¿Cómo se calcula el desequilibrio residual admisible a partir de un grado G?

Utilice la fórmula: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, donde G es el número de grado en mm/s, M es la masa del rotor en kg y n es la velocidad máxima de servicio en RPM. Por ejemplo, para un rotor de 50 kg a 3000 RPM con G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

¿Qué grado G debo utilizar para una bomba, ventilador o motor?

G 6.3 para la mayoría de ventiladores industriales, bombas y motores eléctricos generales. G 2.5 para bombas de alta velocidad o de servicio crítico (API 610), turbinas de gas y turbocompresores. G 1.0 para husillos de rectificado de precisión. G 16 para equipos agrícolas o de trituración no críticos.

¿Cómo se asigna la tolerancia entre dos planos de corrección?

Para rotores simétricos: división 50/50. Para rotores asimétricos entre cojinetes: U_izquierda = U_por x (b/L), U_derecha = U_por x (a/L), donde a y b son las distancias desde el centro de masas hasta los cojinetes izquierdo y derecho, L = a + b. Para rotores en voladizo, se requiere un recálculo basado en momentos con tolerancias más estrictas.

¿Qué tipos de desequilibrio define la norma ISO 1940-1?

Tres tipos: desequilibrio estático (eje de masa paralelo pero desplazado, corregido en un plano), desequilibrio de par (eje de masa que pasa por el centro de masa pero inclinado, corregido en dos planos) y desequilibrio dinámico (caso general que combina ambos, corregido en dos planos).

¿Puedo verificar el cumplimiento de la norma ISO 1940-1 con una balanceadora portátil?

Sí. El Balanset-1A incluye una calculadora de tolerancia ISO 1940 integrada. Calcula U_per, asigna entre planos, compara el residuo medido con el límite y genera un informe de balance formal que documenta el cumplimiento de la clasificación G especificada.

ISO 1940-1 — Requisitos de calidad del equilibrio para rotores rígidos — Vibromera

ISO 1940-1 — Requisitos de calidad del equilibrio para rotores rígidos

Q: ¿Qué es la norma ISO 1940-1?

La norma ISO 1940-1 es una norma internacional que define los requisitos de calidad del equilibrado de rotores rígidos mediante un sistema de grados G. Proporciona la fórmula U_per = (9549 x G x M) / n para calcular el desequilibrio residual admisible y una tabla que asigna los grados G a los tipos de rotor. Ha sido sustituida por la norma ISO 21940-11, pero los valores y la metodología de los grados G se mantienen idénticos.

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

La norma ISO 21940-11:2016 sustituye a la norma ISO 1940-1:2003 como parte de la serie completa de normas ISO 21940. El sistema de grado G, los valores de tolerancia y las recomendaciones de aplicación son idénticos. La norma ISO 21940-11 incorpora pequeñas mejoras editoriales, pero no cambios técnicos.

Q: ¿Qué es un rotor rígido?

Un rotor rígido es aquel cuyas deformaciones elásticas bajo fuerzas centrífugas son insignificantes en comparación con las tolerancias de desequilibrio especificadas en todo su rango de velocidad de operación. Un rotor equilibrado a baja velocidad se mantiene equilibrado a la velocidad de operación. Los rotores que superan su primera velocidad crítica de flexión son flexibles.

Equilibradora portátil, analizador de vibraciones

Dispositivos

Equilibrador portátil y analizador de vibraciones Balanset-1A

Piezas

Sensor de vibración

Piezas

Sensor óptico (Tacómetro láser)

Kit de balanceo de rotor para vibromera: estuche de transporte, acondicionador de señal multicanal, analizador portátil, base magnética, sensores de vibración y cables en espiral.

Dispositivos

Balanset-4

Piezas

Pie Magnético Tamaño-60-kgf

Piezas

Cinta reflectante

Balanset-1A. Equilibradora portátil , analizador de vibraciones

Dispositivos

Equilibrador dinámico "Balanset-1A" OEM

📌 Artículo de referencia canónico - vibromera.eu

La norma internacional fundamental que define el sistema de calidad de balanzas de grado G, desde G 0,4 (giroscopios) hasta G 4000 (motores diésel marinos). Ahora incorporada a la norma ISO 21940-11, con idénticos valores y metodología de grado G.

