---

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:

Наименование государства

Наименование национального
органа по стандартизации

Б

Республика Белоруссия Республика Казахстан Российская Федерация Республика Таджикистан

Туркменистан

Украина

елстандарт

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 Росси

иСодержание

1 Область применения

2. Нормативные ссылки 1

3. Определения 1

4. Общие положения 2

   1. Распределение дисбалансов 2

   2. Собственные моды вибрации 2

   3. Воздействие дисбаланса на гибкий ротор 3

   4. Цель балансировки гибкого ротора 4

   5. Плоскости коррекции 5

   6. Балансировка валопроводов 5

5. Классификация роторов 6

   1. Класс 1. Жесткий ротор 6

6. Балансировка роторов класса 2 10

   1. Общие положения 10

   2. Выбор плоскостей коррекции 10

   3. Балансировка составных роторов при сборке 10

   4. Эксплуатационная частота вращения ротора И

   5. Начальный дисбаланс 11

   6. Методы балансировки собранных роторов класса 2 12

7. Балансировка роторов классов 3, 4, 5 14

   1. Метод балансировки роторов класса 3 14

   2. Метод балансировки роторов класса 4 18

   3. Метод балансировки роторов класса 5 18

8. Оценка качества балансировки *. 19

   1. Роторы, оценку качества балансировки которых проводят по измерениям вибрации с помощью высокоскоростного балан­сировочного оборудования 19

   2. Роторы, качество балансировки которых определяют посред­ством измерений вибрации на испытательном стенде 21

   3. Роторы, оценку остаточного дисбаланса которых проводят путем измерений вибрации на месте эксплуатации 21

   4. ІПРоторы, оценку качества балансировки которых определяют на низкочастотной балансировочной установке по значению остаточного дисбаланса в заданных плоскостях коррекции 22

6. 6. в заданных плоскостях коррекции 23

7. Выбор критерия 23

8. Рекомендации по определению допустимой вибрации на ба­лансировочном оборудовании 23

   1. Общие положения 24

   2. Особые случаи 24

   3. Факторы, влияющие на вибрацию машин 25

   4. Критические точки 25

   5. Допустимые уровни вибрации балансировочного оборудова­ния 25

9. Рекомендации по определению допустимого остаточного дис­баланса в плоскостях коррекции 27

   1. Общие положения 27

   2. Допустимый остаточный дисбаланс роторов класса 2 . . . . 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

   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.

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

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;

Gxyz

Рисунок 2

вращающаяся вокруг оси Oz с угловой скоростью ы

рдинат; ОХў? — систем» координат,

»1«

— неподвижная система к

• 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.

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

лине ротора и уменьшение его влияния в диапазоне частот вращения до допустимого уровня.

о многих случаях балансировку ротора проводят последователь­

э

но по собственным модам.

том 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 л критическую частоту враще­ния, необходимо использовать по меньшей мере (л + 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.