ISO 1940-2 — Ordforråd til balancering
Den internationale "ordbog" for rotorbalancering — standardiserede definitioner for ubalancetyper, rotorklassifikationer, korrektionsmetoder, maskintyper og kvalitetsterminologi. Nu indarbejdet i ISO 21940-2.
Overblik over centrale balanceringstermer
De vigtigste definitioner fra ISO 1940-2 — de termer, som enhver balanceringsekspert skal kende
Komplet terminologireference
Alle vigtige termer fra ISO 1940-2 / ISO 21940-2, organiseret efter kategori
| Semester | Definition | Betydning |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Et legeme, der kan rotere om en defineret akse. I forbindelse med afbalancering omfatter det enhver roterende komponent: aksler, impeller, ankere, tromler, spindler. | Det grundlæggende formål med balancering. Alle andre udtryk beskriver egenskaber ved eller handlinger på rotoren. |
| Rotor Stiv rotor | En rotor hvis ubalance kan korrigeres i to vilkårlige planer, og efter korrektion ændrer den resterende ubalance sig ikke væsentligt ved nogen hastighed op til den maksimale driftshastighed. | Bestemmer, at ISO 1940-1 (G-kvalitetssystem) gælder. Afbalancering ved lav hastighed på en værkstedsmaskine er gyldig. Langt de fleste industrielle rotorer er stive. |
| Rotor Fleksibel rotor | En rotor, der deformeres elastisk ved sin driftshastighed, således at dens ubalancetilstand ændres. Skal korrigeres ved eller nær driftshastighed i mere end to planer. | Kræver ISO 21940-12. Højhastighedsturbiner, store generatorer, flertrinskompressorer. Specialiseret højhastighedsbalanceringsudstyr er nødvendigt. |
| Rotor Aksel Akse | Den rette linje, der forbinder lejetappenes centre. Den geometriske rotationsakse. | Referenceaksen for alle ubalancemålinger. Udløb af journaler påvirker målenøjagtigheden. |
| Rotor Hovedinertiens akse | Den akse, omkring hvilken rotoren ville rotere frit uden at producere centrifugalkraft eller moment. Falder sammen med akselaksen for en perfekt afbalanceret rotor. | Uoverensstemmelsen mellem hovedaksen og akselaksen er ubalance. Al korrektion har til formål at justere disse to akser. |
| Rotor Massecentrum (tyngdekraft) | Det punkt, hvor hele rotormassen kan betragtes som koncentreret. For en afbalanceret rotor ligger det præcist på akselaksen. | Statisk ubalance = CoM forskudt fra akselaksen. Specifik ubalance (e) = forskydningsafstand. |
| Rotor Servicehastighed | Den maksimale rotationshastighed, som rotoren arbejder med i dens tilsigtede anvendelse. | Kritisk for toleranceberegning: Uom = (9 549 × G × M) / n. Brug altid servicehastighed, ikke balancehastighed. |
| Rotor Kritisk hastighed | En rotationshastighed, hvorved et rotorlejesystem oplever resonans, hvilket resulterer i stærkt forstærket vibration. | Bestemmer klassificeringen af stiv/fleksibel. En stiv rotor fungerer et godt stykke under den første kritiske bøjningshastighed. |
| Semester | Definition | Formel / Enheder |
|---|---|---|
| Ubalance Ubalance | En tilstand, hvor inertiens hovedakse ikke falder sammen med rotationsaksen. Forårsager en centrifugalkraft, der er proportional med masse, excentricitet og hastighed i anden potens. | U = m × r (g·mm eller kg·m) |
| Ubalance Statisk ubalance | Hovedakse parallel med rotationsaksen, men forskudt. Svarende til en enkelt masse ved en enkelt radius. Detekterbar uden rotation (knivsæg). Lejesvingninger i fase. | Rettet i 1 fly |
| Ubalance Ubalance i parforholdet | Hovedaksen skærer rotationsaksen i massemidtpunktet, men er vippet. To lige store, modsatrettede tunge pletter i forskellige planer skaber et vippemoment. Kun detekterbart under rotation. | Rettet i 2 fly |