Desequilibrio residual admisible

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

Grado G (Calidad de equilibrio)

Masa del rotor (kg)

Velocidad máxima (RPM)

Planos de corrección

Radio de corrección (mm, opcional)

Resultados — ISO 1940-1

Desequilibrio residual admisible

⚖️Introducir los parámetros del rotor
para calcular la tolerancia

Grados de calidad de equilibrio G-Grade

Escala logarítmica con factor 2,5 entre grados adyacentes, desde ultraprecisión G 0,4 hasta G 4000 marino

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

Estándar — ventiladores, bombas, volantes, motores, accionamientos 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 típicos de rotor	Notas
G 0.4	0.4	Giroscopios, husillos de precisión, unidades de discos ópticos	Cerca del límite del equilibrio convencional
G 1.0	1.0	Accionamientos de husillos de rectificado, grabadoras de cinta, pequeñas armaduras de precisión	Requiere condiciones ultra limpias
G 2.5	2.5	Turbinas de gas y vapor, turbogeneradores, turbocompresores, motores de alta velocidad	Previene daños prematuros en los rodamientos
G 6.3	6.3	Ventiladores, bombas, volantes, motores eléctricos, máquinas herramienta, rollos de papel	Más común: calificación predeterminada
G 16	16	Cardanes (especiales), maquinaria agrícola, trituradoras, ventiladores de minas	Trabajo pesado, condiciones severas
G 40	40	Ruedas y llantas de coche, ejes cardán (estándar), ventiladores lentos	La variación de neumáticos 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 grandes motores de 4 tiempos, diésel marinos sobre soportes elásticos	Gran motor alternativo de baja velocidad
G 1600	1600	Cigüeñales de grandes motores de 2 tiempos	Cimientos muy lentos y masivos
G 4000	4000	Cigüeñales de motores diésel marinos de baja velocidad sobre bases rígidas	Requisitos más flexibles

Tolerancias precalculadas para rotores industriales comunes

Tipo de rotor	Masa (kg)	RPM	GRAMO	Tú_por (g·mm)	Por avión	mi_por (µm)
Motor pequeño	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilador de HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Impulsor de la bomba	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbocompresor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
rollo de papel	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilador de la central eléctrica	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 coche	12	800	G 40	5 729	2 865	477

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

Tipo de rotor	Asignación	Fórmula	Notas
Simétrico	División equitativa	Tú_L=U_R=U_por/2	Caso más simple. Motores, algunos ventiladores.
Asimétrico entre cojinetes	Proporcional	Tú_L=U_por·(licenciado en Derecho)	Método más común.
Voladizo (voladizo)	Basado en momentos	Ecuaciones estáticas	Tolerancias más estrictas en el plano voladizo.
Estrecho (los aviones se cierran)	Separar estática+pareja	Según la norma ISO 21940-12	Diferentes efectos de vibración.

¿Qué es la norma ISO 1940-1?

Respuesta rápida

ISO 1940-1 (Vibración mecánica: Requisitos de calidad del equilibrio de los rotores en un estado constante (rígido)) define el Sistema de calidad de equilibrio de grado G Para rotores rígidos. La fórmula Tú_por = (9 549 × G × M) / n calcula el residuo admisible desequilibrar. Reemplazado por ISO 21940-11:2016 Con valores idénticos. Grado predeterminado para maquinaria industrial: G 6.3.

La norma ISO 1940-1 es el documento fundamental para el equilibrado de rotores a nivel mundial. Su sistema de grado G es el lenguaje de facto del equilibrado: "equilibrado a G 6.3" es un concepto que todos los especialistas del mundo entienden. La norma abarca rotores rígidos, desde pequeños husillos de precisión hasta cigüeñales de gran tamaño, proporcionando un marco universal para especificar, calcular y verificar la calidad del equilibrado.

La norma se aplica únicamente a rígido Rotores: aquellos cuyas deformaciones elásticas bajo fuerzas centrífugas son despreciables en todo el rango de velocidad de operación. Los rotores flexibles (que operan por encima de la primera velocidad crítica de flexión) están contemplados en la norma ISO 21940-12.

El concepto de rotor rígido

Un rotor se clasifica como rígido si su distribución de masa no cambia significativamente al variar la velocidad desde cero hasta la velocidad máxima de operación. La consecuencia clave: Un rotor equilibrado a baja velocidad en una máquina equilibradora permanece equilibrado a su velocidad de operación. Esto permite equilibrar a 300–600 RPM en una máquina de taller mientras se cumplen tolerancias a más de 3000 RPM en servicio.

