ISO 1940-1 - Persyaratan Kualitas Keseimbangan untuk Rotor Kaku
Standar internasional dasar yang mendefinisikan sistem kualitas keseimbangan kelas G - dari G 0,4 (giroskop) hingga G 4000 (mesin diesel laut). Sekarang dimasukkan ke dalam ISO 21940-11, dengan nilai dan metodologi kelas G yang identik.
Vibromera membangun tabel kelas lengkap dari G 0.4 hingga G 4000 ke dalam Balanset-1A, sehingga instrumen tersebut melaporkan kualitas keseimbangan yang dicapai terhadap ISO 1940-1 segera setelah proses bobot uji.
Ketidakseimbangan Sisa yang Diizinkan
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - masukkan data rotor, dapatkan Uper
Hasil - ISO 1940-1
Ketidakseimbangan sisa yang diizinkan
untuk menghitung toleransi
Nilai Kualitas Keseimbangan G-Grade
Skala logaritmik dengan faktor 2,5 di antara nilai yang berdekatan - dari G 0,4 yang sangat presisi hingga G 4000 untuk laut
📋 Tabel G-Grade Lengkap - ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| Kelas G | e·ω (mm/s) | Jenis Rotor yang Umum | Catatan |
|---|---|---|---|
| G 0,4 | 0.4 | Giroskop, spindel presisi, drive cakram optik | Mendekati batas penyeimbangan konvensional |
| G 1.0 | 1.0 | Penggerak spindel gerinda, perekam pita, armatur presisi kecil | Membutuhkan kondisi yang sangat bersih |
| G 2,5 | 2.5 | Turbin gas & uap, generator turbo, kompresor turbo, motor berkecepatan tinggi | Mencegah kerusakan bantalan dini |
| G 6.3 | 6.3 | Kipas angin, pompa, roda gila, motor listrik, peralatan mesin, gulungan kertas | Yang paling umum - kelas default |
| G 16 | 16 | Poros cardan (khusus), mesin pertanian, penghancur, kipas tambang | Tugas berat, kondisi berat |
| G 40 | 40 | Roda dan pelek mobil, poros cardan (standar), kipas angin lambat | Variasi ban mendominasi |
| G 100 | 100 | Mesin lengkap mobil, truk, lokomotif | Mesin IC sebagai rakitan |
| G 250 | 250 | Poros engkol mesin diesel berkecepatan tinggi | Tingkat komponen |
| G 630 | 630 | Poros engkol mesin 4-tak besar, mesin diesel kelautan dengan dudukan elastis | Bolak-balik kecepatan rendah yang besar |
| G 1600 | 1600 | Poros engkol mesin 2-tak yang besar | Fondasi yang sangat lambat dan masif |
| G 4000 | 4000 | Poros engkol mesin diesel laut berkecepatan rendah di atas fondasi yang kaku | Persyaratan paling longgar |
📊 Toleransi yang Telah Dihitung Sebelumnya untuk Rotor Industri Umum
| Jenis Rotor | Massa (kg) | RPM | G | Uper (g-mm) | Per Bidang | eper (mikrometer) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Motor kecil | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| Kipas HVAC | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Impeller pompa | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Kompresor turbo | 120 | 8 000 | G 2,5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Gulungan kertas | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Kipas pembangkit listrik | 350 | 990 | G 2,5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Spindel gerinda | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Roda mobil | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Metode Alokasi Toleransi - ISO 1940-1 Bab 7
| Jenis Rotor | Alokasi | Rumus | Catatan |
|---|---|---|---|
| Simetris | Pembagian sama rata | UL=UR=Uper/2 | Kasus yang paling sederhana. Motor, beberapa kipas angin. |
| Asimetris di antara bantalan | Sebanding | UL=Uper-(b/L) | Metode yang paling umum. |
| Overhung (kantilever) | Berbasis momen | Persamaan statika | Toleransi yang lebih ketat pada bidang yang digantung. |
| Sempit (bidang berdekatan) | Pisahkan kopel + statis | Sesuai ISO 21940-12 | Efek getaran yang berbeda. |
Apa yang dimaksud dengan ISO 1940-1?
