СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1977 года № ГОСТ 22061-76

ГОСТ 22061-76 Машины и технологическое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения (с Изменением N 1) (не действует на территории РФ)

Принят
Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР
24 августа 1976 года
    ГОСТ 22061-76*
    Группа Г02
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
    СИСТЕМА КЛАССОВ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ
    Основные положения
    Machines and technological equipment.
    Balance quality grade system. General
    Дата введения 1977-07-01
    Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 августа 1976 г. N 2008 срок введения установлен с 01.07.77
    * ПЕРЕИЗДАНИЕ (сентябрь 1993 г.) с Изменением N 1, утвержденным в январе 1983 г. (ИУС 5-83)
    Настоящий стандарт устанавливает классы точности балансировки для жестких роторов изделий, а также требования к балансировке и методы расчета дисбалансов.
    Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 1940 в части содержания и классов точности балансировки с 1 по 11. Термины и определения - по ГОСТ 19534-74 и ГОСТ 16504-81.
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    1.КЛАССЫ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ
    1.1.Классы точности балансировки должны соответствовать указанным в таблице.
    Класс точности балансировки Значения произведения удельного дисбаланса () на максимальную эксплуатационную угловую скорость вращения () , мм·рад/с
    наименьшее наибольшее
    (0)* (0,064) (0,16)
    1 0,16 0,40
    2 0,40 1,00
    3 1,00 2,50
    4 2,50 6,30
    5 6,30 16,00
    6 16,00 40,00
    7 40,00 100,00
    8 100,00 250,00
    9 250,00 630,00
    10 630,00 1600,00
    11 1600,00 4000,00
    (12)* (4000,00) (10000,00)

    _________________
    * Применять факультативно.


    Примечание. Наибольшие и наименьшие значения произведений , определяющие границы классов, образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 2,5.
    1.2.Расположение полей классов точности балансировки показано на черт.1.
    Черт.1. Система классов точности балансировки
    Система классов точности балансировки

    Черт.1
    Роторы в изделиях с горизонтальной осью вращения, попадающие в область ниже линии , где , создают в опорах динамические нагрузки от дисбалансов меньшие, чем статические нагрузки от веса ротора.
    Роторы в изделиях с горизонтальной осью вращения, попадающие в область выше линии , где , создают в опорах динамические нагрузки, большие, чем статические нагрузки от веса ротора (в этом случае, если нет других, кроме веса статических нагрузок, при выборе класса точности балансировки следует учитывать радиальные зазоры в подшипниках).
    Примечания:
    1.Границы классов показаны сплошными линиями. По оси ординат отложены значения удельного дисбаланса в г·мм/кг, в мкм. По оси абсцисс отложены значения максимальной эксплуатационной частоты вращения ротора в мин (об/мин) или в , т.е. в герцах (Гц).
    2.Максимальная эксплуатационная угловая скорость вращения ротора связана с максимальной эксплуатационной частотой вращения соотношениями:
    (рад/с), (1)
    где в об/мин;
    , (2)
    если в герцах.
    3.Линия соответствует произведению мм·с, т.е. ускорению силы тяжести.
    2.PAСЧET ЗНАЧЕНИЙ ДОПУСТИМЫХ ДИСБАЛАНСОВ
    2.1.Установить верхнее значение главного вектора допустимых дисбалансов по формулам:
    для ротора, балансируемого в изделии в сборе
    ; (3)
    для ротора, балансируемого в виде отдельной детали
    , (4)
    где - масса ротора, состоящая из всех деталей, которые вращаются в собранном изделии как одно целое (например, собственно ротор, насаженные на него маховики, колеса вентиляторов, шкивы, шестерни, вращающиеся вместе с ротором кольца подшипников качения и т.д.);
    - табличное значение удельного дисбаланса, определяемое для данного собранного изделия по верхней границе установленного класса точности балансировки и максимальной эксплуатационной частоте вращения его ротора;
    - значение главного вектора технологических дисбалансов изделия, ротор которого балансировался не в сборе (определяется по п.5.9);
    - значение главного вектора эксплуатационных дисбалансов изделия (определяется по п.5.10).
    Примечания:
    1.Технологические дисбалансы возникают при сборе ротора, если он балансировался не в изделии в сборе, из-за монтажа на него деталей (шкивов, полумуфт, подшипников, вентиляторов и т.д.), которые имеют собственные дисбалансы, вследствие отклонения формы и расположения поверхностей и посадочных мест, радиальных зазоров и т.д.
    2.Эксплуатационные дисбалансы возникают из-за неравномерности износа, релаксации, выжигания, кавитации деталей ротора (например, рабочих колес насосов, вентиляторов, турбин), деформации деталей ротора под влиянием рабочей температуры ротора, неравномерности распределения материала на рабочей поверхности центрифуги, действия шатунных и поступательно движущихся масс в поршневых машинах, за заданный технический ресурс или до ремонта, предусматривающего балансировку.
    2.2.Установить нижнее значение главного вектора допустимых дисбалансов, приложенного к центру масс ротора, по формулам:
    для ротора, балансируемого в изделии в сборе
    ; (5)
    для ротора, балансируемого в виде отдельной детали или сборочной единицы
    . (6)
    2.3.Для двухопорных роторов (черт.2-4) верхние и нижние значения допустимых дисбалансов в каждой из двух плоскостей коррекции 1 и 2 следует определять по формулам:
    ; (7)
    ; (8)
    ; (9)
    . (10)
    Черт.2-4. Определение верхних и нижних значений допустимых дисбалансов в плоскости для двухопорных роторов

