Come si calcola lo squilibrio residuo consentito da un grado G?

Utilizzare la formula: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, dove G è il numero di grado in mm/s, M è la massa del rotore in kg e n è la velocità massima di servizio in giri/min. Ad esempio, un rotore da 50 kg a 3000 giri/min con G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Quale grado G dovrei usare per una pompa, una ventola o un motore?

G 6.3 per la maggior parte dei ventilatori industriali, delle pompe e dei motori elettrici generali. G 2.5 per pompe ad alta velocità o per servizi critici (API 610), turbine a gas e turbocompressori. G 1.0 per mandrini di rettifica di precisione. G 16 per attrezzature agricole o di frantumazione non critiche.

Come si assegna la tolleranza tra due piani di correzione?

Per rotori simmetrici: dividere 50/50. Per rotori asimmetrici tra cuscinetti: U_left = U_per x (b/L), U_right = U_per x (a/L), dove a e b sono le distanze dal baricentro ai cuscinetti sinistro e destro, L = a + b. Per rotori a sbalzo, è necessario un ricalcolo basato sul momento con tolleranze più strette.

Quali tipi di squilibrio definisce la norma ISO 1940-1?

Tre tipi: squilibrio statico (asse di massa parallelo ma spostato, corretto su un piano), squilibrio di coppia (asse di massa passante per il centro di massa ma inclinato, corretto su due piani) e squilibrio dinamico (caso generale che combina entrambi, corretto su due piani).

Posso verificare la conformità alla norma ISO 1940-1 con un bilanciatore portatile?

Sì. Balanset-1A include un calcolatore di tolleranza ISO 1940 integrato. Calcola U_per, alloca tra i piani, confronta il residuo misurato con il limite e genera un report di bilanciamento formale che documenta la conformità al grado G specificato.

ISO 1940-1 — Requisiti di qualità dell'equilibrio per rotori rigidi — Vibromera

ISO 1940-1 — Requisiti di qualità dell'equilibrio per rotori rigidi

Q: Che cos'è la norma ISO 1940-1?

La norma ISO 1940-1 è una norma internazionale che definisce i requisiti di qualità dell'equilibratura per rotori rigidi utilizzando un sistema di gradi G. Fornisce la formula U_per = (9549 x G x M) / n per calcolare lo squilibrio residuo ammissibile e una tabella che associa i gradi G ai tipi di rotore. È stata sostituita dalla norma ISO 21940-11, ma i valori e la metodologia del grado G rimangono identici.

Q: Qual è la differenza tra ISO 1940-1 e ISO 21940-11?

La norma ISO 21940-11:2016 sostituisce la norma ISO 1940-1:2003 come parte della serie completa ISO 21940. Il sistema di classificazione G, i valori di tolleranza e le raccomandazioni applicative sono identici. La norma ISO 21940-11 incorpora lievi miglioramenti editoriali, ma nessuna modifica tecnica.

Q: Cos'è un rotore rigido?

Un rotore rigido è un rotore le cui deformazioni elastiche sotto l'azione delle forze centrifughe sono trascurabilmente piccole rispetto alle tolleranze di sbilanciamento specificate nell'intero intervallo di velocità di esercizio. Un rotore bilanciato a bassa velocità rimane bilanciato alla velocità di esercizio. I rotori al di sopra della loro prima velocità critica di flessione sono flessibili.

Bilanciatore portatile, analizzatore di vibrazioni

Dispositivi

Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

Parti di ricambio

Sensore di vibrazioni

Parti di ricambio

Sensore ottico (tachimetro laser)

Kit di bilanciamento del rotore Vibromera: custodia per il trasporto, condizionatore di segnale multicanale, analizzatore portatile, base magnetica, sensori di vibrazione e cavi a spirale.

