ISO 1940-2 — Kesalahan Balancing (sekarang ISO 21940-14)
Standar historis untuk menilai kesalahan keseimbangan rotor kaku — sumber kesalahan sistematis, acak berubah, dan skalar dalam proses penyeimbangan. Telah ditarik dan digantikan oleh ISO 21940-14:2012. Kosakata penyeimbangan itu sendiri didefinisikan dalam ISO 21940-2 (sebelumnya ISO 1925) dan dirangkum di bawah ini.
Sekilas Istilah-istilah Kunci dalam Keseimbangan
Definisi paling penting dari kosakata penyeimbangan ISO — ISO 21940-2 (sebelumnya ISO 1925) — istilah yang harus diketahui setiap praktisi penyeimbangan
Referensi Terminologi Lengkap
Semua istilah utama dari kosakata penyeimbangan, ISO 21940-2 (sebelumnya ISO 1925), diorganisasi menurut kategori
| Ketentuan | Definisi | Makna |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Suatu benda yang mampu berputar mengelilingi sumbu tertentu. Dalam konteks penyeimbangan, termasuk semua komponen yang berputar: poros, impeler, angker, drum, spindel. | Objek dasar dalam penyeimbangan. Semua istilah lain menggambarkan sifat atau tindakan terhadap rotor. |
| Rotor Rotor Kaku | Rotor yang ketidakseimbangannya dapat dikoreksi pada dua bidang sembarang, dan setelah dikoreksi, ketidakseimbangan residual tidak berubah secara signifikan pada kecepatan berapa pun hingga kecepatan layanan maksimum. | Menentukan bahwa ISO 1940-1 (Sistem kelas G) berlaku. Penyeimbangan pada kecepatan rendah di mesin bengkel valid. Sebagian besar rotor industri bersifat kaku. |
| Rotor Rotor Fleksibel | Rotor yang mengalami deformasi elastis pada kecepatan operasinya sehingga kondisi ketidakseimbangannya berubah. Harus dikoreksi pada atau mendekati kecepatan operasi di lebih dari dua bidang. | Membutuhkan ISO 21940-12. Turbin kecepatan tinggi, generator besar, kompresor multi-tahap. Diperlukan peralatan penyeimbangan kecepatan tinggi khusus. |
| Rotor Sumbu Poros | Garis lurus yang menghubungkan pusat-pusat jurnal bantalan. Sumbu rotasi geometris. | Sumbu acuan untuk semua pengukuran ketidakseimbangan. Penyimpangan bantalan poros memengaruhi akurasi pengukuran. |
| Rotor Sumbu Inersia Utama | Sumbu di mana rotor dapat berputar bebas tanpa menghasilkan gaya atau momen sentrifugal. Bertepatan dengan sumbu poros untuk rotor yang seimbang sempurna. | Ketidaksesuaian antara sumbu utama dan sumbu poros adalah ketidakseimbangan. Semua koreksi bertujuan untuk menyelaraskan kedua sumbu ini. |
| Rotor Pusat Massa (Gravitasi) | Titik di mana seluruh massa rotor dapat dianggap terkonsentrasi. Untuk rotor yang seimbang, titik ini terletak tepat pada sumbu poros. | Ketidakseimbangan statis = Pusat massa (CoM) yang bergeser dari sumbu poros. Ketidakseimbangan spesifik (e) = jarak perpindahan. |
| Rotor Kecepatan Layanan | Kecepatan putaran maksimum di mana rotor beroperasi dalam aplikasi yang dimaksudkan. | Penting untuk perhitungan toleransi: Uper = (9 549 × G × M) / n. Selalu gunakan kecepatan servis, bukan kecepatan penyeimbangan. |
| Rotor Kecepatan Kritis | Kecepatan putaran di mana sistem rotor-bantalan mengalami resonansi, yang mengakibatkan getaran yang sangat diperkuat. | Menentukan klasifikasi kaku/fleksibel. Rotor kaku beroperasi jauh di bawah kecepatan kritis lentur pertama. |
| Ketentuan | Definisi | Rumus / Satuan |
|---|---|---|