| Ubalance Dynamisk ubalance | Det generelle tilfælde: hovedaksen hverken parallel med eller skærer rotationsaksen. Kombination af statisk og rotationspar. Den mest almindelige tilstand i den virkelige verden. | Rettet i 2 fly |
| Ubalance Specifik ubalance | Forholdet mellem ubalance og rotormasse. Repræsenterer excentriciteten — forskydningen af massemidtpunktet fra akselaksen. Muliggør kvalitetssammenligning på tværs af forskellige rotorstørrelser. | e = U / M (µm eller g·mm/kg) |
| Ubalance Resterende ubalance | Den ubalance, der er tilbage i en rotor efter afbalanceringsprocessen. Må ikke overstige den tilladte værdi (Uom) for den angivne G-klasse. | Ures ≤ Uom |
| Ubalance Indledende ubalance | Ubalancen i en rotor som modtaget, før nogen form for balanceringskorrektion. Målt ved første kørsel. | Basis for afbalanceringsproceduren |
| Ubalance Ubalancevektor | Størrelsen og vinkelpositionen af ubalance i et givet plan. Repræsenteret som en polarvektor med amplitude (g·mm) og fasevinkel (°). | U∠θ (g·mm ved ° fra ref.) |
| Semester | Definition | Praktiske noter |
|---|---|---|
| Behandle Afbalancering | Processen med at kontrollere og justere massefordelingen af en rotor, således at den resterende ubalance er inden for en specificeret tolerance. | Iterativ: mål → beregn → korriger → verificer. |
| Behandle Korrektionsplan | Et plan vinkelret på rotoraksen, hvor masse tilføjes eller fjernes. Det fysisk tilgængelige sted til vægtplacering. | Kan afvige fra toleranceplaner (lejeplaner) — kræver geometrisk konvertering. |
| Behandle Toleranceplan | Det plan, hvori den tilladte ubalance er specificeret – typisk lejeplanet. Ubalance påvirker her direkte lejebelastninger. | Uom er angivet for toleranceplaner; skal konverteres til korrektionsplaner. |
| Behandle Korrektion Masse | Den fysiske masse (vægt), der tilføjes til eller fjernes fra rotoren ved en specifik radius og vinkel inden for korrektionsplanet. | Tilføjet: clip-on, bolt-on, svejsning, epoxy. Fjernet: boring, fræsning, slibning. |
| Behandle Prøvevægt | En kendt masse, der midlertidigt er fastgjort til rotoren ved en kendt radius og vinkel under afbalanceringsproceduren. Bruges til at bestemme rotorens respons (påvirkningskoefficient). | Balanset-1A prøvevægtmetoden: kørsel → vedhæft prøve → kørsel → software beregner korrektion. |
| Behandle Indflydelseskoefficient | Ændringen i vibrationsrespons (amplitude og fase) ved et målepunkt forårsaget af en enhedsubalance på et specifikt sted. Karakteriserer rotorlejefølsomhed. | Beregnet ud fra prøvevægtskørsler. Toplansbalancering kræver en 2×2-påvirkningsmatrix. |
| Behandle Enkeltplansbalancering | Procedure til korrigering af statisk ubalance i ét korrektionsplan. Velegnet til korte (skivelignende) rotorer med L/D < 0,5. | Balanset-1A F2-tilstand. Én sensor, ét plan. |
| Behandle To-plans balancering | Procedure til korrigering af både statisk og koblingsubalance i to korrektionsplaner. Kræves for aflange rotorer eller når koblingsubalancen er betydelig. | Balanset-1A F3-tilstand. To sensorer, to planer. |
| Behandle Trimbalancering | En sidste, finbalancerende justering udført på en samlet rotor for at kompensere for samlingsintroduceret ubalance (koblingskast, pasningstolerancer). | Udføres ofte i marken på den installerede maskine. |