Dispositivi

Balanset-4

Parti di ricambio

Standard magnetico Insize-60-kgf

Parti di ricambio

Nastro riflettente

Balanset-1A. Equilibratore portatile, analizzatore di vibrazioni

Dispositivi

Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

📌 Articolo di riferimento canonico - vibromera.eu

Lo standard internazionale fondamentale che definisce il sistema di qualità di bilanciamento di grado G, da G 0.4 (giroscopi) a G 4000 (diesel marini). Ora incorporato nella norma ISO 21940-11, con identici valori e metodologia di grado G.

Squilibrio residuo ammissibile

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — inserisci i dati del rotore, ottieni U_per

Grado G (qualità dell'equilibrio)

Massa del rotore (kg)

Velocità massima (RPM)

Piani di correzione

Raggio di correzione (mm, opzionale)

Risultati — ISO 1940-1

Squilibrio residuo ammesso

⚖️Inserire i parametri del rotore
per calcolare la tolleranza

Gradi di qualità dell'equilibrio G-Grade

Scala logaritmica con fattore 2,5 tra gradi adiacenti: da ultra-precisione G 0,4 a marina G 4000

G 1.0

e·ω = 1,0 mm/s

Mandrini di rettifica di precisione, registratori a nastro, piccole indotte ad alta velocità

G 2.5

e·ω = 2,5 mm/s

Turbine a gas/vapore, turbogeneratori, turbocompressori, motori ad alta velocità

G 6.3

e·ω = 6,3 mm/s

Standard — ventilatori, pompe, volani, motori, azionamenti di macchine utensili

G 16

e·ω = 16 mm/s

Macchine agricole, frantoi, alberi cardanici, componenti di trasmissione

📋 Tabella completa G-Grade — ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Grado G	e-ω (mm/s)	Tipi tipici di rotore	Note
G 0.4	0.4	Giroscopi, mandrini di precisione, unità disco ottico	Vicino al limite del bilanciamento convenzionale
G 1.0	1.0	Azionamenti per mandrini di rettifica, registratori a nastro, piccole indotte di precisione	Richiede condizioni di estrema pulizia
G 2.5	2.5	Turbine a gas e a vapore, turbogeneratori, turbocompressori, motori ad alta velocità	Previene danni prematuri ai cuscinetti
G 6.3	6.3	Ventilatori, pompe, volani, motori elettrici, macchine utensili, rotoli di carta	Il più comune: voto predefinito
G 16	16	Alberi cardanici (speciali), macchine agricole, frantoi, ventilatori minerari	Condizioni gravose e severe
G 40	40	Ruote e cerchioni per auto, alberi cardanici (standard), ventole lente	La variazione degli pneumatici domina
G 100	100	Motori completi di automobili, camion, locomotive	Motori a combustione interna come assemblaggi
G 250	250	Alberi motore dei motori diesel ad alta velocità	A livello di componente
G 630	630	Alberi motore di grandi motori a 4 tempi, motori diesel marini su supporti elastici	Grande movimento alternativo a bassa velocità
G 1600	1600	Alberi motore di grandi motori a 2 tempi	Fondamenta molto lente e massicce
G 4000	4000	Alberi motore di motori diesel marini a bassa velocità su fondamenta rigide	Requisiti più flessibili

📊 Tolleranze precalcolate per rotori industriali comuni

Tipo di rotore	Massa (kg)	giri al minuto	G	Tu_per (g·mm)	Per aereo	e_per (µm)
Piccolo motore	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilatore HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Girante della pompa	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbocompressore	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Rotolo di carta	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilatore della centrale elettrica	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Mandrino di rettifica	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Ruota dell'auto	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Metodi di allocazione delle tolleranze — ISO 1940-1 Capitolo 7

Tipo di rotore	Assegnazione	Formula	Note
Simmetrico	divisione equa	Tu_L=U_R=U_per/2	Caso più semplice. Motori, alcune ventole.
Asimmetrico tra i cuscinetti	Proporzionale	Tu_L=U_per·(b/L)	Metodo più comune.
Sbalzo (a sbalzo)	Basato sul momento	Equazioni statiche	Tolleranze più strette sul piano sporgente.
Stretto (gli aerei si avvicinano)	Separare statico+coppia	Secondo ISO 21940-12	Diversi effetti di vibrazione.