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan | Kondisi di mana sumbu inersia utama tidak berimpit dengan sumbu rotasi. Menyebabkan gaya sentrifugal yang sebanding dengan massa, eksentrisitas, dan kuadrat kecepatan. | U = m × r (g·mm atau kg·m) |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Statis | Sumbu utama sejajar dengan sumbu rotasi tetapi bergeser. Setara dengan massa tunggal pada radius tunggal. Dapat dideteksi tanpa rotasi (ujung pisau). Getaran bantalan sefase. | Dikoreksi dalam 1 bidang |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Pasangan | Sumbu utama berpotongan dengan sumbu rotasi di pusat massa tetapi miring. Dua titik berat yang sama dan berlawanan pada bidang yang berbeda menciptakan momen goyang. Hanya dapat dideteksi saat berputar. | Dikoreksi dalam 2 bidang |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Dinamis | Kasus umum: sumbu utama tidak sejajar dengan atau berpotongan dengan sumbu rotasi. Kombinasi statis dan kopel. Kondisi dunia nyata yang paling umum. | Dikoreksi dalam 2 bidang |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Spesifik | Rasio ketidakseimbangan terhadap massa rotor. Mewakili eksentrisitas — perpindahan pusat massa dari sumbu poros. Memungkinkan perbandingan kualitas di berbagai ukuran rotor. | e = U / M (µm atau g·mm/kg) |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan residual | Ketidakseimbangan yang tersisa pada rotor setelah proses penyeimbangan. Tidak boleh melebihi nilai yang diizinkan (U).per) untuk yang ditentukan Kelas G. | Ures ≤ Uper |
| Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Awal | Ketidakseimbangan rotor saat diterima, sebelum dilakukan koreksi penyeimbangan. Diukur pada pengoperasian pertama. | Garis dasar untuk prosedur penyeimbangan |
| Ketidakseimbangan Vektor Ketidakseimbangan | Besaran dan posisi sudut ketidakseimbangan pada bidang tertentu. Direpresentasikan sebagai vektor polar dengan amplitudo (g·mm) dan sudut fase (°). | U∠θ (g·mm pada ° dari referensi) |
| Ketentuan | Definisi | Catatan Praktik |
|---|---|---|
| Proses Penyeimbangan | Proses pengecekan dan penyesuaian distribusi massa rotor sehingga ketidakseimbangan residual berada dalam toleransi yang ditentukan. | Iteratif: ukur → hitung → koreksi → verifikasi. |
| Proses Bidang Koreksi | Bidang yang tegak lurus terhadap sumbu rotor tempat massa ditambahkan atau dihilangkan. Lokasi yang dapat diakses secara fisik untuk penempatan beban. | Mungkin berbeda dari bidang toleransi (bantalan) — memerlukan konversi geometris. |
| Proses Bidang Toleransi | Bidang tempat ketidakseimbangan yang diperbolehkan ditentukan — biasanya bidang tumpuan. Ketidakseimbangan di sini secara langsung memengaruhi beban tumpuan. | Uper ditentukan untuk bidang toleransi; harus dikonversi ke bidang koreksi. |
| Proses Massa Koreksi | Massa fisik (berat) yang ditambahkan atau dihilangkan dari rotor pada radius dan sudut tertentu dalam bidang koreksi. | Ditambahkan: klip-on, baut-on, las, epoksi. Dihapus: pengeboran, penggilingan, penggerindaan. |
| Proses Bobot uji | Massa yang diketahui dipasang sementara pada rotor dengan radius dan sudut yang diketahui selama prosedur penyeimbangan. Digunakan untuk menentukan respons rotor (koefisien pengaruh). | Metode bobot uji Balanset-1A: jalankan → pasang bobot uji → jalankan → perangkat lunak menghitung koreksi. |
| Proses Koefisien Pengaruh | Perubahan respons getaran (amplitudo dan fasa) pada titik pengukuran yang disebabkan oleh ketidakseimbangan unit di lokasi tertentu. Mengkarakterisasi sensitivitas rotor-bantalan. | Dihitung dari uji coba penimbangan. Penyeimbangan dua bidang memerlukan matriks pengaruh 2×2. |
