ISO 1940-1 er en international standard, der definerer krav til balancekvalitet for stive rotorer ved hjælp af et system af G-kvaliteter. Den indeholder formlen U_per = (9549 x G x M) / n til at beregne tilladt restubalance og en tabel, der kortlægger G-kvaliteter til rotortyper. Den er blevet erstattet af ISO 21940-11, men G-kvalitetsværdierne og -metoden forbliver identiske.

Hvordan beregner man den tilladte restubalance ud fra en G-klasse?

Brug formlen: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, hvor G er slibningstallet i mm/s, M er rotormassen i kg, og n er den maksimale driftshastighed i omdrejninger pr. minut. For eksempel en rotor på 50 kg ved 3000 omdrejninger pr. minut med G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Hvilken G-kvalitet skal jeg bruge til en pumpe, ventilator eller motor?

G 6,3 til de fleste industrielle ventilatorer, pumper og generelle elektriske motorer. G 2,5 til højhastigheds- eller kritiske pumper (API 610), gasturbiner og turbokompressorer. G 1,0 til præcisionsslibespindler. G 16 til ikke-kritisk landbrugs- eller knuseudstyr.

Hvordan fordeler man tolerance mellem to korrektionsplaner?

For symmetriske rotorer: del 50/50. For asymmetriske rotorer mellem lejerne: U_venstre = U_per x (b/L), U_højre = U_per x (a/L), hvor a og b er afstande fra massemidtpunktet til venstre og højre lejer, L = a + b. For frihængte rotorer kræves momentbaseret genberegning med strammere tolerancer.

Hvilke typer ubalance definerer ISO 1940-1?

Tre typer: Statisk ubalance (masseakse parallel, men forskudt, korrigeret i ét plan), parvis ubalance (masseakse gennem massemidtpunktet, men vippet, korrigeret i to plan) og dynamisk ubalance (generelt tilfælde, der kombinerer begge, korrigeret i to plan).

Kan jeg verificere ISO 1940-1-overholdelse med en bærbar balancer?

Ja. Balanset-1A har en indbygget ISO 1940-toleranceberegner. Den beregner U_per, fordeler mellem planer, sammenligner målt residual med grænsen og genererer en formel balancerapport, der dokumenterer overholdelse af den specificerede G-klasse.

ISO 1940-1 — Krav til balancekvalitet for stive rotorer — Vibromera

ISO 1940-1 — Krav til balancekvalitet til stive rotorer

Q: Hvad er forskellen mellem ISO 1940-1 og ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 erstatter ISO 1940-1:2003 som en del af den omfattende ISO 21940-serie. G-kvalitetssystemet, toleranceværdierne og anvendelsesanbefalingerne er identiske. ISO 21940-11 indeholder mindre redaktionelle forbedringer, men ingen tekniske ændringer.

Q: Hvad er en stiv rotor?

En stiv rotor er en rotor, hvis elastiske deformationer under centrifugalkræfter er ubetydeligt små sammenlignet med de specificerede ubalancetolerancer over hele dens driftshastighedsområde. En rotor, der er afbalanceret ved lav hastighed, forbliver afbalanceret ved driftshastighed. Rotorer over deres første kritiske bøjningshastighed er fleksible.

Bærbar afbalanceringsapparat, vibrationsanalysator

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

Dele

Vibrationssensor

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

Vibromera rotorbalanceringssæt: bæretaske, flerkanals signalbehandler, håndholdt analysator, magnetisk base, vibrationssensorer og spiralkabler.

Enheder

Balanset-4

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

Dele

Reflekterende tape

Balanset-1A. Bærbar afbalanceringsapparat, vibrationsanalysator

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

📌 Kanonisk referenceartikel — vibromera.eu

Den grundlæggende internationale standard, der definerer G-grade balancekvalitetssystemet — fra G 0,4 (gyroskoper) til G 4000 (marine dieselmotorer). Nu indarbejdet i ISO 21940-11, med identiske G-grade værdier og metode.