Che cos'è la norma ISO 1940-1?

Risposta rapida

Norma ISO 1940-1 (Vibrazioni meccaniche — Requisiti di qualità dell'equilibrio dei rotori in uno stato costante (rigido)) definisce il Sistema di qualità dell'equilibrio di grado G per rotori rigidi. La formula Tu_per = (9 549 × G × M) / n calcola il residuo ammissibile sbilanciare. Sostituito da ISO 21940-11:2016 con valori identici. Grado predefinito per macchinari industriali: G 6.3.

La norma ISO 1940-1 è il documento fondamentale per l'equilibratura dei rotori a livello mondiale. Il suo sistema di classificazione G è di fatto il linguaggio di riferimento per l'equilibratura: "equilibratura secondo G 6.3" è comprensibile a tutti gli specialisti a livello globale. La norma copre rotori rigidi, dai minuscoli mandrini di precisione ai massicci alberi motore, fornendo un quadro di riferimento universale per la specifica, il calcolo e la verifica della qualità dell'equilibratura.

La norma si applica solo a rigido rotori: quelli le cui deformazioni elastiche sotto l'azione delle forze centrifughe sono trascurabili nell'intero intervallo di velocità di esercizio. I rotori flessibili (che operano al di sopra della prima velocità critica di flessione) sono trattati dalla norma ISO 21940-12.

Il concetto di rotore rigido

Un rotore è classificato come rigido se la sua distribuzione di massa non cambia significativamente al variare della velocità da zero alla massima velocità operativa. La conseguenza principale: un rotore bilanciato a bassa velocità su una macchina equilibratrice rimane bilanciato alla sua velocità operativa. Ciò consente di bilanciare a 300–600 giri/min su una macchina da officina, rispettando le tolleranze a oltre 3.000 giri/min in servizio.

Se un rotore opera nella regione supercritica (sopra la prima flessione velocità critica) o vicino risonanza, le deflessioni modificano la distribuzione effettiva della massa e il bilanciamento a bassa velocità può risultare inefficace ad alta velocità. Tali rotori sono classificati come flessibili.

Cosa NON copre la norma ISO 1940-1

Rotori con geometria variabile (alberi articolati, pale di elicotteri). Risonanza nei sistemi rotore-supporto-fondazione. Forze aerodinamiche e idrodinamiche non correlate alla distribuzione di massa. Per i ventilatori in particolare, vedere Norma ISO 14694 (Categorie BV/FV).

Tipi di squilibrio

Sbilanciare = asse di inerzia del rotore ≠ asse di rotazione. In forma vettoriale: U = m × r (g·mm). La norma ISO 1940-1 classifica tre tipi:

Squilibrio statico: Asse di inerzia parallelo all'asse di rotazione ma spostato. Singola massa equivalente sbilanciata. Correggibile in un aereo. Tipico: pulegge, ingranaggi stretti, giranti di ventilatori (L/D < 0,5).
Squilibrio di coppia: Asse di inerzia passante per il centro di massa ma inclinato. Forza netta nulla, ma una coppia fa oscillare il rotore. Richiede due aerei.
Squilibrio dinamico: Caso generale: statico + coppia combinata. Asse di inerzia né parallelo né intersecante l'asse di rotazione. Richiede due aerei. La maggior parte dei rotori reali presenta uno squilibrio dinamico.

Squilibrio specifico (eccentricità)

Squilibrio specifico

e = U / M

e in µm (g·mm/kg) | U = sbilanciamento (g·mm) | M = massa del rotore (kg) — spostamento del centro di massa dall'asse di rotazione

Il grado G è definito come il prodotto e × ω (mm/s) — la velocità lineare del centro di massa del rotore in orbita attorno all'asse di rotazione. Questo singolo numero caratterizza la qualità dell'equilibrio indipendentemente dalle dimensioni e dalla velocità del rotore.