    Черт.2

    Черт.3

    Черт.4
    Примечания:
    1.Верхние и нижние значения допустимых дисбалансов в плоскости опор, измерения или приведения определяют по этим же формулам и черт.2-4, подставляя вместо и расстояния от опоры до соответствующих плоскостей.
    2.При расчете необходимо учитывать, что наибольшие значения дисбалансов и являются предельными, независимо от направления их действия, определяемого видами неуравновешенностей ротора (статической, моментной или динамической).
    3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
    3.1.Роторы изделий, отнесенных к 1-му классу точности балансировки, следует балансировать в своих подшипниках в собственном корпусе при соблюдении всех условий эксплуатации с использованием собственного привода.
    3.2.Роторы изделий, отнесенных ко 2-му классу точности балансировки, следует балансировать в собственных подшипниках или в собственном корпусе, со специальным приводом, если нет собственного привода.
    3.3.Роторы изделий, отнесенных к 3-11-му классам точности балансировки, разрешается балансировать в виде деталей или сборочных единиц.
    3.4.Выбор способа балансировки
    3.4.1.Роторы изделий должны проходить динамическую балансировку.
    3.4.2.В том случае, когда у роторов из партии однотипных изделий значения начальных дисбалансов в плоскостях опор не превышают половины большего из верхних значений допустимых дисбалансов в плоскостях опор или , всю партию допускается балансировать статически с доверительной вероятностью .
    3.4.3.Если у однотипных роторов, произвольно выбранных из партии, начальные дисбалансы , где =1, 2, …, меньше верхних значений допустимых дисбалансов, то остальные роторы этой партии с соответствующей доверительной вероятностью допускается не балансировать.
    Примечания:
    1.Число роторов, подлежащих проверке, следует вычислять по приложению 4.
    2.Произведение значения начального дисбаланса в плоскостях опор на межопорное расстояние межопорного ротора равно значению его главного момента начальных дисбалансов.
    3.5.Допускается не проводить балансировку роторов изделий, которые в эксплуатационных условиях работают с дисбалансами, например, роторы вибромашин, вибростолов и т.п.
    На ряде изделий, когда не применяется автоматическая балансировка, разрешается проводить балансировку периодически по мере износа (например, шлифовальные круги). Допустимые дисбалансы и периодичность балансировки должны быть указаны в нормативно технической документации.
    3.6.Местоположение плоскостей измерения и плоскостей коррекции следует устанавливать при конструировании ротора. Одновременно следует установить, как будет проводиться корректировка масс ротора, обеспечить конструктивную возможность ее выполнения, назначить технологический процесс и предусмотреть возможность балансировки ротора после запланированных ремонтов.
    3.7.После балансировки остаточные дисбалансы в плоскостях коррекции и (или) измерения не должны выходить за пределы верхних значений допустимых дисбалансов, определенных по п.2.3.
    Примечание. Нижнее значение допустимого дисбаланса выдерживать не обязательно.
    3.8.Данные, определяемые по пп.2.3 и 3.6, следует указывать в рабочих чертежах и в балансировочной карте, приведенной в приложении 5, если она предусмотрена техническим заданием на разработку изделия.
    3.9.Пример расчета значений допустимых дисбалансов приведен в приложении 6.
    4.ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КЛАССА ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ ДЛЯ ВНОВЬ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ
    4.1.При проектировании изделия класс точности для него выбирается предварительно. Для этого может быть использована таблица приложения 1, а также отраслевые стандарты, содержащие разделы о точности балансировки.
    4.2.После экспериментальных исследований опытных или уникальных образцов по п.4.3 устанавливают окончательно класс точности балансировки, при котором не нарушается работоспособность изделия.
    4.3.Экспериментальное определение класса точности балансировки для вновь разрабатываемых изделий следует проводить на опытных или уникальных изделиях. Для изделий массового производства класс точности балансировки устанавливают по испытаниям опытной серии.
    Испытание следует проводить по пп.4.4-4.6 или по методикам, устанавливаемым в отраслевых стандартах.
    4.4.У опытного образца, имеющего доступ к плоскостям коррекции для изменения дисбалансов, сбалансировать ротор до минимально достижимых остаточных дисбалансов с учетом погрешностей по п.5.8.
    4.5.Определить наименьшие значения предельных дисбалансов для каждой плоскости коррекции 1 и 2 изделия, превышение которых вызывает вибрацию опор сверх установленной в техническом задании или нарушает нормальное функционирование изделия.
    4.5.1.Для этого в обе плоскости коррекции 1 и 2 ротора, отбалансированного по п.4.4, ввести одинаковые дисбалансы. На работающем с этими дисбалансами изделии измерить среднеквадратические значения виброскоростей подшипниковых опор, как указано в рекомендуемом приложении 3, а для электрических машин - по ГОСТ 12379-75.
    Увеличивая постепенно введенные дисбалансы, определить те их предельные значения для каждой плоскости коррекции 1 и 2, превышение которых вызывает вибрацию опор сверх установленной техническим заданием или нарушает нормальное функционирование изделия.