Jawaban Cepat
ISO 1940-1 (Getaran mekanis - Persyaratan kualitas keseimbangan rotor dalam keadaan konstan (kaku)) mendefinisikan Sistem kualitas keseimbangan kelas G untuk rotor yang kaku. Rumusnya Uper = (9.549 × G × M) / n menghitung sisa yang diizinkan ketidakseimbangan. Digantikan oleh ISO 21940-11:2016 dengan nilai yang identik. Kelas default untuk mesin industri: G 6.3.
ISO 1940-1 adalah dokumen dasar untuk penyeimbangan rotor di seluruh dunia. Sistem G-grade-nya adalah bahasa de facto untuk penyeimbangan: "keseimbangan ke G 6.3" dipahami oleh setiap spesialis di seluruh dunia. Standar ini mencakup rotor yang kaku dari spindel presisi kecil hingga poros engkol yang besar, memberikan kerangka kerja universal untuk menentukan, menghitung, dan memverifikasi kualitas keseimbangan.
Standar ini hanya berlaku untuk kaku rotor - rotor yang deformasi elastisnya di bawah gaya sentrifugal dapat diabaikan di seluruh rentang kecepatan operasi. Rotor fleksibel (beroperasi di atas kecepatan kritis tekukan pertama) tercakup dalam ISO 21940-12.
Konsep Rotor yang Kaku
Sebuah rotor diklasifikasikan sebagai kaku jika distribusi massanya tidak berubah secara signifikan saat kecepatan bervariasi dari nol hingga kecepatan operasi maksimum. Konsekuensi utama: rotor yang diseimbangkan pada kecepatan rendah pada mesin penyeimbang tetap seimbang pada kecepatan operasinya. Hal ini memungkinkan penyeimbangan pada 300-600 RPM pada mesin bengkel sekaligus memenuhi toleransi pada 3.000+ RPM dalam layanan.
Jika rotor beroperasi di wilayah superkritis (di atas tekukan pertama kecepatan kritis) atau dekat resonansi, defleksi mengubah distribusi massa efektif, dan keseimbangan kecepatan rendah mungkin tidak efektif pada kecepatan tinggi. Rotor semacam itu diklasifikasikan sebagai fleksibel.
Apa yang TIDAK Tercakup dalam ISO 1940-1
Rotor dengan geometri yang berubah-ubah (poros yang diartikulasikan, bilah helikopter). Resonansi pada sistem penyangga rotor. Gaya aerodinamis dan hidrodinamis yang tidak terkait dengan distribusi massa. Khusus untuk kipas, lihat ISO 14694 (kategori BV dan batas getaran yang spesifik untuk kipas).
Jenis-jenis Ketidakseimbangan
Ketidakseimbangan = sumbu inersia rotor ≠ sumbu rotasi. Dalam bentuk vektor: U = m × r (g-mm). ISO 1940-1 mengklasifikasikan tiga jenis:
- Ketidakseimbangan statis: Sumbu inersia sejajar dengan sumbu rotasi tetapi bergeser. Setara massa tunggal yang tidak seimbang. Dapat diperbaiki dalam satu bidang. Tipikal: katrol, roda gigi sempit, impeler kipas (L/D < 0,5).
- Ketidakseimbangan kopel: Sumbu inersia melalui pusat massa tetapi miring. Gaya bersih nol, tetapi kopel (sepasang) mengguncang rotor. Membutuhkan dua bidang.
- Ketidakseimbangan dinamis: Kasus umum - gabungan statis + kopel. Sumbu inersia tidak sejajar atau berpotongan dengan sumbu rotasi. Membutuhkan dua bidang. Sebagian besar rotor yang sebenarnya memiliki ketidakseimbangan dinamis.
Ketidakseimbangan Spesifik (Eksentrisitas)
Kelas G didefinisikan sebagai produk e × ω (mm/s) - kecepatan linier dari pusat massa rotor yang mengorbit pada sumbu rotasi. Angka tunggal ini mencirikan kualitas keseimbangan yang tidak tergantung pada ukuran dan kecepatan rotor.
