Hvad er ISO 1940-2?

Hurtigt svar

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.

Stiv rotor (ISO 1940-2 definition)

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.

Fleksibel rotor (ISO 1940-2 definition)

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:

Ubalancevektor
U = m × r (størrelsesorden) U∠θ (polær form)
m = ubalanceret masse (g) | r = afstand fra aksen (mm) | θ = vinkelposition (°)
  • 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

Standarder der refererer til ISO 1940-2 Ordforråd

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 →

← Tilbage til ordlisteindekset