¿Qué es la norma ISO 1940-2?

Respuesta rápida

ISO 1940-2 (Vibración mecánica — Requisitos de calidad de la balanza — Vocabulario) es el estándar internacional que define la terminología utilizada en el balanceo de rotores. Proporciona definiciones precisas y basadas en la física para todos los términos clave, desde desequilibrar tipos (estático, de acoplamiento, dinámico) a clasificaciones de rotor (rígido, flexible), métodos de corrección, tipos de máquinas, y grados de calidad. Es el "diccionario" esencial que respalda ISO 1940-1 y todas las demás normas de equilibrio. Reemplazado por ISO 21940-2 con terminología idéntica.

Cuando un ingeniero en Alemania especifica una "corrección del desequilibrio dinámico a G 6.3 en dos planos", un técnico en Japón debe comprender exactamente lo que se requiere: la misma condición del rotor, el mismo procedimiento de equilibrado y el mismo criterio de aceptación. La norma ISO 1940-2 lo hace posible al proporcionar un vocabulario único y consensuado internacionalmente para todo el campo.

La norma no es un procedimiento ni una especificación de tolerancia: es una estándar de terminología. Su función es eliminar la ambigüedad para que otras normas (ISO 1940-1 para tolerancias, ISO 14694 Para los fans, ISO 10816 para la evaluación de vibraciones) puede utilizar un lenguaje preciso e inequívoco.

Análisis detallado de términos

La distinción entre rígido y flexible

Esta es la clasificación más importante para el balanceo. Esta distinción lo determina todo: qué estándar se aplica, qué equipo se necesita, cuántos aviones se requieren y a qué velocidad debe realizarse el balanceo.

Rotor rígido (definición ISO 1940-2)

Un rotor cuyo desequilibrio se puede corregir en dos planos arbitrarios y, después de la corrección, el desequilibrio residual no cambia significativamente a ninguna velocidad hasta la velocidad máxima de servicio. Prueba práctica: Si la primera flexión velocidad crítica está muy por encima de la velocidad máxima de servicio (normalmente > 1,5× o más), el rotor es rígido.

Rotor flexible (definición ISO 1940-2)

Un rotor que se deforma elásticamente a su velocidad de servicio, de modo que cambia su estado de desequilibrio. Debe estar equilibrado a la velocidad de servicio o cerca de ella en más de dos planos. Se aplica a: Grandes turbogeneradores, compresores multietapa de alta velocidad, rollos largos de máquinas de papel a alta velocidad. Cubierto por la norma ISO 21940-12.

La gran mayoría de los rotores industriales (motores eléctricos, ventiladores, bombas, volantes, ejes) son rotores rígidos. ISO 1940-1 El sistema de grado G se aplica directamente a rotores rígidos.

Los tres tipos de desequilibrio

La norma ISO 1940-2 define tres tipos fundamentales según la relación geométrica entre el eje de inercia principal y el eje de rotación. Comprenderlos es esencial para seleccionar el procedimiento de equilibrado correcto:

Vector de desequilibrio
U = m × r (magnitud) U∠θ (forma polar)
m = masa desequilibrada (g) | r = distancia desde el eje (mm) | θ = posición angular (°)
  • Desequilibrio estático produce una fuerza Ambos rodamientos vibran en fase a 1 × RPM. El rotor puede detectarse como desequilibrado sin rotación (la gravedad lo revela en los filos de una cuchilla). Un plano de corrección es suficiente. Típico para rotores estrechos tipo disco (L/D < 0,5): poleas estrechas, impulsores de ventilador, volantes delgados.
  • Desequilibrio de pareja produce una momento Los rodamientos vibran desfasados 180° a 1 × RPM. La fuerza neta es cero (el centro de masa está en el eje), pero dos puntos pesados iguales y opuestos en diferentes posiciones axiales crean un par oscilante. Solo se detecta durante el giro. Requiere dos planos de corrección.
  • desequilibrio dinámico = estática + par combinado. Caso general para todos los rotores reales que no son perfectamente simétricos. Tanto la fuerza como el momento están presentes. Los cojinetes vibran a 1× sin una relación en fase ni un desfase exacto de 180°. Requiere balanceo en dos planos.