Sistem G-Grade - Dasar Fisik
Kemiripan Massa
Untuk rotor yang secara geometris serupa: Uper ∝ M → ketidakseimbangan tertentu eper harus konstan. Satu standar berlaku untuk semua ukuran.
Kemiripan Kecepatan
Gaya sentrifugal F = M-e-ω². Untuk mempertahankan beban bantalan yang dapat diterima pada kecepatan yang berbeda, eper harus berkurang saat ω meningkat:
Menghitung Ketidakseimbangan Residu yang Diizinkan
Contoh Kerja: Rotor Kipas, G 6.3
Diberikan: Impeler kipas sentrifugal, M = 200 kg, n = 1.500 RPM, G 6.3.
Jumlah: Uper = 9.549 × 6,3 × 200 / 1.500 = 8 021 g-mm
Keanehan: eper = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Per bidang (simetris, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm
Pada R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g per bidang
Selalu Gunakan Kecepatan Layanan Maksimum
Kecepatan dalam rumus haruslah RPM tertinggi dalam servis - bukan kecepatan mesin penyeimbang. Banyak rotor yang diseimbangkan pada 300-600 RPM tetapi toleransi harus menggunakan kecepatan servis yang sebenarnya (mis. 1.480 RPM). Menggunakan kecepatan mesin balancing menghasilkan toleransi yang sangat longgar.
Alokasi ke Bidang Koreksi
Uper berlaku pada pusat massa rotor. Dalam praktiknya, keseimbangan dalam dua bidang (dekat bantalan). Aturan Bab 7:
Rotor Simetris
CoM pada titik tengah → sama: UL = UR = Uper / 2.
Bantalan Antara Asimetris
Rotor yang digantung terlalu tinggi
Massa yang menggantung menciptakan momen lentur yang membebani kedua bantalan. Diperlukan perhitungan ulang berbasis momen → biasanya toleransi yang jauh lebih ketat pada bidang yang menggantung. Umum untuk pompa, kompresor satu tahap, impeler kipas kantilever.
Kesalahan dan Verifikasi
Sumber Kesalahan
- Sistematis: Pergeseran kalibrasi mesin, mandrel eksentrik, efek alur pasak (ISO 8821), distorsi termal.
- Acak: Kebisingan sensor, permainan penyangga, variasi tempat duduk rotor.
Total kesalahan tidak boleh melebihi toleransi 10-15%. Jika lebih besar, kencangkan toleransi kerja yang sesuai.
Efek Perakitan
Keseimbangan komponen ≠ keseimbangan perakitan. Eksentrisitas kopling, runout radial, kecocokan yang longgar dapat meniadakan kerja komponen. Pangkas keseimbangan rotor yang dirakit.
Metode Verifikasi
- Uji indeks: Putar rotor 180° pada mandrel, ukur ulang. Perubahan = kesalahan perlengkapan.
- Uji coba berat badan: Tambahkan massa yang diketahui, verifikasi perubahan vektor yang diukur sesuai dengan ekspektasi.
- Pemeriksaan lapangan: Mengukur getaran pada bantalan per ISO 10816.
Balanset-1A: Kepatuhan ISO 1940-1 Bawaan
Balanset-1A mengotomatiskan ISO 1940-1: masukkan massa, kecepatan, kelas-G → U instanper dengan alokasi bidang otomatis. Setelah penyeimbangan, membandingkan residual dengan batas. Fungsi Laporan F6 menghasilkan protokol formal yang mendokumentasikan kelas G yang dicapai. Akurasi ±5% untuk kecepatan, ±1° untuk fase - cukup untuk G 16 hingga G 2.5. Alat ini Balanset-4 meluas ke empat saluran untuk rotor multi-bantalan yang kompleks.
Contoh Perhitungan
Kasus 1: Motor Listrik - G 6.3
Rotor: 15 kW, 1.460 RPM, 35 kg, simetris di antara bantalan.
Toleransi: Uper = 9.549 × 6,3 × 35 / 1.460 = 1 442 g-mm → 721/bidang.