| Proses Penyeimbangan Bidang Tunggal | Prosedur untuk mengoreksi ketidakseimbangan statis dalam satu bidang koreksi. Sesuai untuk rotor pendek (berbentuk cakram) dengan L/D < 0,5. | Balanset-1A Mode F2. Satu sensor, satu bidang. |
| Proses Penyeimbangan Dua Bidang | Prosedur untuk mengoreksi ketidakseimbangan statis dan kopel pada dua bidang koreksi. Diperlukan untuk rotor memanjang atau ketika ketidakseimbangan kopel signifikan. | Balanset-1A Mode F3. Dua sensor, dua bidang. |
| Proses Penyeimbangan Trim | Penyesuaian penyeimbangan akhir yang halus dilakukan pada rotor yang telah dirakit untuk mengkompensasi ketidakseimbangan yang disebabkan oleh perakitan (penyimpangan putaran kopling, toleransi pemasangan). | Seringkali dilakukan di lapangan pada mesin yang terpasang. |
| Proses Pembagian bobot | Mendistribusikan massa koreksi yang telah dihitung antara dua lokasi yang berdekatan dan mudah diakses (misalnya, dua lubang baut atau posisi bilah) ketika posisi sudut yang tepat tidak dapat diakses. | Balanset-1A menyediakan perhitungan pembagian bobot secara otomatis. |
| Ketentuan | Definisi | Perbandingan |
|---|---|---|
| Mesin Mesin Penyeimbang | Sebuah perangkat yang mengukur ketidakseimbangan pada rotor (besaran dan posisi sudut) sehingga distribusi massa dapat dikoreksi. | Berbasis toko (tetap) atau lapangan (portabel seperti Balanset-1A). |
| Mesin Mesin Bantalan Lunak | Sistem suspensi sangat fleksibel. Rotor berputar di atas frekuensi alami suspensi. Mengukur perpindahan fisik. Harus dikalibrasi untuk setiap geometri rotor. | Saat ini kurang umum. Biaya lebih rendah, tetapi operator harus melakukan kalibrasi ulang per rotor. Pengukuran perpindahan. |
| Mesin Mesin Bantalan Keras | Suspensi sangat kaku. Rotor berputar di bawah frekuensi alami suspensi. Sensor mengukur gaya sentrifugal secara langsung. Dikalibrasi secara permanen — menerima berbagai macam rotor tanpa pengaturan khusus rotor. | Tipe dominan Dalam industri modern. Lebih serbaguna, pengaturan lebih cepat. Pendeteksi gaya. |
| Mesin Penyeimbang di lapangan | Instrumen portabel yang digunakan untuk menyeimbangkan rotor di lokasi (terpasang di mesin) tanpa perlu dibongkar. Menggunakan sensor getaran dan takometer. Metode bobot uji. | Balanset-1A (2 saluran) dan Balanset-4 (4 saluran). Kalkulator toleransi ISO 1940 terintegrasi. |
| Mesin Mandrel (Poros) | Poros atau adaptor tempat rotor dipasang untuk penyeimbangan pada mesin. Harus konsentris secara akurat dan memiliki penyimpangan putaran yang dapat diabaikan. | Eksentrisitas mandrel merupakan sumber utama kesalahan penyeimbangan sistematis. Diverifikasi dengan uji indeks. |
| Ketentuan | Definisi | Rumus / Standar |
|---|---|---|
| Kualitas Tingkat Kualitas Keseimbangan (G) | Klasifikasi yang menentukan kecepatan maksimum yang diizinkan untuk pusat massa rotor. G = eper × ω. Nilai membentuk skala logaritmik dengan faktor 2,5. | G 0,4 … G 4000 Didefinisikan dalam ISO 1940-1 |
| Kualitas Ketidakseimbangan Sisa yang Diizinkan (U)per) | Ketidakseimbangan sisa maksimum yang diizinkan untuk tingkat G, massa rotor, dan kecepatan layanan yang ditentukan. Kriteria penerimaan. | Uper = (9549 × G × M) / n |
| Kualitas Toleransi Keseimbangan | Rentang di mana ketidakseimbangan residual harus berada untuk memenuhi persyaratan kualitas yang ditentukan. Sama dengan Uper. | Ditentukan per bidang setelah alokasi |