Si un rotor opera en la región supercrítica (por encima del primer punto de flexión) velocidad crítica) o cerca resonancia, Las deflexiones alteran la distribución efectiva de la masa, y el equilibrado a baja velocidad puede resultar ineficaz a alta velocidad. Estos 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-cimentación. Fuerzas aerodinámicas e hidrodinámicas no relacionadas con la distribución de masa. Para ventiladores específicos, véase ISO 14694 (Categorías BV/FV).

Tipos de desequilibrio

Desequilibrar = eje de inercia del rotor ≠ eje de rotación. En forma vectorial: U = m × r (g·mm). La norma ISO 1940-1 clasifica tres tipos:

Desequilibrio estático: Eje de inercia paralelo al eje de rotación, pero desplazado. Equivalente de masa desequilibrada. Corregible en un avión. Típico: poleas, engranajes estrechos, impulsores de ventiladores (L/D < 0,5).
Desequilibrio de pareja: Eje de inercia que pasa por el centro de masas, pero inclinado. Fuerza neta cero, pero un par de fuerzas oscila el rotor. Requiere dos aviones.
Desequilibrio dinámico: Caso general: estática + par combinado. Eje de inercia no paralelo ni intersecante con el eje de rotación. Requiere dos aviones. La mayoría de los rotores reales tienen desequilibrio dinámico.

Desequilibrio específico (excentricidad)

Desequilibrio específico

e = U / M

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

El grado G se define como el producto e × ω (mm/s) — velocidad lineal del centro de masas del rotor orbitando el eje de rotación. Este valor único caracteriza la calidad del equilibrado, independientemente del tamaño y la velocidad del rotor.

El sistema de grado G: base física

Similitud de masas

Para rotores geométricamente similares: U_por ∝ M → desequilibrio específico e_por Debe ser constante. Se aplica un mismo estándar para todos los tamaños.

Similitud de velocidad

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

Definición de grado G

G = e_por × ω = constante (mm/s)

G 6.3 = órbitas del centro de masa a ≤ 6,3 mm/s | Los grados adyacentes difieren en un factor de 2,5

Cálculo del desequilibrio residual admisible

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

Tú_por = (9 549 × G × M) / n

Tú_por en g·mm | G = pendiente (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

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

Total: Tú_por = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm

Excentricidad: mi_por = 8 021 / 200 = 40,1 µm

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

En R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g por avión

Utilice siempre la velocidad máxima de servicio

La velocidad en la fórmula debe ser la RPM más alta en servicio, no la velocidad de la máquina balanceadora. Muchos rotores se balancean a 300-600 RPM, pero la tolerancia debe usar la velocidad de servicio real (p. ej., 1480 RPM). Usar la velocidad de la máquina balanceadora produce tolerancias peligrosamente flojas.

Asignación a planos de corrección

Tú_por Se aplica al centro de masas del rotor. En la práctica, el equilibrio se produce en dos planos (cerca de los cojinetes). El capítulo 7 regula:

Rotores simétricos

CoM en el punto medio → igual: U_L = U_R = U_por / 2.

Asimétrico entre cojinetes

Asignación asimétrica

Tú_izquierda = U_por × (b / L) | U_bien = U_por × (a / L)

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

Rotores en voladizo

La masa en voladizo genera un momento flector que carga ambos cojinetes. Se requiere un recálculo basado en el momento → la tolerancia suele ser mucho más estricta en el plano en voladizo. Común en bombas, compresores monoetapa e impulsores de ventiladores en voladizo.

Errores y verificación

Fuentes de error

Sistemático: Deriva de calibración de la máquina, mandriles excéntricos, efectos de chavetero (ISO 8821), distorsión térmica.
Aleatorio: Ruido del sensor, juego de soporte, variación del asiento del rotor.

El error total no debe exceder de 10–15% de tolerancia. Si es mayor, ajuste la tolerancia de trabajo según corresponda.

Efectos de ensamblaje

Balanceo de componentes ≠ balanceo del conjunto. La excentricidad del acoplamiento, el descentramiento radial y los ajustes flojos pueden impedir el trabajo del componente. Balancee el rotor ensamblado.

Métodos de verificación

Prueba de índice: Gire el rotor 180° sobre el mandril y vuelva a medir. Cambio = error de fijación.
Prueba de peso de prueba: Agregue la masa conocida y verifique que el cambio de vector medido coincida con lo esperado.
Comprobación de campo: Medir la vibración en los cojinetes por ISO 10816.

