ГОСТ ИСО 11342-95
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ВИБРАЦИЯ
МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ БАЛАНСИРОВКИ ГИБКИХ РОТОРОВ
Издание официальное
£
I
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Минск
ГОСТ ИСО 11342-95
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 8—95 от 12 октября 1995 г.)
За принятие проголосовали:
|
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
|
Республика Белоруссия Республика Казахстан Российская Федерация Республика Таджикистан
Туркменистан
Украина |
Белстандарт
Госстандарт Республики Казахстан Госстандарт России
Таджикский государственный центр по стандартизации, метрологии и сертификации Туркменглавгосинспекция Госстандарт Украины |
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. N° 437 межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 11342-95 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
© ИПК Издательство стандартов, 1996
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России
и
ГОСТ ИСО 11342-95
Содержание
1 Область применения............................... I
2 Нормативные ссылки.............................. 1
3 Определения..................................... I
4 Общие положения................................. 2
4.1 Распределение дисбалансов......................... 2
4.2 Собственные моды вибрации....................... 2
4.3 Воздействие дисбаланса на гибкий ротор.............. 3
4.4 Цель балансировки гибкого ротора................... 4
4.5 Плоскости коррекции............................. 5
4.6 Балансировка валопроводов........................ 5
5 Классификация роторов............................ 6
5.1 Класс 1. Жесткий ротор........................... 6
5.2 Класс 2. Квазижесткий ротор....................... 6
5.3 Класс 3. Гибкий ротор............................ 6
5.4 Класс 4........................................ 7
6 Балансировка роторов класса 2....................... 10
6.1 Общие положения................................ 10
6.2 Выбор плоскостей коррекции....................... 10
6.3 Балансировка составных роторов при сборке........... 10
6.4 Эксплуатационная частота вращения ротора............ 11
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 класса 3................. 14
7.2 Метод балансировки роторов класса 4................. 18
7.3 Метод балансировки роторов класса 5................. 18
8 Оценка качества балансировки.........."............. 19
8.1 Роторы, оценку качества балансировки которых проводят по
измерениям вибрации с помощью высокоскоростного балансировочного оборудования ......................... 19
8.2 Роторы, качество балансировки которых определяют посредством измерений вибрации на испытательном стенде..... 21
8.3 Роторы, оценку остаточного дисбаланса которых проводят
путем измерений вибрации на месте эксплуатации....... 21
III
ГОСТ ИСО 11342-95
8.4 Роторы, оценку качества балансировки которых определяют на низкочастотной балансировочной установке по значению остаточного дисбаланса в заданных плоскостях коррекции 22
8.5 Роторы, качество балансировки которых определяют на высоких частотах вращения 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 Общие положения............................... 24
10.2 Особые случаи.................................. 24
10.3 Факторы, влияющие на вибрацию машин............. 25
10.4 Критические точки.............................. 25
10.5 Допустимые уровни вибрации балансировочного оборудования ........................................... 25
11 Рекомендации по определению допустимого остаточного дисбаланса в плоскостях коррекции..................... 27
11.1 Общие положения............................... 27
11.2 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 2 ... . 27
11.3 Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 3 . . . . 27
Приложение А Факторы, учитываемые при балансировке на
месте многоопорных гибких валопроводов ... 29
Приложение В Низкочастотная балансировка роторов подкласса
2d в трех плоскостях.................... 30
Приложение С Коэффициенты преобразования............ 31
Приложение D Экспериментальное определение эквивалентных
модальных дисбалансов.................. 32
Приложение Е Методика определения вида ротора (жесткий или
гибкий).............................. 33
Приложение F Примеры............................. 35
Приложение G Метод графического определения дисбаланса 37 Приложение Н Метод балансировки по коэффициентам влияния 38
IV
ГОСТ ИСО 11342-95
Введение
Целью балансировки ротора является снижение дисбаланса ротора, остаточное значение которого при любой частоте вращения, вплоть до максимальной, не должно вызывать превышения допустимых уровней вибрации 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 оценку качества балансировки проводят на балансировочном оборудовании по уровню вибрации и динамическим реакциям опор на частоте вращения. Окончательную оценку проводят на месте эксплуатации машины в рабочем диапазоне частот вращения.