| Kualitas Rasio Pengurangan Ketidakseimbangan (URR) | Rasio ketidakseimbangan awal terhadap ketidakseimbangan sisa setelah satu siklus koreksi. Menunjukkan efisiensi mesin/prosedur penyeimbangan. | URR = Uawal / Usisa Umumnya: 5–50× |
| Pengukuran Sudut Fase | Posisi sudut vektor ketidakseimbangan relatif terhadap tanda referensi pada rotor (diukur dengan takometer). Dikombinasikan dengan amplitudo, akan membentuk vektor ketidakseimbangan lengkap. | ° (derajat, 0–360) |
| Pengukuran Kecepatan Getaran (RMS) | Nilai root-mean-square dari kecepatan getaran pada rumah bantalan. Parameter pengukuran standar untuk penilaian kondisi mesin per ISO 10816. | mm/s RMS (10–1000 Hz) |
| Pengukuran Tes Indeks | Prosedur verifikasi: putar rotor dengan sudut tertentu (misalnya 180°) relatif terhadap penyangga mesin dan ukur ulang. Mendeteksi kesalahan mandrel dan perlengkapan. | Diperlukan untuk verifikasi formal sesuai ISO 1940-1 Bab 10 |
| Pengukuran Ketidakseimbangan Sisa Minimum yang Dapat Dicapai (U)merusak) | Ketidakseimbangan sisa terendah yang dapat dicapai pada mesin penyeimbang tertentu untuk rotor spesifik. Ditentukan oleh sensitivitas mesin, tingkat kebisingan, dan kondisi bantalan. | Umerusak harus ≤ Uper agar mesin tersebut sesuai dengan grade G yang dibutuhkan. |
Apa itu ISO 1940-2?
ISO 1940-2:1997 (Getaran mekanis — Persyaratan kualitas keseimbangan rotor kaku — Bagian 2: Kesalahan keseimbangan) adalah standar internasional untuk mengidentifikasi, menilai, dan memperhitungkan kesalahan yang muncul saat menyeimbangkan rotor kaku — dari ketidakseimbangan mandrel dan poros penggerak hingga runout komponen dan sebaran instrumentasi. Standar ini telah ditarik dan digantikan oleh ISO 21940-14:2012 (Getaran mekanis — Penyeimbangan rotor — Bagian 14: Prosedur untuk menilai kesalahan keseimbangan), yang memperluas prosedur yang sama ke rotor dengan perilaku fleksibel. Catatan: ini sering dikacaukan dengan kosakata penyeimbangan kosakata — itu adalah standar yang berbeda, ISO 21940-2 (sebelumnya ISO 1925), yang terminologinya dirangkum halaman ini di bawah.
Ketika seorang engineer di Jerman menetapkan "koreksi ketidakseimbangan dinamis ke G 6.3 dalam dua bidang," seorang teknisi di Jepang harus memahami dengan tepat apa yang diperlukan — kondisi rotor yang sama, prosedur penyeimbangan yang sama, dan kriteria penerimaan yang sama. Kosakata penyeimbangan ISO — ISO 21940-2 (sebelumnya ISO 1925) — memungkinkan hal ini dengan menyediakan kosakata tunggal yang disepakati secara internasional untuk seluruh bidang.
Sebaliknya, ISO 1940-2 sendiri bukan kamus maupun spesifikasi toleransi — standar ini membahas kesalahan balancing. Standar ini mengklasifikasikan sumber kesalahan proses penyeimbangan sebagai sistematis (besar dan sudutnya dapat dievaluasi — misalnya ketidakseimbangan mandrel atau poros penggerak, runout radial dan aksial, keys and keyways, magnetisme sisa, kesalahan perakitan ulang dan instrumentasi), acak berubah (komponen longgar, cairan yang terperangkap, distorsi termal, windage) dan skalar (hanya besar maksimumnya yang dapat diperkirakan, sudutnya tak tentu — misalnya celah pemasangan dan toleransi manufaktur), serta memberikan prosedur untuk menilai dan memperhitungkannya sehingga ketidakseimbangan sisa benar-benar tetap berada dalam nilai yang diizinkan Uper dari ISO 1940-1 (kini ISO 21940-11). Penerusnya, ISO 21940-14, tetap menjalankan peran yang sama persis dalam seri ISO 21940.