Tilladt restubalance

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — indtast rotordata, hent U_om

G-Klasse (Balanceret Kvalitet)

Rotormasse (kg)

Maksimal hastighed (RPM)

Korrektionsfly

Korrektionsradius (mm, valgfrit)

Resultater — ISO 1940-1

Tilladt restubalance

⚖️Indtast rotorparametre
at beregne tolerance

G-Grade Balance Kvalitetskarakterer

Logaritmisk skala med faktor 2,5 mellem tilstødende kvaliteter — fra ultrapræcision G 0,4 til marine G 4000

G 1.0

e·ω = 1,0 mm/s

Præcisionsslibespindler, båndoptagere, små højhastighedsankere

G 2.5

e·ω = 2,5 mm/s

Gas-/dampturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, højhastighedsmotorer

G 6.3

e·ω = 6,3 mm/s

Standard — ventilatorer, pumper, svinghjul, motorer, maskindrev

G 16

e·ω = 16 mm/s

Landbrugsmaskiner, knusere, kardanaksler, drivkomponenter

📋 Komplet G-klassetabel — ISO 1940-1 / ISO 21940-11

G-klasse	e·ω (mm/s)	Typiske rotortyper	Noter
G 0.4	0.4	Gyroskoper, præcisionsspindler, optiske diskdrev	Nær grænsen for konventionel afbalancering
G 1.0	1.0	Slibespindeldrev, båndoptagere, små præcisionsarmaturer	Kræver ultra-rene forhold
G 2.5	2.5	Gas- og dampturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, højhastighedsmotorer	Forhindrer for tidlig lejeskade
G 6.3	6.3	Ventilatorer, pumper, svinghjul, elektriske motorer, værktøjsmaskiner, papirruller	Mest almindelige — standardkarakter
G 16	16	Kardanaksler (special), landbrugsmaskiner, knusere, minedriftsblæsere	Kraftige, barske forhold
G 40	40	Bilhjul og fælge, kardanaksler (standard), langsomme ventilatorer	Dækvariation dominerer
G 100	100	Komplette motorer til biler, lastbiler, lokomotiver	Forbrændingsmotorer som samlinger
G 250	250	Krumtapaksler i højhastighedsdieselmotorer	Komponentniveau
G 630	630	Krumtapaksler på store 4-taktsmotorer, marinedieselmotorer på elastiske lejer	Stor lavhastigheds frem- og tilbagegående
G 1600	1600	Krumtapaksler på store 2-taktsmotorer	Meget langsomme, massive fundamenter
G 4000	4000	Krumtapaksler på lavhastigheds marinedieselmotorer på stive fundamenter	De løseste krav

📊 Forberegnede tolerancer for almindelige industrielle rotorer

Rotortype	Masse (kg)	Omdrejninger i minuttet	G	U_om (g·mm)	Pr. fly	e_om (µm)
Lille motor	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
HVAC-ventilator	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Pumpehjul	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbokompressor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Papirrulle	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Kraftværksventilator	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Slibespindel	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Bilhjul	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Toleranceallokeringsmetoder — ISO 1940-1 Kapitel 7

Rotortype	Tildeling	Formel	Noter
Symmetrisk	Lige fordeling	U_L=U_R=U_om/2	Simpelste tilfælde. Motorer, nogle ventilatorer.
Asymmetrisk mellemleje	Proportionel	U_L=U_om·(b/l)	Den mest almindelige metode.
Udhæng (udhæng)	Momentbaseret	Statiske ligninger	Strammere tolerancer på udhængsplan.
Smal (fly tættere på)	Separat statisk + par	I henhold til ISO 21940-12	Forskellige vibrationseffekter.

Hvad er ISO 1940-1?

Hurtigt svar

ISO 1940-1 (Mekanisk vibration — Krav til balancekvalitet for rotorer i konstant (stiv) tilstand) definerer G-kvalitetsbalancesystem for stive rotorer. Formlen U_om = (9549 × G × M) / n beregner tilladt restprodukt ubalance. Erstattet af ISO 21940-11:2016 med identiske værdier. Standardkvalitet for industrimaskiner: G 6.3.

ISO 1940-1 er det grundlæggende dokument for rotorbalancering på verdensplan. Dets G-grade-system er de facto-sproget for balancering: "balancering til G 6.3" forstås af alle specialister globalt. Standarden dækker stive rotorer fra små præcisionsspindler til massive krumtapaksler og giver en universel ramme for at specificere, beregne og verificere balancekvalitet.