| Behandle Vægtdeling | Fordeling af en beregnet korrektionsmasse mellem to tilstødende tilgængelige steder (f.eks. to bolthuller eller bladpositioner), når den nøjagtige vinkelposition ikke er tilgængelig. | Balanset-1A tilbyder automatisk vægtfordelingsberegning. |
| Semester | Definition | Sammenligning |
|---|---|---|
| Maskine Balanceringsmaskine | En enhed, der måler ubalance i en rotor (størrelse og vinkelposition), så massefordelingen kan korrigeres. | Butiksbaseret (stationær) eller feltbaseret (bærbar som f.eks. Balanset-1A). |
| Maskine Blødlejemaskine | Affjedringen er meget fleksibel. Rotoren kører over affjedringens naturlige frekvens. Måler fysisk forskydning. Skal kalibreres for hver rotorgeometri. | Mindre almindeligt i dag. Lavere omkostninger, men operatøren skal kalibrere pr. rotor. Forskydningsregistrering. |
| Maskine Hårdbærende maskine | Affjedringen er meget stiv. Rotoren kører under affjedringens naturlige frekvens. Sensorer måler centrifugalkraften direkte. Permanent kalibreret — accepterer en bred vifte af rotorer uden rotorspecifik opsætning. | Dominerende type i moderne industri. Mere alsidig, hurtigere opsætning. Kraftregistrering. |
| Maskine Feltbalancer | Bærbart instrument, der bruges til at afbalancere rotorer in situ (installeret i maskinen) uden adskillelse. Bruger vibrationssensorer og et omdrejningstæller. Prøvevægtmetode. | Balanset-1A (2-kanals) og Balanset-4 (4-kanals). Indbygget ISO 1940 toleranceberegner. |
| Maskine Dorn (Arbor) | En aksel eller adapter, hvorpå en rotor er monteret til afbalancering på en maskine. Skal være nøjagtigt koncentrisk og have ubetydeligt kast. | Dornens excentricitet er en væsentlig kilde til systematisk afbalanceringsfejl. Bekræftet ved indekstest. |
| Semester | Definition | Formel / Standard |
|---|---|---|
| Kvalitet Balanceret kvalitetsklasse (G) | En klassificering, der specificerer den maksimalt tilladte hastighed for rotorens massemidtpunkt. G = eom × ω. Karakterer danner en logaritmisk skala med faktor 2,5. | G 0,4 … G 4000 Defineret i ISO 1940-1 |
| Kvalitet Tilladt restubalance (Uom) | Maksimal tilladt restubalance for den specificerede G-klasse, rotormasse og driftshastighed. Acceptkriteriet. | Uom = (9549 × G × M) / n |
| Kvalitet Balancetolerance | Det interval, inden for hvilket den resterende ubalance skal ligge for at opfylde det specificerede kvalitetskrav. Lig med Uom. | Specificeret pr. plan efter allokering |
| Kvalitet Ubalancereduktionsforhold (URR) | Forholdet mellem initial ubalance og resterende ubalance efter én korrektionscyklus. Angiver effektiviteten af afbalanceringsmaskinen/proceduren. | URR = Uinitial / Uresterende Typisk: 5–50× |
| Måling Fasevinkel | Vinkelpositionen af ubalancevektoren i forhold til et referencemærke på rotoren (målt med omdrejningstæller). Kombineret med amplitude defineres den komplette ubalancevektor. | ° (grader, 0–360) |
| Måling Vibrationshastighed (RMS) | Rodmiddelkvadratværdien af vibrationshastigheden ved et lejehus. Standardmåleparameteren til vurdering af maskinens tilstand pr. ISO 10816. | mm/s RMS (10–1000 Hz) |
| Måling Indekstest | Verifikationsprocedure: Drej rotoren en defineret vinkel (f.eks. 180°) i forhold til maskinunderstøtningerne og mål igen. Registrerer dorn- og fiksturfejl. | Kræves til formel verifikation i henhold til ISO 1940-1 kap. 10 |
| Måling Minimum opnåelig restubalance (Umar) | Den laveste mulige restubalance på en given afbalanceringsmaskine for en specifik rotor. Bestemmes af maskinens følsomhed, støjniveau og lejeforhold. | Umar skal være ≤ Uom for at maskinen er egnet til den krævede G-klasse. |
Hvad er ISO 1940-2?