В настоящем стандарте устанавливается классификация роторов и методы их балансировки, введены критерии для оценки качества балансировки на балансировочном оборудовании. Они основываются либо на предельной вибрации работающей машины, либо на предельных значениях дисбаланса ротора. Если предельные значения не установлены, настоящий стандарт показывает, как их можно определить.
Методы и критерии, представленные в настоящем стандарте, являются обобщением опыта эксплуатации машин с гибкими роторами.
v
ГОСТ ИСО 11342-95
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вибрация
МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ БАЛАНСИРОВКИ ГИБКИХ РОТОРОВ
Mechanical vibration Methods and criteria for the mechanical balancing of flexible rotors
Дата введения 1997—01—01
I ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт содержит указания, позволяющие избежать крупных дефектов машины так же, как и чрезмерно завышенных требований к балансировке, 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 использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 19534-74 Балансировка вращающихся тел. Термины
ГОСТ 22061-76 Машины и техническое оборудование. Системы классов точности балансировки
ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения
ГОСТ 25364-88 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений
ГОСТ 26875-86 Вибрация. Аппаратура переносная балансировочная. Технические требования
ГОСТ 27870-88 Вибрация. Оценка качества балансировки гибких роторов
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термины — по ГОСТ 19534 и ГОСТ 24346.
Издание официальное
ГОСТ ИСО 11342-95
4 ОБЩИЕ 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 мод вибрации 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 вращения, отличных от тех, на которых проводили балансировку. При этом уровень вибрации может превосходить допустимое значение, особенно на критических частотах вращения.
Кроме того, следует учитывать, что роторы, работающие в условиях температурных воздействий, могут испытывать тепловые деформации, вызывающие изменения начального дисбаланса.
4.2 Собственные моды вибрации
Если демпфирование ротора пренебрежимо мало, то в случае его опирания на изотропные подшипники моды представляют собой плоские кривые, вращающиеся вокруг оси ротора. На рисунке 1 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, вращающиеся 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
ГОСТ ИСО 11342-95
Типовой ротор
4.3 Воздействие дисбаланса на гибкий ротор Распределение дисбаланса может быть выражено через эквивалентные дисбалансы. Амплитуду каждой моды определяют соответствующим эквивалентным дисбалансом. При вращении ротора на частоте, близкой к критической, мода, соответствующая этой частоте, является доминирующей по сравнению с остальными. Изгиб ротора определяют.
— значением эквивалентного дисбаланса;
з
ГОСТ ИСО 11342-95
— близостью рабочей частоты вращения к критической;
— демпфированием опор ротора.
Если уменьшить эквивалентный дисбаланс с помощью корректирующих масс, то амплитуда соответствующей моды также уменьшится. На этом основана методика балансировки по модам ротора.
Эффект воздействия на п-ю собственную моду зависит от положения плоскостей коррекции. Рассмотрим в качестве примера случай, показанный на рисунке 1. Корректирующая масса, установленная на роторе в плоскости Р2, не окажет влияния на вторую собственную моду. Аналогично, корректирующая масса, установленная в плоскости Я, или в плоскости РА, не окажет влияния на третью собственную моду. Корректирующая масса в плоскости Р2 окажет максимальное воздействие на основную собственную моду.
4.4 Цель балансировки гибкого ротора
Цели балансировки определяют требованиями 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 выбирают из условия достижения требуемого ограничения:
— вибрации машины и динамического прогиба ротора;
— сил, действующих на подшипники.
ГОСТ ИСО 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 удовлетворительно работать на всех 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 целью 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 коррекции
Во многих случаях балансировку ротора проводят последовательно по собственным модам. В этом случае корректирующие массы размещают 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 вращения, необходимо использовать по меньшей мере (п + 2) плоскостей коррекции.
На стадии проектирования ротора следует определить число плоскостей коррекции и их координаты вдоль оси ротора. На практике число плоскостей коррекции ограничивается особенностями конструкции ротора, а в случае балансировки на месте — возможностью доступа к ним.
4.6 Балансировка валопроводов
Валопровод имеет несколько критических частот вращения и собственных мод. Как правило, эти частоты не равны критическим частотам вращения роторов, составляющих валопровод, и не имеют простой зависимости от них. Более того, форма прогиба валопровода не обязательно находится в простой зависимости от мод составляю-
5
