Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов

ГОСТ ИСО 11342-95

ВИБРАЦИЯ

МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ

БАЛАНСИРОВКИ ГИБКИХ РОТОРОВ

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ

ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минс
к

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:

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. № 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
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки 1
3 Определения 1
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
1.1 5.2 Класс 2. Квазижесткий ротор 6
1.3 Класс 3. Гибкий ротор 6
1.4 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 И
6.5 Начальный дисбаланс 11
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
ІП
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
8.6 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
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.

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

1 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

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.
Типовой ротор

Первая (основная) собственная мода

Вторая собственная мода

Третья собственная мода

Рисунок 1 — Характерные собственные моды гибких роторов на податливых опорах

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 часто-
те, является доминирующей по сравнению с остальными. Изгиб
ротора определяют:
— значением эквивалентного дисбаланса;

• 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 n-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 Р] или в плоскости Р4, не окажет влияния на третью собственную моду. Корректирующая масса в плоскости Р3 окажет максимальное воздействие на основную собственную моду.
1.4 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 услов