Standarden gælder kun for stiv Rotorer — dem, hvis elastiske deformationer under centrifugalkræfter er ubetydelige i hele driftshastighedsområdet. Fleksible rotorer (der arbejder over den første kritiske bøjningshastighed) er dækket af ISO 21940-12.

Konceptet med den stive rotor

En rotor klassificeres som stiv, hvis dens massefordeling ikke ændrer sig væsentligt, når hastigheden varierer fra nul til maksimal driftshastighed. Den vigtigste konsekvens: En rotor, der er afbalanceret ved lav hastighed på en afbalanceringsmaskine, forbliver afbalanceret ved sin driftshastighed. Dette muliggør afbalancering ved 300-600 o/min på en værkstedsmaskine, samtidig med at tolerancer overholdes ved 3000+ o/min i drift.

Hvis en rotor opererer i det superkritiske område (over den første bøjning kritisk hastighed) eller i nærheden resonans, ændrer udbøjninger den effektive massefordeling, og balancering ved lav hastighed kan være ineffektiv ved høj hastighed. Sådanne rotorer klassificeres som fleksible.

Hvad ISO 1940-1 IKKE dækker

Rotorer med skiftende geometri (leddelte aksler, helikopterblade). Resonans i rotor-understøtnings-fundamentsystemer. Aerodynamiske og hydrodynamiske kræfter, der ikke er relateret til massefordeling. For ventilatorer specifikt, se ISO 14694 (BV/FV-kategorier).

Typer af ubalance

Ubalance = rotorens inertiakse ≠ rotationsakse. I vektorform: U = m × r (g·mm). ISO 1940-1 klassificerer tre typer:

Statisk ubalance: Inertiakse parallel med rotationsaksen, men forskudt. Enkelt ubalanceret masseækvivalent. Korrigerbar i ét fly. Typisk: remskiver, smalle gear, ventilatorhjul (L/D < 0,5).
Ubalance i parforholdet: Inertiaksen gennem massemidtpunktet, men vippet. Nettokraften er nul, men et par rokker rotoren. Kræver to fly.
Dynamisk ubalance: Generelt tilfælde — statisk + par kombineret. Inertiaksen er hverken parallel eller skærende rotationsakse. Kræver to fly. De fleste rigtige rotorer har dynamisk ubalance.

Specifik ubalance (excentricitet)

Specifik ubalance

e = U / M

e i µm (g·mm/kg) | U = ubalance (g·mm) | M = rotormasse (kg) — forskydning af massemidtpunkt fra rotationsaksen

G-kvaliteten er defineret som produktet e × ω (mm/s) — den lineære hastighed af rotorens massemidtpunkt i kredsløb om rotationsaksen. Dette ene tal karakteriserer balancekvaliteten uafhængigt af rotorstørrelse og hastighed.

G-klassesystemet — Fysisk grundlag

Masselighed

For geometrisk ensartede rotorer: U_om ∝ M → specifik ubalance e_om bør være konstant. Én standard gælder for alle størrelser.

Hastighedslighed

Centrifugalkraft F = M·e·ω². For at opretholde acceptable lejebelastninger ved forskellige hastigheder, e_om skal falde, når ω stiger:

G-klasse definition

G = e_om × ω = konstant (mm/s)

G 6,3 = massemidtpunktsbaner ved ≤ 6,3 mm/s | Tilstødende stigninger varierer med en faktor 2,5

Beregning af tilladt restubalance

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 Toleranceformel

U_om = (9549 × G × M) / n

U_om i g·mm | G = hældning (mm/s) | M = rotormasse (kg) | n = maks. driftsomdrejningstal | 9549 = 60.000/(2π)

Udarbejdet eksempel: Ventilatorrotor, G 6,3

Givet: Centrifugalventilatorhjul, M = 200 kg, n = 1.500 o/min, G 6,3.

Total: U_om = 9.549 × 6,3 × 200 / 1.500 = 8021 g·mm

Excentricitet: e_om = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Pr. plan (symmetrisk, 2): 8 021 / 2 = 4011 g·mm

Ved R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g pr. plan

Brug altid maksimal servicehastighed

Hastigheden i formlen skal være den højeste omdrejningstal i drift – ikke afbalanceringsmaskinens hastighed. Mange rotorer er afbalanceret ved 300-600 omdr./min., men tolerancen skal bruge den faktiske driftshastighed (f.eks. 1480 omdr./min.). Brug af afbalanceringsmaskinens hastighed giver farligt løse tolerancer.

