Was ist ISO 1940-2?

Schnelle Antwort

ISO 1940-2:1997 (Mechanische Schwingungen — Anforderungen an die Auswuchtgüte starrer Rotoren — Teil 2: Auswuchtfehler) war die internationale Norm zur Identifizierung, Bewertung und Berücksichtigung der Fehler, die beim Auswuchten starrer Rotoren auftreten — von Unwucht des Dorns und der Antriebswelle bis hin zu Bauteilrundlauf und Streuung der Messtechnik. Sie wurde zurückgezogen und ersetzt durch ISO 21940-14:2012 (Mechanische Schwingungen — Rotor-Auswuchten — Teil 14: Verfahren zur Bewertung von Auswuchtfehlern), die dieselben Verfahren auf Rotoren mit flexiblem Verhalten erweitert. Hinweis: Sie wird häufig mit der Auswucht- vocabulary — das ist eine andere Norm, ISO 21940-2 (früher ISO 1925), deren Terminologie diese Seite unten zusammenfasst.

Wenn ein Ingenieur in Deutschland „dynamische Unwuchtkorrektur auf G 6.3 in zwei Ebenen“ spezifiziert, muss ein Techniker in Japan genau verstehen, was gefordert ist — derselbe Rotorzustand, dasselbe Auswuchtverfahren und dasselbe Abnahmekriterium. Die ISO-Auswuchtterminologie — ISO 21940-2 (früher ISO 1925) — macht dies möglich, indem sie ein einheitliches, international abgestimmtes Vokabular für das gesamte Fachgebiet bereitstellt.

ISO 1940-2 selbst war dagegen weder ein Wörterbuch noch eine Toleranzspezifikation — sie behandelte balance errors. Sie klassifizierte die Fehlerquellen des Auswuchtprozesses als systematic (Betrag und Winkel können bewertet werden — z. B. Dorn- oder Antriebswellen-Unwucht, radialer und axialer Rundlauf, Passfedern und Passfedernuten, Restmagnetismus, Wiederzusammenbau- und Messfehler), zufallsvariabel (lose Teile, eingeschlossene Flüssigkeiten, thermische Verformung, Windage) und scalar (nur der Maximalbetrag kann geschätzt werden, der Winkel ist unbestimmt — z. B. Passungsspiele und Fertigungstoleranzen), und gab Verfahren zu ihrer Bewertung und Berücksichtigung an, damit die Restunwucht tatsächlich innerhalb des zulässigen Werts U bleibtpro aus ISO 1940-1 (jetzt ISO 21940-11). Ihre Nachfolgenorm ISO 21940-14 erfüllt innerhalb der ISO-21940-Reihe genau diese Rolle.

Detaillierte Begriffsanalyse

Die Unterscheidung zwischen starr und flexibel

Dies ist die mit Abstand wichtigste Klassifizierung beim Auswuchten. Die Unterscheidung bestimmt alles: welche Norm gilt, welche Ausrüstung benötigt wird, wie viele Ebenen erforderlich sind und mit welcher Geschwindigkeit das Auswuchten erfolgen muss.

Starrer Rotor (Definition nach ISO 21940-2)

Ein Rotor, dessen Unwucht in zwei beliebigen Ebenen korrigiert werden kann und bei dem sich die Restunwucht nach der Korrektur bei keiner Drehzahl bis zur maximalen Betriebsdrehzahl wesentlich ändert. Praktische Prüfung: wenn die erste Biegung kritische Drehzahl Bei einer Drehzahl weit über der maximalen Betriebsdrehzahl (typischerweise > 1,5× oder mehr) ist der Rotor starr.

Flexibler Rotor (Definition nach ISO 21940-2)

Ein Rotor, der sich bei seiner Betriebsdrehzahl elastisch verformt und dadurch seinen Unwuchtzustand ändert. Er muss bei oder nahe der Betriebsdrehzahl in mehr als zwei Ebenen ausgewuchtet werden. Gilt für: Große Turbogeneratoren, mehrstufige Hochgeschwindigkeitskompressoren, lange Papiermaschinenwalzen bei hoher Geschwindigkeit. Abgedeckt durch ISO 21940-12.

Die überwiegende Mehrheit der industriellen Rotoren – Elektromotoren, Ventilatoren, Pumpen, Schwungräder, Wellen – sind starre Rotoren. ISO 1940-1 Das G-Klassifizierungssystem ist direkt auf starre Rotoren anwendbar.

Die drei Arten der Unwucht

Die Terminologie (ISO 21940-2) definiert drei grundlegende Typen anhand der geometrischen Beziehung zwischen der Hauptträgheitsachse und der Drehachse. Das Verständnis dieser Typen ist für die Auswahl des richtigen Auswuchtverfahrens wesentlich:

Ungleichgewichtsvektor
U = m × r (Betrag) U∠θ (Polarform)
m = Unwuchtmasse (g) | r = Abstand von der Achse (mm) | θ = Winkelposition (°)
  • Statische Unwucht erzeugt ein Kraft Beide Lager schwingen phasengleich mit der einfachen Drehzahl (1× U/min). Der Rotor ist auch ohne Rotation als unwuchtig erkennbar (die Schwerkraft macht dies an den Schneidkanten sichtbar). Eine Korrekturebene genügt. Typisch für schmale, scheibenförmige Rotoren (L/D < 0,5): schmale Riemenscheiben, Lüfterräder, dünne Schwungräder.
  • Momentenunwucht erzeugt ein Moment Die Lager schwingen bei einer Drehzahl von 1 U/min um 180° phasenverschoben. Die resultierende Kraft ist null (der Schwerpunkt liegt auf der Achse), aber zwei gleich große, entgegengesetzte Schwerpunkte an unterschiedlichen axialen Positionen erzeugen ein Kippmoment. Dieses ist nur im rotierenden Zustand messbar und erfordert zwei Korrekturebenen.
  • Dynamische Unwucht = Statische Kraft + Drehmoment kombiniert. Der allgemeine Fall für alle realen Rotoren, die nicht perfekt symmetrisch sind. Sowohl Kraft als auch Moment sind vorhanden. Die Lager schwingen mit 1×, ohne dass eine gleichphasige oder exakt 180° phasenverschobene Beziehung besteht. Erfordert eine Zwei-Ebenen-Auswuchtung.

