд,
гу,- иА - о.5 //{|де // определяет долю дисбаланса в центральной плоскости коррекции.
Зависиность И от ; I представлена на рисунке ВЛ. тле^ — расстояние от левою подшипника до ближайшей плоскости коррекции»/ — расстояние между подшиини качи (длина ротора).
Постоянная Н равна пулю при с/' ™ 0.22. Это означает, что в данной случае необходимость использования центральной плоскости коррекиии отпадает.
Н
ая
ол с*
о>г
о
-<7.2
Рисунок ВЛ — График для определения доли дисбаланса, подлежащего устранению в центральной плоскости коррекции

Страница 36

Страница 37

ГОСТ IIСО 1Ш2-95
ПРИЛОЖЕНИЕ О
ЭКСПЕРиЫЕНТЛЛЬЮЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МОДАЛЬНЫХ ДИСБАЛАНСОВ
Для определения -и к , 1 .■ м ■ \. .к баланса, вызывающею^ собственную чоду вибрации ротора, и для оценки эквииален того остаточного дисбаланса чоже 1,;, меняться следующая процедура.
ОЛ Установить ротор ид балансировочное оборудование.
0.2 Га догнать ротор до скорости» близкой к нерпой критической частоте враиэс ния, и нзчернть вибрацию иди сиди, действующие на подшипниковые опоры.
ОЛ Установить па роторе пробный груд. Груз должен оказывать существенное влияние .1.. вибрацию, поэтому его следует установить в плоскости максимального влияния на первую собственную моду вибрании ротора. Эта плоскость, как правило, находится вблизи середины ротора. Повторить измерения по О.2.
0.4 По результатам измерений определить эквивалентный дисбаланс первой моды. Это можно выполнить графически в соответствии с приложением о. Значении эквивалентного модальною дисбаланса для первой моды равно:
|массп пробного тру за > к {АО/АВУ
0.5 Снять пробный труэ.
Онб Разогнать ротор до скорости* близкой ко второй критической частоте враик мня. при условии* что она меньше максимальной рабочей частоты вращения* Повто рить измерения по О 2.
I) ? Установить на ротор пробный груз. Груз доджем окдзывать существенное влияние на вибрацию, поэтому его следует установить в плоскости максимальною влияния па вторую собственную моду вибрации ротора. Повторить измерения по Р.2.
О.Й По результатам измерений в соответствии с 0.6 и О Л определить эквивалент ный дисбаланс, вызывающий вторую моду вибрации ротора, дли чего можно нсподь ■ ■■.и. приложение С
0.9 Снять пробный труэ.
0.10 Продолжить последовательна описанные операции, пока не будут найдены эквивалентные дисбалансы для всех достижимых собственных мод вибрации ротора.
Примечания
1 Настоящая процедура предпола.аст. что вибрлния. измеренная на скорости вблизи некоторой критической, определяется в основном соответствующей модой. Дднпый метод не может быть использован, если* в силу каких-либо причин, невот можно обеспечить итмерения на скоростях, близких к критическим скоростям не ко торых важных мод. и. таким образом, идентифицирован* соответствующие модальные характеристики.
2 В некоторых случаях при определении эквивалентного чоддльпото дисбаланса предпочтительно использовать набор пробных масс, для того чтобы обеспечить бот опасное прохождение низших критических скоростей.

Страница 38

Страница 39

Страница 40

Страница 41

Страница 42

Страница 43

ГОСТ ИСО
ПРИЛОЖЕНИЕ И
МЕТОЛ БАЛАНСИРОВКИ ПО КОЭФФИЦИЕНТАМ ВЛИЯНИЯ
НЛ Метод ископан на допущении, что иибраиин Д| контролируемых точек балансировочного оборудовании (это мотут быть подшипниковые опоры* а также и колебания самою ротора >. является лине Иной суперпозицией дисбалансов^], сосредоточенных в выбранных плоскостях коррекции, т.е.
л,-*к*лое (н.1)
где а^ — динамический козффииисн г влияния дисбаланса, сосредоточенною А- и плоскости коррекции на янбраииюг-й точки ее измерении. Динамический козффи ниент в-тиинии получают в результате измерении амплитуд и фаз вибраиин контроль ных точек при последовательной установке пробных масс Р или их систем {симметричной, кососнммефнчной) в каждую из* плоскостей коррекиии или их сочетаний и определения их величин по формуле
ал - л л/рк - и„ ■ Л&Рь |НД)
112 При балансировке измерения параметров иибрднин выпо-тняются и точках на т частотах врашення. т.е. обшее число измерении равновткт. а система векторных уравнений в матричной форме приобретает в соответствии с наложенным вид
И) - ИМИ- <Иф
Если обшее число итмерспийлт х л превышает число плоскостей коррекции*, то оптимальные значения корректирующих масс получают по методу наименьших квао ратов.
! I ' При балансировке ротора по методу коэффициентов влиянии следует учнты вать требовании к ограничению вибрации {сил) на частотах врашенин ниже макси мальной рабочей, поэюму в систему уравнений в обязательном порядке должны включаться линейно независимые строчки, составленные на основании измерений на нескольких промежуточных частотах врашенин. Выбор последних зависит от класса ротора, подам и пост и опор баланенровочното устройства и друюх факторов, но независимо от них а нею должны входить низкая частота (порядка 25 ^ ог первой критической!, ближайшие окрестности всех критических частот, ниже рабочей, а также эта последняя.
При выборе плоскостей коррекции в методе коэффициентов влияния след>ет ноль зоваться соображениями, изложенными и разделе 7. Например. тр>т в средней плоское* симметричною гибкого ротора ока швает очень большое влияние на вибрацию опор на первой критической частоте и. часто, небольшое на синфазную вибрацию на рабочей частоте за первой критическойнВ последнем случае иелесообрато использовать пару симметричных грузов в крайних плоскостях коррекции. Кососимметричная пара грузов в этих плоскостях эффективно снимает противофазную вибраиию как па рабочей частоте, так и па второй критической, поэтому часто симметричный ротор может быть удовлетворительно отбалансирован в широком диапазоне частот, включая и рабочую, при почоши только этих двух систем грузов, каждая из которых представ ляется в уравиениих одним динамическим коэффициентом влиянии.
При балансировке несимметричных роторов балансировку следует выполнять с использованием динамических коэффициентов влияния для отдельных грузов, однако подбор плоскостей коррекции должен учитывать преимущественно их эффективность при том или ином соотношении фаз вибрании опор и той или иной критической частоте врашенни.
Сказанное в полной мере относится и к методу балансировки по модам,
за

Страница 44

Страница 45