Allokering til korrektionsplaner

U_om gælder rotorens massemidtpunkt. I praksis balance i to planer (nær lejer). Kapitel 7 regler:

Symmetriske rotorer

CoM ved midtpunktet → lig med: U_L = U_R = U_om / 2.

Asymmetrisk mellemleje

Asymmetrisk allokering

U_venstre = U_om × (b / L) | U_højre = U_om × (a / L)

a = CoM til venstre leje | b = CoM til højre leje | L = a + b

Overhængende rotorer

Udhængsmasse skaber et bøjningsmoment, der belaster begge lejer. Momentbaseret genberegning nødvendig → typisk meget strammere tolerance på udhængsplanet. Almindeligt for pumper, ettrinskompressorer og udkragede ventilatorhjul.

Fejl og verifikation

Fejlkilder

Systematisk: Maskinkalibreringsdrift, excentriske dorne, noteffekter (ISO 8821), termisk forvrængning.
Tilfældig: Sensorstøj, støtteslør, variation i rotorsæde.

Den samlede fejl må ikke overstige tolerancen på 10–15%. Hvis den er større, skal arbejdstolerancen strammes tilsvarende.

Samlingseffekter

Komponentbalancering ≠ samlingsbalance. Koblingens excentricitet, radial kast og løse pasformer kan ophæve komponentarbejdet. Trimbalancering af den samlede rotor.

Bekræftelsesmetoder

Indekstest: Drej rotoren 180° på dornen, og mål igen. Ændring = fiksturfejl.
Prøvevægttest: Tilføj kendt masse, verificér at den målte vektorændring stemmer overens med forventningen.
Kontrol i marken: Mål vibrationer på lejer pr. ISO 10816.

Balanset-1A: Indbygget ISO 1940-1-overensstemmelse

Den Balanset-1A automatiserer ISO 1940-1: indtast masse, hastighed, G-klasse → øjeblikkelig U_om med automatisk planallokering. Efter afbalancering sammenlignes residual med grænse. F6-rapportfunktionen genererer en formel protokol, der dokumenterer den opnåede G-grad. Nøjagtighed ±5% hastighed, ±1° fase — tilstrækkelig for G 16 til G 2.5. Den Balanset-4 strækker sig til fire kanaler til komplekse rotorer med flere lejer.

Udarbejdede eksempler

Tilfælde 1: Elmotor — G 6.3

Rotor: 15 kW, 1.460 o/min, 35 kg, symmetrisk mellem lejerne.

Tolerance: U_om = 9.549 × 6,3 × 35 / 1.460 = 1442 g·mm → 721/fly.

Ved R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plan. Butiksbalanceret: 180 g·mm restvægt. ✅

Tilfælde 2: Pumpe — overhængt pumpehjul, G 6.3

Rotor: Aksel + impeller 18 kg, 2950 o/min. Impeller 6 kg udhæng 120 mm. Lejespænd 250 mm.

Total: U_om = 367 g·mm. Momentfordeling: for ≈ 202, bag ≈ 165 g·mm.

Markbalanceret med Balanset-1A enkeltplan: 8,5 g ved 230°. Slutvægt: 95 g·mm. ✅

Tilfælde 3: Turbokompressor — G 2.5

Rotor: 3-trins, 65 kg, 12.000 o/min. Lidt asymmetrisk.

Tolerance: U_om = 129 g·mm → 65/plan → ved R = 95 mm: 0,68 g/plan.

Præcision på under gram → kun til højhastighedsmaskiner i værkstedet. Indekstest: dornfejl < 5 g·mm. Endelig: 28 g·mm/plan. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

G-klasseværdier, formler, anvendelsestabeller — identisk. Ingen tekniske ændringer.
ISO 21940-serien: Del 11 (kvalitet), del 12 (fleksibel), del 14 (procedurer), del 21 (beskrivelser), del 31 (modtagelighed), del 32 (nøgler).
Begge betegnelser bruges i flæng i praksis.
ISO 14694 BV-kategorier refererer direkte til G-karakterer.

