How do you calculate permissible residual unbalance from a G-grade?

Use the formula: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, where G is the grade number in mm/s, M is rotor mass in kg, and n is maximum service speed in RPM. For example, a 50 kg rotor at 3000 RPM with G 6.3: U_per = (9549 x 6.3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

What G-grade should I use for a pump, fan, or motor?

G 6.3 for most industrial fans, pumps, and general electric motors. G 2.5 for high-speed or critical-service pumps (API 610), gas turbines, and turbo-compressors. G 1.0 for precision grinding spindles. G 16 for non-critical agricultural or crushing equipment.

How do you allocate tolerance between two correction planes?

For symmetric rotors: split 50/50. For asymmetric between-bearing rotors: U_left = U_per x (b/L), U_right = U_per x (a/L), where a and b are distances from centre of mass to left and right bearings, L = a + b. For overhung rotors, moment-based recalculation with tighter tolerances is required.

What types of unbalance does ISO 1940-1 define?

Three types: Static unbalance (mass axis parallel but displaced, corrected in one plane), Couple unbalance (mass axis through centre of mass but tilted, corrected in two planes), and Dynamic unbalance (general case combining both, corrected in two planes).

Can I verify ISO 1940-1 compliance with a portable balancer?

Yes. The Balanset-1A includes a built-in ISO 1940 tolerance calculator. It calculates U_per, allocates between planes, compares measured residual against the limit, and generates a formal balance report documenting compliance with the specified G-grade.

ISO 1940-1 — Balance Quality Requirements for Rigid Rotors — Vibromera

ISO 1940-1 — Requisitos de calidad de balanceo para rotores rígidos

Q: ¿Qué es la ISO 1940-1?

ISO 1940-1 is an international standard that defines balance quality requirements for rigid rotors using a system of G-grades. It provides the formula U_per = (9549 x G x M) / n to calculate permissible residual unbalance, and a table mapping G-grades to rotor types. It has been superseded by ISO 21940-11, but the G-grade values and methodology remain identical.

Q: ¿Cuál es la diferencia entre ISO 1940-1 e ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 supersedes ISO 1940-1:2003 as part of the comprehensive ISO 21940 series. The G-grade system, tolerance values, and application recommendations are identical. ISO 21940-11 incorporates minor editorial improvements but no technical changes.

Q: ¿Qué es un rotor rígido?

A rigid rotor is one whose elastic deformations under centrifugal forces are negligibly small compared to the specified unbalance tolerances across its entire operating speed range. A rotor balanced at low speed remains balanced at operating speed. Rotors above their first bending critical speed are flexible.

📌 Artículo de referencia canónico — vibromera.eu

La norma internacional fundamental que define el sistema de calidad de balanceo por grados G — desde G 0.4 (giroscopios) hasta G 4000 (diésel marinos). Ahora incorporada en la ISO 21940-11, con valores y metodología de grados G idénticos.

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Desbalance residual permisible

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — ingrese datos del rotor, obtenga U_por

Grado G (Calidad de balanceo)

Masa del rotor (kg)

Velocidad máxima (RPM)

Planos de corrección

Radio de Corrección (mm, opcional)

Resultados — ISO 1940-1

Desbalance residual permisible

⚖️Ingrese los parámetros del rotor
para calcular la tolerancia

Grados de calidad de balanceo G

Escala logarítmica con factor 2.5 entre grados adyacentes — desde ultra-precisión G 0.4 hasta marino G 4000

G 1.0

e·ω = 1.0 mm/s

Husillos de rectificado de precisión, grabadoras de cinta, pequeñas armaduras de alta velocidad

G 2.5

e·ω = 2.5 mm/s

Turbinas de gas/vapor, turbogeneradores, turbocompresores, motores de alta velocidad

G 6.3

e·ω = 6.3 mm/s

Norma — ventiladores, bombas, volantes, motores, transmisiones de máquinas-herramienta