Analisis Istilah Terperinci
Perbedaan Kaku / Fleksibel
Ini adalah klasifikasi terpenting dalam penyeimbangan. Perbedaan ini menentukan segalanya: standar mana yang berlaku, peralatan apa yang dibutuhkan, berapa banyak bidang yang diperlukan, dan pada kecepatan berapa penyeimbangan harus dilakukan.
Rotor yang ketidakseimbangannya dapat dikoreksi pada dua bidang sembarang dan, setelah dikoreksi, ketidakseimbangan residual tidak berubah secara signifikan pada kecepatan berapa pun hingga kecepatan layanan maksimum. Tes praktik: jika tekukan pertama kecepatan kritis Jika kecepatan putaran jauh di atas kecepatan layanan maksimum (biasanya > 1,5× atau lebih), maka rotor menjadi kaku.
Rotor yang mengalami deformasi elastis pada kecepatan operasinya sehingga kondisi ketidakseimbangannya berubah. Harus diseimbangkan pada atau mendekati kecepatan operasi di lebih dari dua bidang. Berlaku untuk: Turbogenerator besar, kompresor kecepatan tinggi multi-tahap, rol mesin kertas panjang pada kecepatan tinggi. Dicakup oleh ISO 21940-12.
Sebagian besar rotor industri — motor listrik, kipas, pompa, roda gila, poros — adalah rotor kaku. ISO 1940-1 Sistem kelas G berlaku langsung untuk rotor kaku.
Tiga Jenis Ketidakseimbangan
Kosakata (ISO 21940-2) mendefinisikan tiga jenis fundamental berdasarkan hubungan geometris antara sumbu inersia utama dan sumbu rotasi. Memahami hal ini penting untuk memilih prosedur penyeimbangan yang benar:
- Ketidakseimbangan statis gaya memaksa — kedua bantalan bergetar secara serempak pada 1× RPM. Rotor dapat dideteksi tidak seimbang tanpa rotasi (gravitasi mengungkapkannya pada ujung pisau). Satu bidang koreksi sudah cukup. Khas untuk rotor berbentuk cakram sempit (L/D < 0,5): puli sempit, impeler kipas, roda gila tipis.
- Ketidakseimbangan kopel gaya momen — Bantalan bergetar 180° berlawanan fase pada 1× RPM. Gaya totalnya nol (pusat massa berada pada sumbu), tetapi dua titik berat yang sama dan berlawanan pada posisi aksial yang berbeda menciptakan momen goyang. Hanya dapat dideteksi saat berputar. Membutuhkan dua bidang koreksi.
- Ketidakseimbangan dinamis = statis + kopel gabungan. Kasus umum untuk semua rotor nyata yang tidak simetris sempurna. Baik gaya maupun momen hadir. Bantalan bergetar pada 1× dengan hubungan yang tidak sefase maupun tepat 180° di luar fase. Membutuhkan penyeimbangan dua bidang.
Ketidakseimbangan Spesifik dan Hubungannya dengan Grade G
Ketidakseimbangan tertentu (e = U/M) adalah metrik kunci yang memungkinkan perbandingan kualitas keseimbangan universal. Rotor 5 kg dengan ketidakseimbangan 50 g·mm memiliki e = 10 µm. Rotor 500 kg dengan ketidakseimbangan 5.000 g·mm juga memiliki e = 10 µm — kualitas keseimbangan identik meskipun terdapat perbedaan massa 100 kali lipat.
The Kelas G Hal ini diperluas dengan memasukkan kecepatan: G = e × ω, memberikan angka tunggal (mm/s) yang mencirikan kualitas keseimbangan secara independen dari massa dan kecepatan. Inilah dasar dari ISO 1940-1 sistem toleransi.