Desequilibrio específico y conexión de grado G

desequilibrio específico (e = U/M) es la métrica clave que permite la comparación universal de la calidad del equilibrado. Un rotor de 5 kg con un desequilibrio de 50 g·mm tiene e = 10 µm. Un rotor de 500 kg con un desequilibrio de 5000 g·mm también tiene e = 10 µm: la misma calidad de equilibrado a pesar de una diferencia de masa de 100×.

En Grado G Lo amplía incorporando la velocidad: G = e × ω, lo que da como resultado un único número (mm/s) que caracteriza la calidad del equilibrio independientemente de la masa y la velocidad. Esta es la base de la ISO 1940-1 sistema de tolerancia.

Planos de corrección vs. Planos de tolerancia

La norma ISO 1940-2 establece una distinción fundamental que a menudo se pasa por alto en la práctica:

  • Planos de tolerancia = los planos de apoyo donde la vibración y las cargas dinámicas son más críticas. Desequilibrio admisible Upor se especifica aquí.
  • Planos de corrección = Ubicaciones físicamente accesibles donde se pueden colocar pesos (cubo del ventilador, anillos terminales del motor, resaltes del eje). A menudo, en posiciones axiales diferentes a las de los rodamientos.

Conversión de Upor La conversión de planos de tolerancia a planos de corrección requiere conocimiento de la geometría del rotor. En rotores asimétricos o en voladizo, esta conversión puede modificar significativamente las tolerancias por plano. Balanset-1A Maneja esta conversión automáticamente cuando se ingresan las dimensiones del rotor.

Tipos de máquinas equilibradoras

Los dos tipos fundamentales de máquinas reflejan diferentes principios de medición física:

  • Cojinete blando: Frecuencia natural de suspensión muy por debajo de la velocidad de funcionamiento → medidas de la máquina desplazamiento. Requiere calibración para cada rotor nuevo. Históricamente significativo; su uso está en declive.
  • Resistente: Frecuencia natural de suspensión muy por encima de la velocidad de funcionamiento → medidas de la máquina fuerza. Calibración permanente: admite diferentes rotores sin calibración individual. El tipo moderno predominante.

Instrumentos de equilibrio de campo como el Balanset-1A utilizan un principio diferente: no son una "máquina" en el sentido ISO, sino que utilizan los propios cojinetes y soporte del rotor como sistema de medición, empleando el método de peso de prueba (coeficiente de influencia) para determinar la corrección sin necesidad de una máquina equilibradora dedicada.

Referencia cruzada: dónde se utiliza cada término

Normas que hacen referencia al vocabulario ISO 1940-2

ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Utiliza todos los términos de tolerancia y calidad: grado G, grado Upor, Tolerancia al equilibrio, desequilibrio residual. El principal consumidor de este vocabulario.

ISO 14694: Utiliza términos de rotor (rígido), términos de desequilibrio y se extiende con categorías BV/FV específicas del ventilador basadas en grados G.

ISO 10816 / ISO 20816: Utiliza términos de medición: velocidad de vibración, RMS, puntos de medición de la carcasa del cojinete.

ISO 21940-12: Amplía la definición de rotor flexible con procedimientos de múltiples velocidades y múltiples planos.

API 610 / API 617: Las normas petroleras hacen referencia a los grados G de la norma ISO 1940 y a la terminología de desequilibrio para las especificaciones de bombas y compresores.

ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Transición

La norma ISO 21940-2 ha sustituido formalmente a la norma ISO 1940-2. La terminología es idéntica: todas las definiciones se mantienen sin cambios. La numeración de la norma ISO 21940 refleja su integración en la serie completa de normas ISO 21940, que abarca todos los aspectos de la vibración mecánica y el equilibrado. Ambas designaciones son aceptadas en la práctica industrial.


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