ISO 1940-2 (Mekanisk vibration — Krav til balancekvalitet — Ordforråd) er den internationale standard, der definerer den terminologi, der anvendes i forbindelse med rotorbalancering. Den giver præcise, fysikbaserede definitioner af alle nøgleudtryk — fra ubalance typer (statisk, parret, dynamisk) til rotorklassifikationer (stiv, fleksibel), korrektionsmetoder, maskintyper, og kvalitetskarakterer. Det er den essentielle "ordbog", der understøtter ISO 1940-1 og alle andre balanceringsstandarder. Erstattet af ISO 21940-2 med identisk terminologi.
Når en ingeniør i Tyskland specificerer "dynamisk ubalancekorrektion til G 6.3 i to planer", skal en tekniker i Japan forstå præcis, hvad der kræves - den samme rotortilstand, den samme afbalanceringsprocedure og det samme acceptkriterium. ISO 1940-2 gør dette muligt ved at levere et enkelt, internationalt anerkendt ordforråd for hele feltet.
Standarden er ikke en procedure eller en tolerancespecifikation – den er en terminologistandard. Dens rolle er at eliminere tvetydighed, så andre standarder (ISO 1940-1 for tolerancer, ISO 14694 til fans, ISO 10816 til vibrationsevaluering) kan anvende præcist og utvetydigt sprog.
Detaljeret termanalyse
Sondringen mellem rigid og fleksibel
Dette er den absolut vigtigste klassificering inden for afbalancering. Sondringen bestemmer alt: hvilken standard der gælder, hvilket udstyr der er nødvendigt, hvor mange høvle der kræves, og med hvilken hastighed afbalanceringen skal udføres.
En rotor, hvis ubalance kan korrigeres i to vilkårlige planer, og hvis restubalance efter korrektion ikke ændrer sig væsentligt ved nogen hastighed op til den maksimale driftshastighed. Praktisk prøve: hvis den første bøjning kritisk hastighed er et godt stykke over den maksimale driftshastighed (typisk > 1,5× eller mere), er rotoren stiv.
En rotor, der deformeres elastisk ved sin driftshastighed, således at dens ubalancerede tilstand ændres. Skal være afbalanceret ved eller nær driftshastighed i mere end to planer. Gælder for: Store turbogeneratorer, flertrins højhastighedskompressorer, lange papirruller ved høj hastighed. Dækket af ISO 21940-12.
Langt størstedelen af industrielle rotorer — elmotorer, ventilatorer, pumper, svinghjul, aksler — er stive rotorer. ISO 1940-1 G-grade-systemet gælder direkte for stive rotorer.
De tre typer ubalance
ISO 1940-2 definerer tre grundlæggende typer baseret på det geometriske forhold mellem hovedinertiaksen og rotationsaksen. Forståelse af disse er afgørende for at vælge den korrekte afbalanceringsprocedure:
- Statisk ubalance producerer en kraft — begge lejer vibrerer i fase ved 1× omdr./min. Rotoren kan detekteres som ubalanceret uden rotation (tyngdekraften afslører det på knivsæggene). Ét korrektionsplan er tilstrækkeligt. Typisk for smalle, skivelignende rotorer (L/D < 0,5): smalle remskiver, ventilatorhjul, tynde svinghjul.
- Par ubalance producerer en øjeblik — lejer vibrerer 180° ud af fase ved 1× omdr./min. Nettokraften er nul (massemidtpunktet er på aksen), men to lige store og modsatrettede tunge punkter i forskellige aksiale positioner skaber et vippepar. Kan kun detekteres under rotation. Kræver to korrektionsplaner.
- Dynamisk ubalance = statisk + par kombineret. Det generelle tilfælde for alle reelle rotorer, der ikke er perfekt symmetriske. Både kraft og moment er til stede. Lejer vibrerer ved 1× uden hverken faseforhold eller præcis 180° ude af faseforhold. Kræver toplansbalancering.
Specifik ubalance og G-grade-forbindelsen
Specifik ubalance (e = U/M) er den vigtigste metrik, der muliggør universel sammenligning af balancekvalitet. En 5 kg rotor med 50 g·mm ubalance har e = 10 µm. En 500 kg rotor med 5000 g·mm ubalance har også e = 10 µm - identisk balancekvalitet trods 100× masseforskel.