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

En Balanset-1A automatiza ISO 1940-1: introduce masa, velocidad, grado G → U instantáneo_por Con asignación automática de planos. Tras el balanceo, compara el valor residual con el límite. La función Informes F6 genera un protocolo formal que documenta la calificación G obtenida. Precisión: ±5% de velocidad, ±1° de fase, suficiente para G 16 a G 2.5. Balanset-4 Se extiende a cuatro canales para rotores complejos con múltiples cojinetes.

Ejemplos resueltos

Caso 1: Motor eléctrico — G 6.3

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

Tolerancia: Tú_por = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/avión.

En R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plano. Tienda equilibrada: 180 g·mm residual. ✅

Caso 2: Bomba: Impulsor suspendido, G 6.3

Rotor: Eje + impulsor 18 kg, 2950 RPM. Impulsor 6 kg, voladizo 120 mm. Distancia entre cojinetes 250 mm.

Total: Tú_por = 367 g·mm. Distribución de momentos: delantero ≈ 202, trasero ≈ 165 g·mm.

Campo equilibrado con Balanset-1A Plano único: 8,5 g a 230°. Peso final: 95 g·mm. ✅

Caso 3: Turbocompresor — G 2.5

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

Tolerancia: Tú_por = 129 g·mm → 65/plano → en R = 95 mm: 0,68 g/plano.

Precisión de subgramos → Solo para máquinas de alta velocidad de 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 — idéntico. Sin cambios técnicos.
Serie ISO 21940: Parte 11 (calidad), Parte 12 (flexible), Parte 14 (procedimientos), Parte 21 (descripciones), Parte 31 (susceptibilidad), Parte 32 (claves).
Ambas denominaciones se utilizan indistintamente en la práctica.
ISO 14694 Las categorías BV hacen referencia directamente a los grados G.

ISO 21940-11: Este estándar es un sistema de grado G.
ISO 21940-12: Equilibrado de rotor flexible.
ISO 10816 / ISO 20816: Evaluación de vibraciones: resultado operativo de la calidad del equilibrio.
ISO 14694: Categorías BV/FV específicas para cada fan → Grados G.
ISO 8821: Influencia de la chaveta (convención de media chaveta).
API 610 / API 617: Bombas/compresores de petróleo referenciados según norma ISO 1940.

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

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Preguntas frecuentes — ISO 1940-1

Sistema de calidad de equilibrio de grado G para rotores rígidos

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

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

▸ ¿Cómo calculo el desequilibrio residual admisible?

Tú_por = (9 549 × G × M) / n — G = pendiente (mm/s), M = masa (kg), n = RPM máximas. Ejemplo: 50 kg a 3000 RPM, G 6,3 → 9549 × 6,3 × 50 / 3000 = 1 003 g·mm. Dividir por planos para obtener el valor por plano.

▸ ¿Qué es un rotor rígido?

Un rotor cuyas deformaciones elásticas bajo fuerzas centrífugas son insignificantes en todo su rango de velocidad de operación. Equilibrado a baja velocidad → se mantiene equilibrado a la velocidad de operación. Rotores por encima de la primera flexión. velocidad crítica Son flexibles y requieren la norma ISO 21940-12.

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

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

▸ ¿Cómo asignar tolerancia entre planos?

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

▸ ¿Cuáles son los tres tipos de desequilibrio?

Estático — desplazados pero paralelos, fijación en un plano. Pareja — inclinado a través del centro de movimiento, fijación en dos planos. Dinámica — General (estático + par), corrección en dos planos. La mayoría de los rotores reales presentan desequilibrio dinámico.

▸ ¿Por qué las calificaciones G están en una escala logarítmica?

El factor 2,5 entre grados cubre toda la gama, desde giroscopios (G 0,4) hasta motores diésel marinos (G 4000). El escalado logarítmico es adecuado porque la intensidad de la vibración percibida y la vida útil de los rodamientos siguen relaciones logarítmicas. Cada paso equivale al mismo cambio relativo en la calidad.

▸ ¿Puedo verificar el cumplimiento con un balanceador portátil?

Sí. Balanset-1ACalculadora ISO 1940 integrada, asignación automática de planos, comparación en tiempo real de residual vs. límite, informe de balance formal. Precisión de ±5% suficiente para G 16–G 2.5. Para G 1.0, se requiere una preparación cuidadosa.

Balanza según ISO 1940-1 — En el campo

Los balanceadores portátiles Vibromera incluyen calculadoras de tolerancia ISO 1940 incorporadas, asignación automática de planos e informes de balance formales que documentan el grado G obtenido.

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