Spezifische Unwucht und ihr Zusammenhang mit der G-Klasse

Spezifische Unwucht (e = U/M) ist die entscheidende Kennzahl für den universellen Vergleich der Auswuchtqualität. Ein 5 kg schwerer Rotor mit einer Unwucht von 50 g·mm weist eine Unwucht von e = 10 µm auf. Ein 500 kg schwerer Rotor mit einer Unwucht von 5000 g·mm hat ebenfalls eine Unwucht von e = 10 µm – identische Auswuchtqualität trotz des 100-fachen Massenunterschieds.

Die G-Klasse Dies wird erweitert, indem die Geschwindigkeit miteinbezogen wird: G = e × ω, was eine einzelne Zahl (mm/s) ergibt, die die Balancequalität unabhängig von Masse und Geschwindigkeit charakterisiert. Dies ist die Grundlage der ISO 1940-1 Toleranzsystem.

Korrekturebenen vs. Toleranzebenen

Die Terminologie trifft eine entscheidende Unterscheidung, die in der Praxis oft übersehen wird:

  • Toleranzebenen = die Lagerflächen, bei denen Vibrationen und dynamische Belastungen am kritischsten sind. Zulässige Unwucht Upro wird hier angegeben.
  • Korrekturebenen = physisch zugängliche Stellen, an denen Gewichte angebracht werden können (Lüfternabe, Motorendringe, Wellenschultern). Oft an anderen axialen Positionen als die Lager.

Umrechnung Upro Die Umrechnung von Toleranzebenen in Korrekturebenen erfordert Kenntnisse der Rotorgeometrie. Bei asymmetrischen oder freitragenden Rotoren kann diese Umrechnung die Toleranzen pro Ebene erheblich verändern. Balanset-1A Diese Umrechnung erfolgt automatisch, sobald die Rotorabmessungen eingegeben werden.

Arten von Auswuchtmaschinen

Die beiden grundlegenden Maschinentypen spiegeln unterschiedliche physikalische Messprinzipien wider:

  • Weichlager: Eigenfrequenz der Aufhängung deutlich unterhalb der Betriebsdrehzahl → Maschine misst Verschiebung. Erfordert Kalibrierung für jeden neuen Rotor. Historisch bedeutsam; rückläufige Verwendung.
  • Schwer lagernd: Eigenfrequenz der Aufhängung deutlich über der Betriebsdrehzahl → Maschine misst Kraft. Permanent kalibriert – geeignet für verschiedene Rotoren ohne individuelle Kalibrierung. Der gängigste moderne Rotortyp.

Feldausgleichsinstrumente wie die Balanset-1A Sie verwenden ein anderes Prinzip: Sie sind keine "Maschine" im Sinne der ISO-Norm, sondern nutzen die eigenen Lager und die Unterstützung des Rotors als Messsystem und verwenden die Probegewichtsmethode (Einflusskoeffizientenmethode), um die Korrektur zu bestimmen, ohne dass eine spezielle Auswuchtmaschine erforderlich ist.

Querverweis: Wo die einzelnen Begriffe verwendet werden

Normen, die auf die ISO-Auswuchtterminologie (ISO 21940-2) verweisen

ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Verwendet alle Toleranz- und Qualitätsbezeichnungen – G-Klasse, Upro, Unwuchttoleranz, Restunwucht. Der Hauptnutzer dieses Vokabulars.

ISO 14694: Verwendet Rotorbegriffe (starr), Unwuchtbegriffe und erweitert diese um lüfterspezifische BV-Anwendungskategorien, Auswuchtgüten und Tabellen mit Schwingungsgrenzwerten.

ISO 10816 / ISO 20816: Verwendet Messbegriffe – Schwingungsgeschwindigkeit, Effektivwert, Messpunkte am Lagergehäuse.

ISO 21940-12: Erweitert die Definition flexibler Rotoren um Verfahren mit mehreren Geschwindigkeiten und Ebenen.

API 610 / API 617: Die Erdölnormen beziehen sich auf die ISO 1940 G-Klassen und die Unwuchtterminologie für Pumpen- und Kompressorspezifikationen.

ISO 1940-2 → ISO 21940-14: Übergang

ISO 21940-14:2012 hat ISO 1940-2:1997 formell aufgehoben und ersetzt; sie stellt eine technische Überarbeitung dar — die wesentliche Änderung ist die Ausweitung des Geltungsbereichs auf Rotoren mit flexiblem Verhalten. Die Auswuchtterminologie verlief einen separaten Entwicklungsweg: ISO 1925 wurde zu ISO 21940-2 überarbeitet. Die Nummerierung ISO 21940 spiegelt die Einbindung in die umfassende ISO-21940-Reihe wider, die alle Aspekte des Rotor-Auswuchtens abdeckt. Die alten Bezeichnungen sind in der Fachliteratur weiterhin weit verbreitet.


Offizieller Standard: ISO 21940-14:2012 (ersetzt ISO 1940-2) im ISO Store →

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