G 16

e·ω = 16 mm/s

Maquinaria agrícola, trituradoras, ejes cardán, componentes de transmisión

📋 Tabla completa de grados G — ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Grado G	e·ω (mm/s)	Tipos de rotores típicos	Notas
G 0.4	0.4	Giroscopios, husillos de precisión, unidades de discos ópticos	Cerca del límite del balanceo convencional
G 1.0	1.0	Transmisiones de husillos de rectificado, grabadoras de cinta, pequeños armaduras de precisión	Requiere condiciones ultra limpias
G 2.5	2.5	Turbinas de gas y vapor, turbogeneradores, turbocompresores, motores de alta velocidad	Evita daños prematuros en los rodamientos
G 6.3	6.3	Ventiladores, bombas, volantes de inercia, motores eléctricos, máquinas-herramienta, bobinas de papel	Más común — grado predeterminado
G 16	16	Ejes cardán (especiales), maquinaria agrícola, trituradoras, ventiladores de minas	Uso pesado, condiciones severas
G 40	40	Ruedas y llantas de automóvil, ejes cardán (estándar), ventiladores lentos	La variación de la llanta domina
G 100	100	Motores completos de automóviles, camiones, locomotoras	Motores de combustión interna como conjuntos
G 250	250	Cigüeñales de motores diésel de alta velocidad	Nivel de componente
G 630	630	Cigüeñales de motores de 4 tiempos grandes, diésel marinos en montajes elásticos	Alternativos de baja velocidad grandes
G 1600	1600	Cigüeñales de motores de 2 tiempos grandes	Muy lentos, cimientos masivos
G 4000	4000	Cigüeñales de diésel marinos de baja velocidad en cimientos rígidos	Requisitos más laxos

📊 Tolerancias precalculadas para rotores industriales comunes

Tipo de rotor	Masa (kg)	RPM	G	U_por (g·mm)	Por plano	e_por (µm)
Motor pequeño	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilador HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Impulsor de bomba	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbocompresor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Bobina de papel	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilador de planta de energía	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Husillo de rectificado	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Rueda de automóvil	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Métodos de asignación de tolerancia — Capítulo 7 de ISO 1940-1

Tipo de rotor	Asignación	Fórmula	Notas
Simétrico	División igual	U_L=U_R=U_por/2	Caso más simple. Motores, algunos ventiladores.
Asimétrico entre rodamientos	Proporcional	U_L=U_por·(b/L)	Método más común.
Colgante (en voladizo)	Basado en momentos	Ecuaciones de estática	Tolerancias más estrictas en el plano colgante.
Estrecho (planos cercanos)	Estático + par por separado	Según ISO 21940-12	Efectos de vibración diferentes.

¿Qué es la ISO 1940-1?

Respuesta rápida

ISO 1940-1 (Vibración mecánica — Requisitos de calidad de balanceo de rotores en estado constante (rígido)) define la Sistema de calidad de balanceo por grados G para rotores rígidos. La fórmula U_por = (9 549 × G × M) / n calcula el desbalance residual permisible desbalance. Reemplazado por ISO 21940-11:2016 con valores idénticos. Grado predeterminado para maquinaria industrial: G 6.3.

ISO 1940-1 is the foundational document for rotor balancing worldwide. Its G-grade system is the de facto language of balancing: "balance to G 6.3" is understood by every specialist globally. The standard covers rigid rotors from tiny precision spindles to massive crankshafts, providing a universal framework for specifying, calculating, and verifying balance quality.

La norma se aplica únicamente a rígido rotors — those whose elastic deformations under centrifugal forces are negligible across the operating speed range. Flexible rotors (operating above the first bending critical speed) are covered by ISO 21940-12.

El concepto de rotor rígido

Un rotor se clasifica como rígido si su distribución de masa no cambia significativamente cuando la velocidad varía desde cero hasta la velocidad máxima de operación. La consecuencia clave: un rotor balanceado a baja velocidad en una máquina de balanceo permanece balanceado a su velocidad de operación. Esto permite realizar el balanceo a 300–600 RPM en una máquina de taller mientras se cumplen las tolerancias a 3 000+ RPM en servicio.

Si un rotor opera en la región supercrítica (por encima de la primera velocidad crítica de flexión velocidad crítica) o cerca de resonancia, las deflexiones cambian la distribución de masa efectiva, y el balanceo a baja velocidad puede ser ineficaz a alta velocidad. Dichos rotores se clasifican como flexibles.

Lo que la norma ISO 1940-1 NO cubre

Rotores con geometría variable (ejes articulados, palas de helicóptero). Resonancia en sistemas rotor-soporte-fundación. Fuerzas aerodinámicas e hidrodinámicas no relacionadas con la distribución de masa. Para ventiladores específicamente, consulte ISO 14694 (fan-specific BV categories and vibration limits).

Tipos de desbalance

Desbalance = rotor's inertia axis ≠ rotation axis. In vector form: U = m × r (g·mm). La norma ISO 1940-1 clasifica tres tipos:

Desbalance estático: Eje de inercia paralelo al eje de rotación pero desplazado. Masa desbalanceada equivalente única. Corregible en un plano. Típico: poleas, engranajes estrechos, impulsores de ventiladores (L/D < 0.5).
Couple unbalance: Eje de inercia que pasa por el centro de masa pero inclinado. Fuerza neta cero, pero un par (de fuerzas) hace oscilar al rotor. Requiere dos planos de corrección.
Desbalance dinámico: Caso general — estático + par combinados. Eje de inercia ni paralelo ni intersectante con el eje de rotación. Requiere dos planos de corrección. Most real rotors have dynamic unbalance.