    4.5.2.Не изменяя положения найденного по п.4.5.1 предельного дисбаланса в плоскости коррекции 1, переставить в плоскости коррекции 2 семь раз через 45° введенный в нее дисбаланс. Меняя значение введенного дисбаланса в каждом из семи положений в плоскости коррекции 2, найти по п.4.5.1 его семь предельных значений для плоскости коррекции 2.
    4.5.3.Установить в исходное положение 0° предельный дисбаланс по п.4.5.1 для плоскости коррекции 2. Не изменяя его положения, переставить семь раз через 45° вводимый дисбаланс в плоскости коррекции 1. Меняя значения вводимого дисбаланса в каждом из семи положений в плоскости коррекции 1, найти по п.4.5.1 его семь предельных значений для плоскости коррекции 1.
    При достаточном техническом и экономическом обосновании допускается вводимые дисбалансы переставлять более чем через 45°. Значения этих углов должны быть указаны в нормативно-технической документации.
    Примечание. Угол между наибольшими значениями предельных дисбалансов в обеих плоскостях коррекции зависит от неоднородности ротора и опор, а также от соотношений геометрических размеров ротора.
    4.5.4.Найти наименьшие значения дисбалансов в каждой плоскости коррекции 1 и 2 по пп.4.5.1-4.5.3, т.е. значения функциональных дисбалансов в этих плоскостях коррекции, превышение которых нарушает нормальное функционирование изделия.
    4.5.5.При испытаниях опытной серии из изделий после определения значений функциональных дисбалансов для каждой из плоскостей коррекции 1 и 2 каждого изделия вычислить с соответствующей доверительной вероятностью значения функциональных дисбалансов и для всех изделий. Метод определения , и изложен в приложении 4.
    4.5.6.Сумма найденных в п.4.5.5 значений функциональных дисбалансов для плоскостей коррекции 1 и 2 определяет значение главного вектора функциональных дисбалансов ротора
    . (11)
    Функциональный удельный дисбаланс для изделия находят по формуле
    . (12)
    Зная максимальную эксплуатационную частоту вращения ротора по черт.1 установить, в какой класс точности балансировки попадает найденный на опытных изделиях функциональный удельный дисбаланс. Окончательно класс точности балансировки для массового производства этих изделий предпочтительно назначать на один класс точнее того класса точности балансировки, к которому относится этот дисбаланс.
    4.6.Для изделий, у которых невозможен доступ к плоскостям коррекции, допускается вместо испытаний по п.4.5 изменять остаточные дисбалансы на нескольких роторах до сборки изделий. Количество изделий определять по приложению 4.
    5.ТРЕБОВАНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДИСБАЛАНСОВ ОПЫТНЫХ ИЗДЕЛИЙ
    5.1.При исследовательских, предварительных, в начале и конце ресурсных приемочных испытаний опытных или уникальных образцов и опытных серий следует измерять остаточные дисбалансы в плоскостях коррекции или других плоскостях.
    Примечание. Виды испытаний, при которых проводятся такие измерения, устанавливаются в стандартах или технических условиях на конкретные изделия.
    5.2.Измерение остаточных дисбалансов отдельного ротора или изделия в сборе следует проводить на балансировочном станке при частоте его вращения ниже первой резонансной системы "ротор-опоры" или на изделии в сборе при помощи балансировочного комплекта.
    Пересчет измеренных остаточных дисбалансов из плоскостей измерения или плоскостей опор в плоскости коррекции и обратно следует производить по формулам обязательного приложения 2.
    Примечание. Резонансная частота системы "ротор-опоры" - частота вращения ротора в системе "ротор-опоры", состоящей из ротора и упругих опор, при которой амплитуда колебаний достигает максимума.
    5.3.Перед измерением ротор должен быть собран по рабочим чертежам с теми деталями, с которыми он вращается в изделии как одно целое (например, вентилятор, шестерня, маховик, шкив, технологические втулки, подшипники качения, полумуфта и т.п.).
    При измерении остаточных дисбалансов ротора, которое по каким либо причинам должно проводиться без ряда деталей и (или) не на его собственных подшипниках, возникающие при сборке ротора с этими деталями технологические дисбалансы следует определять по п.5.9 и учитывать в результатах измерений.
    5.4.При измерении остаточных дисбалансов ротора с консольно-расположенной массой, которая опирается в корпусе машины на свою опору, во время измерения на балансировочном станке следует пользоваться вспомогательной опорой.
    5.5.У роторов, которые имеют две и более сосредоточенных массы на легком валу, следует измерять дисбалансы каждой детали до сборки или дисбалансы ротора на каждой стадии сборки.
    5.6.Для измерения значения остаточного дисбаланса в данной плоскости коррекции ротора следует ввести в эту плоскость контрольный груз, создав дисбаланс , значение которого в 5-10 раз превышает верхнее значение допустимого для данной плоскости коррекции дисбаланса . Записать значения и углы дисбалансов, переставляя на 45° этот же контрольный груз на том же радиусе, снова записать значение и угол дисбаланса. Повторить такие измерения восемь раз при различных положениях контрольного груза, пока не будет обойдена вся окружность ротора. Измерения проводить для каждой плоскости коррекции отдельно.
    5.7.Для каждой плоскости коррекции построить графики в координатах угол дисбаланса и значение дисбаланса, как показано на черт.5.
    Черт.5. График в координатах угол дисбаланса и значение дисбаланса

