Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5122:1990

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5122:1990 quy định về cấp chính xác cân bằng cho các máy và thiết bị công nghệ, đặc biệt tập trung vào các vật quay (rôto) ở trạng thái cứng. Tiêu chuẩn này là cơ sở kỹ thuật quan trọng giúp các nhà thiết kế, chế tạo và bảo dưỡng đánh giá, kiểm soát chất lượng cân bằng động của thiết bị, nhằm giảm thiểu rung động, tiếng ồn và tăng tuổi thọ cho máy móc vận hành.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Điều 1 của tiêu chuẩn xác định rõ phạm vi và đối tượng áp dụng đối với các sản phẩm cơ khí:

• Tiêu chuẩn áp dụng cho các rôto cứng có tần số quay định mức, hoạt động trong các máy móc và thiết bị công nghệ khác nhau.
• Xác định các nguyên tắc phân cấp chất lượng cân bằng dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của từng loại thiết bị.
• Làm căn cứ để thiết lập các tiêu chuẩn kiểm tra nghiệm thu sản phẩm sau khi chế tạo hoặc sau khi sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ.

Quy định chung và các thuật ngữ cốt lõi (Điều 2)

Để đảm bảo tính thống nhất trong việc áp dụng, Điều 2 đưa ra các định nghĩa và khái niệm kỹ thuật cơ bản:

• Rôto cứng: Là rôto không bị biến dạng đáng kể dưới tác động của lực ly tâm và các lực khác phát sinh trong quá trình làm việc ở tốc độ định mức.
• Lượng mất cân bằng còn lại: Là lượng mất cân bằng còn tồn tại trên rôto sau khi đã thực hiện quá trình cân bằng.
• Độ lệch tâm của khối tâm: Khoảng cách từ khối tâm của rôto đến trục quay thực tế của nó, ký hiệu là e và thường được đo bằng micrômét (µm).
• Mặt phẳng hiệu chỉnh: Các mặt phẳng vuông góc với trục quay, tại đó người ta thực hiện việc thêm hoặc bớt khối lượng để điều chỉnh sự cân bằng của rôto.

Hệ thống cấp chính xác cân bằng (Điều 3)

Điều 3 quy định chi tiết về việc phân chia các cấp chính xác cân bằng. Các cấp này được ký hiệu bằng chữ G kèm theo một chỉ số số học biểu thị giới hạn trên của tích số giữa độ lệch tâm riêng và tần số góc của rôto (tương đương với vận tốc rung của khối tâm tính bằng mm/s):

• Cấp G0.4: Áp dụng cho các thiết bị có độ chính xác cực cao như trục chính của máy mài chính xác cao, con quay hồi chuyển.
• Cấp G1: Dùng cho các thiết bị ghi âm, đầu đọc đĩa, trục chính của máy công cụ chất lượng cao, máy mài thông thường.
• Cấp G2.5: Áp dụng cho tuabin khí và tuabin hơi nước, rôto của máy nén khí, động cơ điện cỡ nhỏ và vừa, trục chính của máy công cụ thông thường.
• Cấp G6.3: Cấp phổ biến nhất, áp dụng cho các bộ phận của máy công cụ thông thường, cánh bơm ly tâm, rôto của động cơ điện cỡ lớn, bánh đà, khớp nối, trục khuỷu của động cơ nhiều xi lanh.
• Cấp G16: Dùng cho các bộ phận của máy nông nghiệp, trục các đăng, trục khuỷu của động cơ ô tô, máy nén khí pittông.
• Cấp G40: Áp dụng cho bánh xe ô tô, trục khuỷu của động cơ xe máy, các bộ phận của máy nghiền, máy sàng.
• Cấp G100 và cao hơn (G250, G630, G1600, G4000): Dùng cho các thiết bị siêu trường siêu trọng, động cơ diesel tốc độ thấp, hoặc các thiết bị có yêu cầu cân bằng thấp nhưng khối lượng cực lớn.

Phương pháp xác định lượng mất cân bằng còn lại cho phép (Điều 4)

Điều 4 hướng dẫn chi tiết cách tính toán và phân bổ lượng mất cân bằng còn lại cho phép trên các mặt phẳng hiệu chỉnh của rôto:

• Nguyên tắc tính toán: Lượng mất cân bằng còn lại cho phép phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng của rôto, tốc độ quay làm việc lớn nhất và cấp chính xác cân bằng được lựa chọn. Công thức tính toán dựa trên mối quan hệ giữa độ lệch tâm cho phép và tần số góc của rôto.
• Phân bổ lượng mất cân bằng: Đối với rôto có hai mặt phẳng hiệu chỉnh, lượng mất cân bằng còn lại cho phép phải được phân bổ một cách hợp lý cho từng mặt phẳng dựa trên vị trí của khối tâm so với các mặt phẳng đó.
• Yêu cầu về thiết bị đo: Thiết bị dùng để đo lường và cân bằng phải có độ nhạy và độ chính xác cao hơn ít nhất một cấp so với yêu cầu cân bằng của rôto cần kiểm tra để đảm bảo kết quả đo tin cậy.