Desbalance específico (excentricidad)

Desbalance específico

e = U / M

e en µm (g·mm/kg) | U = desbalance (g·mm) | M = masa del rotor (kg) — desplazamiento del centro de masa respecto al eje de rotación

El grado G se define como el producto e × ω (mm/s) — the linear velocity of the rotor's centre of mass orbiting the rotation axis. This single number characterises balance quality independently of rotor size and speed.

El sistema de grados G — Base física

Similitud de masa

Para rotores geométricamente similares: U_por ∝ M → desbalance específico e_por debe ser constante. Una sola norma se aplica a todos los tamaños.

Similitud de velocidad

Fuerza centrífuga F = M·e·ω². Para mantener cargas aceptables en los rodamientos a diferentes velocidades, e_por debe disminuir a medida que ω aumenta:

Definición del grado G

G = e_por × ω = constante (mm/s)

G 6.3 = el centro de masa orbita a ≤ 6.3 mm/s | Grados adyacentes difieren por un factor de 2.5

Cálculo del desbalance residual permisible

Fórmula de tolerancia ISO 1940-1 / ISO 21940-11

U_por = (9 549 × G × M) / n

U_por en g·mm | G = grado (mm/s) | M = masa del rotor (kg) | n = RPM máximas de servicio | 9 549 = 60 000/(2π)

Ejemplo resuelto: Rotor de ventilador, G 6.3

Datos: Impulsor de ventilador centrífugo, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6.3.

Total: U_por = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm

Excentricidad: e_por = 8 021 / 200 = 40.1 µm

Por plano (simétrico, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm

A R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10.0 g por plano

Siempre utilice la velocidad máxima de servicio

La velocidad en la fórmula debe ser la RPM más alta en servicio — no la velocidad de la máquina de balanceo. Muchos rotores se balancean a 300–600 RPM, pero la tolerancia debe usar la velocidad real de servicio (p. ej. 1 480 RPM). Usar la velocidad de la máquina de balanceo produce tolerancias peligrosamente holgadas.

Distribución en planos de corrección

U_por applies to the rotor's centre of mass. In practice, balance in two planes (near bearings). Chapter 7 rules:

Rotores simétricos

Centro de masa en el punto medio → igual: U_L = U_R = U_por / 2.

Asimétrico entre rodamientos

Distribución asimétrica

U_izquierda = U_por × (b / L) | U_derecho = U_por × (a / L)

a = CoM al rodamiento izquierdo | b = CoM al rodamiento derecho | L = a + b

Rotores en voladizo

La masa en voladizo genera un momento flector que carga ambos rodamientos. Se requiere un recálculo basado en momentos → típicamente una tolerancia mucho más estricta en el plano en voladizo. Común en bombas, compresores de un solo etapa, impulsores de ventiladores en voladizo.

Errores y verificación

Fuentes de error

Sistemáticos: Deriva de calibración de la máquina, mandriles excéntricos, efectos del cuñero (ISO 8821), distorsión térmica.
Aleatorio: Ruido del sensor, juego del soporte, variación en el asentamiento del rotor.

El error total no debe exceder el 10–15 % de la tolerancia. Si es mayor, ajustar la tolerancia de trabajo en consecuencia.

Efectos del ensamblaje

Component balancing ≠ assembly balance. Coupling eccentricity, radial runout, loose fits can negate component work. Trim balance the assembled rotor.

Métodos de verificación

Prueba de índice: Girar el rotor 180° sobre el mandril y volver a medir. El cambio = error del dispositivo de sujeción.
Trial weight test: Agregar masa conocida, verificar que el cambio del vector medido coincida con lo esperado.
Verificación en campo: Medir la vibración en los rodamientos según ISO 10816.

Balanset-1A: Cumplimiento integrado de la norma ISO 1940-1

El Balanset-1A automatiza la ISO 1940-1: ingresar masa, velocidad, grado G → U instantánea_por con asignación automática de planos. Tras el balanceo, compara el residual con el límite. La función Informes F6 genera un protocolo formal que documenta el grado G alcanzado. Precisión ±5 % de velocidad, ±1° de fase — suficiente para G 16 hasta G 2.5. El Balanset-4 se extiende a cuatro canales para rotores complejos con múltiples rodamientos.

Ejemplos Resueltos

Caso 1: Motor eléctrico — G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 RPM, 35 kg, simétrico entre rodamientos.

Tolerancia: U_por = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plano.

A R = 80 mm: 721 / 80 = 9.0 g/plano. Balanceado en taller: 180 g·mm residual. ✅

Caso 2: Bomba — Impulsor en voladizo, G 6.3

Rotor: Eje + impulsor 18 kg, 2 950 RPM. Impulsor 6 kg en voladizo a 120 mm. Luz entre rodamientos 250 mm.

Total: U_por = 367 g·mm. Asignación por momentos: frontal ≈ 202, trasero ≈ 165 g·mm.