    Черт.5
    Среднее арифметическое измеренных величин пропорционально значению устанавливаемого в плоскости коррекции дисбаланса
    , (13)
    где и - максимальные и минимальные показания индикатора значения дисбаланса;
    - представляет на чертеже отрезок, пропорциональный значению дисбаланса;
    - коэффициент пропорциональности.
    Угол дисбаланса 0° 45° 90° 135° 180° 225° 270° 315°
    Показание индикатора значения дисбаланса Плоскость коррекции 1
    Плоскость коррекции 2

    Значение остаточного дисбаланса в плоскости коррекции пропорционально
    . (14)
    Следовательно,
    . (15)
    Примечания:
    1.Если есть сомнения в линейности показаний индикатора значения дисбаланса, следует повторить измерение со значением дисбаланса, меньшим или большим, чем использованное значение дисбаланса.
    2.Допускается измерять остаточные дисбалансы без обхода контрольным грузом на балансировочном станке или с помощью балансировочного комплекта, настроенных по тарировочному ротору.
    5.8.При измерении значений остаточного дисбаланса (и, в частности, при балансировке) следует учитывать погрешности, вызываемые приводом ротора или вспомогательными опорами вследствие:
    дисбалансов, вносимых элементами привода и вспомогательных опор, отклонения от соосности опор, зазоров в элементах привода и у опорных поверхностей ротора. Влияние этих погрешностей обнаруживается при повторении цикла измерений с повернутой на 180° одной полумуфтой приводного вала после первого цикла измерений;
    зазоров между элементами привода и опорными деталями или ротором.
    5.9.Значения технологических дисбалансов по п.2.1 следует определять как разность значений остаточных дисбалансов в одних и тех же плоскостях ротора, измеренных по пп.5.2-5.8, для изделия в сборе и для сборочной единицы ротора согласно технической документации для его балансировки. Окончательное значение технологических дисбалансов вычислить по результатам измерения опытных изделий.
    Метод определения числа изделий и способ расчета подобны изложенному в пп.5-7 приложения 4.
    Примечание. Необходимость определения значений технологических дисбалансов устанавливается в стандартах и технических условиях на конкретные изделия.
    5.10.Значения эксплуатационных дисбалансов по п.2.1 следует определять как разность значений остаточных дисбалансов в одних и тех же плоскостях, измеренных по пп.5.2-5.8 на изделии в сборе до начала его эксплуатации и после того, как оно выработало весь заданный технический ресурс или ту его часть, установленную в нормативно-технической документации, которую оно должно наработать до ремонта, предусматривающего балансировку.
    Окончательно значение эксплуатационных дисбалансов следует вычислить по результатам измерения опытных изделий. Метод определения числа изделий и способ расчета подобны изложенному в пп.5-7 приложения 4.
    Примечание. Необходимость определения значений эксплуатационных дисбалансов устанавливается в стандартах и технических условиях на конкретные изделия.