ISO 21940-11: Denne standard — G-klassesystem.
ISO 21940-12: Fleksibel rotorbalancering.
ISO 10816 / ISO 20816: Vibrationsevaluering — operationelt resultat af balancekvalitet.
ISO 14694: Ventilatorspecifikke BV/FV-kategorier → G-klasser.
ISO 8821: Kilegangindflydelse (halvnøglekonvention).
API 610 / API 617: Petroleumpumper/kompressorer i henhold til ISO 1940.

Officiel standard: ISO 1940-1 på ISO Store →

← Tilbage til ordlisteindekset

Ofte stillede spørgsmål — ISO 1940-1

G-kvalitetsbalancesystem til stive rotorer

▸ Hvad er forskellen mellem ISO 1940-1 og ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 erstatter ISO 1940-1:2003. G-kvalitetssystemet, toleranceværdier og anvendelsestabeller er identisk. ISO 21940-11 indeholder mindre redaktionelle forbedringer, men ingen tekniske ændringer. Begge betegnelser bruges i flæng.

▸ Hvordan beregner jeg den tilladte restubalance?

U_om = (9549 × G × M) / n — G = hældning (mm/s), M = masse (kg), n = maks. omdrejninger pr. minut. Eksempel: 50 kg ved 3.000 omdr. pr. minut, G 6,3 → 9.549 × 6,3 × 50 / 3.000 = 1003 g·mm. Divider med planer for at få værdien pr. plan.

▸ Hvad er en stiv rotor?

En rotor, hvis elastiske deformationer under centrifugalkræfter er ubetydeligt små i hele dens driftshastighedsområde. Balanceret ved lav hastighed → forbliver balanceret ved driftshastighed. Rotorer over første bøjning kritisk hastighed er fleksible og kræver ISO 21940-12.

▸ Hvilken G-klasse til pumper, ventilatorer eller motorer?

G 6.3 — de fleste ventilatorer, pumper, General Motors. G 2.5 — turbiner, turbokompressorer, kritiske pumper (API 610). G 1.0 — slibespindler. G 16 — landbrugs-/knusere. For fans: ISO 14694 BV-kategorier kortlægges til G-karakterer.

▸ Hvordan fordeler man tolerancer mellem planer?

Symmetrisk: 50/50. Asymmetrisk: proportional med lejereaktioner — U_venstre = U_om×(b/L). Udhæng: momentbaseret med strammere udhængstolerance i plan. Balanset-1A håndterer allokering automatisk.

▸ Hvad er de tre typer ubalance?

Statisk — forskudt, men parallel, etplans fiksering. Par — vippet gennem CoM, to-plans fix. Dynamisk — generel (statisk+par), to-plans fix. De fleste virkelige rotorer: dynamisk ubalance.

▸ Hvorfor er G-karakterer på en logaritmisk skala?

Faktor 2,5 mellem kvaliteter dækker hele spektret fra gyroskoper (G 0,4) til marine dieselmotorer (G 4000). Logaritmisk skalering er passende, fordi den opfattede vibrationsstyrke og lejelevetid følger logaritmiske forhold. Hvert trin ≈ samme relative ændring i kvalitet.

▸ Kan jeg verificere overholdelse af en bærbar balancer?

Ja. Balanset-1AIndbygget ISO 1940-beregner, automatisk planallokering, realtidssammenligning af residual vs. grænse, formel balancerapport. ±5% nøjagtighed tilstrækkelig til G 16–G 2.5. For G 1.0 kræves omhyggelig forberedelse.

Relaterede ordlisteartikler

Balance Quality Grade

Interaktiv G-klasseberegner med komplette tolerancetabeller

ISO 14694

Ventilatorspecifikke BV/FV-kategorier, der kortlægges til G-klasser

ISO 10816-1

Vibrationsevaluering — måling af balancekvalitet under drift

Ubalance

Typer, måling og korrektion af masseubalance

Naturlig frekvens

Kritiske hastigheder og den stive/fleksible rotorgrænse

Rotor balancering

Procedurer for afbalancering i ét plan og to plan

Balance i henhold til ISO 1940-1 — I felten

Vibromera bærbare balancere inkluderer indbyggede ISO 1940 toleranceberegnere, automatisk planallokering og formelle balancerapporter, der dokumenterer den opnåede G-kvalitet.

Gennemse balanceringsudstyr →