Den G-klasse udvider dette ved at inkorporere hastighed: G = e × ω, hvilket giver et enkelt tal (mm/s), der karakteriserer balancekvaliteten uafhængigt af både masse og hastighed. Dette er grundlaget for ISO 1940-1 tolerancesystem.
Korrektionsniveauer vs. toleranceniveauer
ISO 1940-2 trækker en afgørende sondring, som ofte overses i praksis:
- Toleranceplaner = lejeplanerne, hvor vibrationer og dynamiske belastninger er mest kritiske. Tilladelig ubalance Uom er angivet her.
- Korrektionsfly = fysisk tilgængelige steder, hvor vægte kan placeres (ventilatornav, motorenderinge, akselskuldre). Ofte i andre aksiale positioner end lejerne.
Konvertering af Uom fra toleranceplaner til korrektionsplaner kræver kendskab til rotorgeometri. For asymmetriske eller overhængende rotorer kan denne konvertering ændre tolerancerne pr. plan betydeligt. Balanset-1A håndterer denne konvertering automatisk, når rotordimensioner indtastes.
Afbalanceringsmaskinetyper
De to grundlæggende maskintyper afspejler forskellige fysiske måleprincipper:
- Blødbærende: Affjedringens naturlige frekvens langt under driftshastighed → maskinmålinger forskydning. Kræver kalibrering for hver ny rotor. Historisk betydningsfuld; faldende brug.
- Hårdbærende: Affjedringens naturlige frekvens langt over driftshastigheden → maskinmålinger kraft. Permanent kalibreret — accepterer forskellige rotorer uden individuel kalibrering. Den dominerende moderne type.
Feltbalanceringsinstrumenter som f.eks. Balanset-1A bruger et andet princip: de er ikke en "maskine" i ISO-forstand, men bruger rotorens egne lejer og understøtning som målesystem og anvender prøvevægtsmetoden (indflydelseskoefficient) til at bestemme korrektionen uden at kræve en dedikeret afbalanceringsmaskine.
Krydsreference: Hvor hvert udtryk bruges
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Anvender alle tolerance- og kvalitetsbegreber — G-kvalitet, Uom, balancetolerance, resterende ubalance. Den primære forbruger af dette ordforråd.
ISO 14694: Anvender rotorter (stiv), ubalancetermer og udvider med ventilatorspecifikke BV/FV-kategorier bygget på G-kvaliteter.
ISO 10816 / ISO 20816: Anvender måleudtryk — vibrationshastighed, RMS, målepunkter for lejehuset.
ISO 21940-12: Udvider fleksibel rotordefinition med procedurer med flere hastigheder og flere planer.
API 610 / API 617: Petroleumstandarder refererer til ISO 1940 G-kvaliteter og ubalanceterminologi for pumpe- og kompressorspecifikationer.
ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Overgang
ISO 21940-2 har formelt erstattet ISO 1940-2. Terminologien er identisk – alle definitioner fortsætter uændret. ISO 21940-nummereringen afspejler integrationen i den omfattende ISO 21940-serie, der dækker alle aspekter af mekanisk vibration og balancering. Begge betegnelser er accepterede i branchepraksis.
Officiel standard: ISO 1940-2 på ISO Store →
Ofte stillede spørgsmål — ISO 1940-2
Balancering af ordforråd og terminologi
▸ Hvad er ISO 1940-2?
▸ Hvad er forskellen mellem statisk og dynamisk ubalance?
▸ Hvad er forskellen på en stiv og fleksibel rotor?
▸ Hvad er en resterende ubalance?
▸ Hvad er forskellen mellem korrektionsplan og toleranceplan?
▸ Blødlejet vs. hårdlejet balanceringsmaskine?
▸ Hvad er specifik ubalance (excentricitet)?
Relaterede ordlisteartikler
Tal sproget – med de rigtige værktøjer
Vibromera-balancere implementerer ISO-vokabular direkte: G-kvalitetsvalg, ubalancevektorer, korrektionsplaner, sammenligning af residualer og tilladte værdier — alt sammen i ét bærbart instrument.
Gennemse balanceringsudstyr →