Pada R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/bidang. Diseimbangkan di bengkel: residual 180 g-mm. ✅
Kasus 2: Pompa - Impeler yang digantung, G 6.3
Rotor: Poros + impeler 18 kg, 2.950 RPM. Impeler 6 kg digantung 120 mm. Rentang bantalan 250 mm.
Jumlah: Uper = 367 g-mm. Alokasi momen: depan ≈ 202, belakang ≈ 165 g-mm.
Diseimbangkan di lapangan dengan Balanset-1A bidang tunggal: 8,5 g pada 230°. Akhir: 95 g-mm. ✅
Kasus 3: Turbo-Kompresor - G 2.5
Rotor: 3-tahap, 65 kg, 12.000 RPM. Sedikit asimetris.
Toleransi: Uper = 129 g-mm → 65/bidang → pada R = 95 mm: 0,68 g/bidang.
Presisi sub-gram → hanya untuk mesin berkecepatan tinggi. Uji indeks: kesalahan mandrel <5 g-mm. Akhir: 28 g-mm/bidang. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Nilai, formula, tabel aplikasi kelas G - identik. Tidak ada perubahan teknis.
- Seri ISO 21940: Bagian 11 (kualitas), Bagian 12 (fleksibel), Bagian 14 (prosedur), Bagian 21 (deskripsi), Bagian 31 (kerentanan), Bagian 32 (kunci).
- Kedua sebutan tersebut digunakan secara bergantian dalam praktiknya.
- ISO 14694 Kategori BV mengacu pada nilai G secara langsung.
Standar Terkait
- ISO 21940-11: Standar ini - sistem kelas G.
- ISO 21940-12: Penyeimbangan rotor yang fleksibel.
- ISO 10816 / ISO 20816: Evaluasi getaran - hasil operasional kualitas keseimbangan.
- ISO 14694: Kategori BV, grade penyeimbangan, dan batas getaran yang spesifik untuk kipas.
- ISO 8821: Pengaruh alur pasak (konvensi setengah kunci).
- API 610 / API 617: Pompa/kompresor minyak bumi yang mengacu pada ISO 1940.
Standar resmi: ISO 1940-1 di Toko ISO →
Di Halaman Ini
Kalkulator Toleransi Tabel G-Grade Apa yang dimaksud dengan ISO 1940-1? Konsep Rotor Kaku Jenis-jenis Ketidakseimbangan Statis / Kopel / Dinamis Ketidakseimbangan tertentu Sistem G-Grade Hukum kesamaan Rumus Toleransi Alokasi Bidang Simetris / Asimetris Rotor yang menggantung Kesalahan & Verifikasi Studi Kasus (3) Transisi ISO 21940-11 Pertanyaan Umum (8 Pertanyaan)Peralatan Penyeimbang
Penyeimbangan lapangan portabel dengan kalkulator toleransi ISO 1940 bawaan dan verifikasi kelas G.
Balanset-1A → Balanset-4 →Pertanyaan yang Sering Diajukan - ISO 1940-1
Sistem kualitas keseimbangan kelas G untuk rotor yang kaku
▸ Apa perbedaan antara ISO 1940-1 dan ISO 21940-11?
▸ Bagaimana cara menghitung ketidakseimbangan residual yang diizinkan?
▸ Apa yang dimaksud dengan rotor kaku?
▸ Apa kelas G untuk pompa, kipas angin, atau motor?
▸ Bagaimana cara mengalokasikan toleransi antarbidang?
▸ Apa saja tiga jenis ketidakseimbangan?
▸ Mengapa nilai G pada skala logaritmik?
▸ Dapatkah saya memverifikasi kesesuaian dengan penyeimbang portabel?
Keseimbangan terhadap ISO 1940-1 - Di Lapangan
Timbangan portabel Vibromera mencakup kalkulator toleransi ISO 1940 bawaan, alokasi bidang otomatis, dan laporan keseimbangan formal yang mendokumentasikan tingkat G yang dicapai.
Jelajahi Peralatan Penyeimbang →