Bidang Koreksi vs. Bidang Toleransi
Kosakata ini membuat pembedaan kritis yang sering terlewatkan dalam praktik:
- Bidang toleransi = bidang bantalan tempat getaran dan beban dinamis paling kritis. Ketidakseimbangan yang diizinkan Uper ditentukan di sini.
- Bidang koreksi = lokasi yang mudah diakses secara fisik di mana beban dapat ditempatkan (hub kipas, cincin ujung motor, bahu poros). Seringkali berada pada posisi aksial yang berbeda dari bantalan.
Mengonversi Uper Konversi dari bidang toleransi ke bidang koreksi memerlukan pengetahuan tentang geometri rotor. Untuk rotor asimetris atau yang menggantung, konversi ini dapat secara signifikan mengubah toleransi per bidang. Balanset-1A Sistem menangani konversi ini secara otomatis saat dimensi rotor dimasukkan.
Jenis-Jenis Mesin Penyeimbang
Kedua jenis mesin dasar tersebut mencerminkan prinsip pengukuran fisik yang berbeda:
- Bantalan lunak: Frekuensi alami suspensi jauh di bawah kecepatan operasi → pengukuran mesin perpindahan. Membutuhkan kalibrasi untuk setiap rotor baru. Memiliki nilai sejarah yang signifikan; namun penggunaannya semakin menurun.
- Daya dukung yang kuat: Frekuensi alami suspensi jauh di atas kecepatan operasi → pengukuran mesin memaksa. Kalibrasi permanen — menerima berbagai rotor tanpa kalibrasi individual. Tipe modern yang dominan.
Instrumen penyeimbang lapangan seperti Balanset-1A menggunakan prinsip yang berbeda: mereka bukanlah "mesin" dalam pengertian ISO, tetapi menggunakan bantalan dan penyangga rotor itu sendiri sebagai sistem pengukuran, menerapkan metode berat percobaan (koefisien pengaruh) untuk menentukan koreksi tanpa memerlukan mesin penyeimbang khusus.
Referensi Silang: Di Mana Setiap Istilah Digunakan
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Menggunakan semua istilah toleransi dan kualitas — kelas G, Uper, toleransi keseimbangan, ketidakseimbangan residual. Konsumen utama kosakata ini.
ISO 14694: Menggunakan istilah rotor (kaku), istilah ketidakseimbangan, dan memperluasnya dengan kategori aplikasi BV khusus kipas, grade keseimbangan, dan tabel batas getaran.
ISO 10816 / ISO 20816: Menggunakan istilah pengukuran — kecepatan getaran, RMS, titik pengukuran rumah bantalan.
ISO 21940-12: Memperluas definisi rotor fleksibel dengan prosedur multi-kecepatan dan multi-bidang.
API 610 / API 617: Standar perminyakan mengacu pada standar ISO 1940 G dan terminologi ketidakseimbangan untuk spesifikasi pompa dan kompresor.
ISO 1940-2 → ISO 21940-14: Transisi
ISO 21940-14:2012 secara resmi membatalkan dan menggantikan ISO 1940-2:1997, yang merupakan revisi teknisnya — perubahan utamanya adalah perluasan penerapannya ke rotor dengan perilaku fleksibel. Kosakata penyeimbangan mengikuti jalur terpisah: ISO 1925 direvisi menjadi ISO 21940-2. Penomoran ISO 21940 mencerminkan integrasi ke dalam seri ISO 21940 yang komprehensif yang mencakup semua aspek penyeimbangan rotor. Penamaan lama masih banyak muncul dalam literatur industri.
Standar resmi: ISO 21940-14:2012 (menggantikan ISO 1940-2) di ISO Store →
Pertanyaan yang Sering Diajukan — ISO 1940-2
Kesalahan penyeimbangan, transisi ISO 21940, dan terminologi penyeimbangan
Artikel Daftar Istilah Terkait
Kuasai Bahasa — Dengan Alat yang Tepat
Penyeimbang Vibromera menerapkan kosakata ISO secara langsung: pemilihan tingkat G, vektor ketidakseimbangan, bidang koreksi, perbandingan sisa vs. yang diizinkan — semuanya dalam satu instrumen portabel.
Jelajahi Peralatan Penyeimbang →
