Verständnis der Balance-Qualitätsklassen (G-Klassen)

Definition: Was ist eine Balance-Qualitätsstufe?

A Balance-Qualitätsgrad, allgemein bezeichnet als G-Klasse, ist ein durch ISO-Normen definiertes Klassifizierungssystem (insbesondere ISO 21940-11, die die ältere ISO 1940-1 ablöste), um die akzeptable Grenze der Rest Unwucht für einen Rotor. Es bietet Ingenieuren, Herstellern und Wartungspersonal eine standardisierte, international anerkannte Methode, um zu definieren, wie genau ein Rotor für seine spezifische Anwendung ausgewuchtet werden muss.

Der G-Grad selbst ist eine Zahl wie G6,3 oder G2,5, die eine konstante Umfangsgeschwindigkeit des Schwerpunkts des Rotors darstellt, ausgedrückt in Millimetern pro Sekunde (mm/s). Eine niedrigere G-Zahl bedeutet ein höheres Maß an Präzision und eine engere Balancetoleranz.

Wie funktionieren G-Grades?

Der G-Grad ist nicht die endgültige Toleranz selbst, sondern der Schlüsselparameter zu ihrer Berechnung. Der Kerngedanke besteht darin, dass für eine bestimmte Laufruhe ein schneller drehender Rotor präziser ausgewuchtet werden muss als ein langsamer drehender. Das G-Grade-System berücksichtigt diesen Zusammenhang.

Die zulässige spezifische Restunwucht (e_pro, in g·mm/kg oder µm) wird berechnet, indem der G-Wert durch die maximale Betriebswinkelgeschwindigkeit (Ω, in rad/s) geteilt wird. Die endgültige zulässige Restunwucht (U_pro, in g·mm) wird dann durch Multiplikation mit der Masse des Rotors (M, in kg) ermittelt.

Eine vereinfachte und gebräuchlichere Formel lautet:

U_pro (g·mm) = (9550 * G * M (kg)) / n (U/min)

Wo:

• U_pro ist die maximal zulässige Restunwucht.
• G ist die Balance-Qualitätsstufe.
• M ist die Masse des Rotors.
• n ist die maximale Betriebsgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute.

ISO-Balance-Qualitätsklassentabelle (Beispiele)

Die ISO-Norm enthält eine umfassende Tabelle mit Empfehlungen für G-Klassen für Hunderte verschiedener Rotortypen. Dies ist der praktischste Teil der Norm, da er klare, anwendungsspezifische Richtlinien bietet. Einige gängige Beispiele sind:

• G 40: Kurbelwellenantriebe für große, langsame Schiffsdieselmotoren.
• G 16: Kurbelwellenantriebe für große Lastkraftwagen und Lokomotiven; Teile von Landmaschinen.
• G 6.3: Schwungräder, Pumpenlaufräder, Ventilatoren, Teile von Prozessanlagen. Dies ist eine sehr gängige Sorte für allgemeine Industriemaschinen.
• G 2.5: Gas- und Dampfturbinen; Rotoren von Turbogeneratoren; Antriebe für Werkzeugmaschinen; Anker für mittlere und große Elektromotoren.
• G 1.0: Schleifmaschinenantriebe; kleine elektrische Armaturen; Computerspeichergeräte.
• G 0,4: Spindeln von Präzisionsschleifmaschinen; Gyroskope.

Warum sind G-Noten wichtig?

• Standardisierung: Sie bieten eine klare und eindeutige Möglichkeit, Auswuchtanforderungen festzulegen. Ein Hersteller kann angeben, dass ein Pumpenlaufrad „auf G6.3 ausgewuchtet“ sein muss, und jede Auswuchtwerkstatt der Welt wird die erforderliche Präzision verstehen.
• Verhindert Überausgleich: Das Auswuchten eines Rotors mit einer engeren Toleranz als nötig ist teuer und zeitaufwändig. G-Klassen helfen bei der Auswahl eines geeigneten und wirtschaftlichen Präzisionsgrades für die Anwendung.
• Gewährleistet Zuverlässigkeit: Durch die Auswahl der richtigen G-Klasse wird sichergestellt, dass die Maschine mit akzeptablen Vibrationspegeln arbeitet, der Verschleiß an Lagern, Dichtungen und Strukturen reduziert und ein vorzeitiger Ausfall verhindert wird.

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