Balanceo en campo con Balanset-1A de un solo plano: 8.5 g a 230°. Final: 95 g·mm. ✅

Caso 3: Turbocompresor — G 2.5

Rotor: 3 etapas, 65 kg, 12 000 RPM. Ligeramente asimétrico.

Tolerancia: U_por = 129 g·mm → 65/plano → a R = 95 mm: 0.68 g/plano.

Precisión subgramal → solo máquina de alta velocidad en taller. Prueba de índice: error del mandril < 5 g·mm. Final: 28 g·mm/plano. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Valores de grado G, fórmulas, tablas de aplicación — idénticos. Sin cambios técnicos.
Serie ISO 21940: Parte 11 (calidad), Parte 12 (flexibles), Parte 14 (procedimientos), Parte 21 (descripciones), Parte 31 (susceptibilidad), Parte 32 (claves).
Ambas designaciones se usan indistintamente en la práctica.
ISO 14694 Las categorías BV hacen referencia directa a los grados G.

ISO 21940-11: Esta norma — sistema de grados G.
ISO 21940-12: Balanceo de rotores flexibles.
ISO 10816 / ISO 20816: Evaluación de vibración — resultado operativo de la calidad de balanceo.
ISO 14694: Fan-specific BV categories, balance grades and vibration limits.
ISO 8821: Influencia del cuñero (convención de media chaveta).
API 610 / API 617: Bombas y compresores petroleros que hacen referencia a la ISO 1940.

Norma oficial: ISO 1940-1 en la tienda ISO →

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Preguntas frecuentes — ISO 1940-1

Sistema de calidad de balanceo de grado G para rotores rígidos

▸ ¿Cuál es la diferencia entre ISO 1940-1 e ISO 21940-11?

La ISO 21940-11:2016 reemplaza a la ISO 1940-1:2003. El sistema de grados G, los valores de tolerancia y las tablas de aplicación son idénticos. La ISO 21940-11 incluye mejoras editoriales menores, pero no cambios técnicos. Ambas designaciones se utilizan indistintamente.

▸ ¿Cómo calculo el desbalance residual permisible?

U_por = (9 549 × G × M) / n — G = grado (mm/s), M = masa (kg), n = RPM máx. Ejemplo: 50 kg a 3 000 RPM, G 6.3 → 9 549 × 6.3 × 50 / 3 000 = 1 003 g·mm. Dividir entre planos para obtener el valor por plano.

▸ ¿Qué es un rotor rígido?

Un rotor cuyas deformaciones elásticas bajo fuerzas centrífugas son despreciablemente pequeñas en todo su rango de velocidad de operación. Balanceado a baja velocidad → permanece balanceado a la velocidad de operación. Los rotores por encima de la primera velocidad crítica de flexión velocidad crítica son flexibles y requieren la ISO 21940-12.

▸ ¿Qué grado G para bombas, ventiladores o motores?

G 6.3 — la mayoría de los ventiladores, bombas y motores generales. G 2.5 — turbinas, turbocompresores, bombas críticas (API 610). G 1.0 — husos de rectificado. G 16 — maquinaria agrícola/trituradoras. Para ventiladores: ISO 14694 Las categorías BV se asignan a grados G.

▸ ¿Cómo asignar la tolerancia entre planos?

Simétrico: 50/50. Asimétrico: proporcional a las reacciones de los rodamientos — U_izquierda = U_por×(b/L). En voladizo: basado en momentos con tolerancia más estricta en el plano en voladizo. El Balanset-1A maneja la asignación automáticamente.

▸ ¿Cuáles son los tres tipos de desbalance?

Estático — desplazado pero paralelo, corrección en un plano. Par — inclinado a través del CoM, corrección en dos planos. Dinámico — general (estático+par), corrección en dos planos. La mayoría de los rotores reales: desbalance dinámico.

▸ ¿Por qué los grados G están en una escala logarítmica?

Un factor 2.5 entre grados cubre todo el rango desde giroscopios (G 0.4) hasta motores diésel marinos (G 4000). La escala logarítmica es apropiada porque la severidad de vibración percibida y la vida útil del rodamiento siguen relaciones logarítmicas. Cada paso ≈ mismo cambio relativo en la calidad.

▸ ¿Puedo verificar el cumplimiento con un balanceador portátil?

Sí. Balanset-1A: calculadora ISO 1940 integrada, asignación automática de planos, comparación en tiempo real del residual vs. el límite, informe formal de balanceo. Precisión de ±5% suficiente para G 16–G 2.5. Para G 1.0, se necesita una preparación cuidadosa.

Balanceo según ISO 1940-1: en campo

Los balanceros portátiles Vibromera incluyen calculadoras integradas de tolerancia ISO 1940, asignación automática de planos y reportes formales de balanceo que documentan el grado G logrado.

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