Il sistema G-Grade — Base fisica

Somiglianza di massa

Per rotori geometricamente simili: U_per ∝ M → squilibrio specifico e_per dovrebbe essere costante. Uno standard si applica a tutte le taglie.

Somiglianza di velocità

Forza centrifuga F = M·e·ω². Per mantenere carichi accettabili sui cuscinetti a diverse velocità, e_per deve diminuire all'aumentare di ω:

Definizione di grado G

G = e_per × ω = costante (mm/s)

G 6.3 = centro di massa orbita a ≤ 6,3 mm/s | I gradi adiacenti differiscono di un fattore 2,5

Calcolo dello squilibrio residuo ammissibile

Formula di tolleranza ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Tu_per = (9 549 × G × M) / n

Tu_per in g·mm | G = grado (mm/s) | M = massa del rotore (kg) | n = giri/min di servizio massimi | 9 549 = 60 000/(2π)

Esempio pratico: rotore del ventilatore, G 6.3

Dato: Girante del ventilatore centrifugo, M = 200 kg, n = 1 500 giri/min, G 6.3.

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

Eccentricità: e_per = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Per piano (simmetrico, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm

A R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g per piano

Utilizzare sempre la massima velocità di servizio

La velocità nella formula deve essere la massima velocità in servizio, non la velocità della macchina equilibratrice. Molti rotori sono bilanciati a 300-600 giri/min, ma la tolleranza deve essere calcolata sulla velocità effettiva in servizio (ad esempio 1.480 giri/min). L'utilizzo della velocità della macchina equilibratrice produce tolleranze pericolosamente ampie.

Assegnazione ai piani di correzione

Tu_per Si applica al centro di massa del rotore. In pratica, l'equilibrio avviene su due piani (vicino ai cuscinetti). Regole del Capitolo 7:

Rotori simmetrici

CoM a metà strada → uguale: U_L = U_R = U_per / 2.

Asimmetrico tra i cuscinetti

Allocazione asimmetrica

Tu_Sinistra = U_per × (b / L) | U_Giusto = U_per × (a / L)

a = CoM verso la direzione sinistra | b = CoM verso la direzione destra | L = a + b

Rotori sporgenti

La massa sporgente crea un momento flettente che carica entrambi i cuscinetti. È necessario un ricalcolo basato sul momento → in genere una tolleranza molto più stretta sul piano sporgente. Comune per pompe, compressori monostadio, giranti di ventilatori a sbalzo.

Errori e verifica

Fonti di errore

Sistematico: Deriva di calibrazione della macchina, mandrini eccentrici, effetti delle sedi delle chiavette (ISO 8821), distorsione termica.
Casuale: Rumore del sensore, gioco del supporto, variazione della sede del rotore.

L'errore totale non deve superare 10–15% di tolleranza. Se maggiore, restringere di conseguenza la tolleranza di lavoro.

Effetti di assemblaggio

Bilanciamento dei componenti ≠ bilanciamento dell'assieme. Eccentricità del giunto, eccentricità radiale e accoppiamenti allentati possono vanificare il lavoro del componente. Bilanciare il rotore assemblato.

Metodi di verifica

Test indice: Ruotare il rotore di 180° sul mandrino e ripetere la misurazione. Modifica = errore di fissaggio.
Prova di peso: Aggiungere la massa nota, verificare che la variazione del vettore misurata corrisponda alle aspettative.
Controllo sul campo: Misurare le vibrazioni sui cuscinetti per ISO 10816.

Balanset-1A: conformità ISO 1940-1 integrata

Il Balanset-1A automatizza ISO 1940-1: inserisci massa, velocità, grado G → U istantaneo_per Con assegnazione automatica del piano. Dopo il bilanciamento, confronta il residuo con il limite. La funzione Report F6 genera un protocollo formale che documenta il grado G raggiunto. Precisione ±5% velocità, ±1° fase — sufficiente per G 16 fino a G 2,5. Balanset-4 si estende a quattro canali per rotori multi-cuscinetto complessi.

Esempi di lavoro

Caso 1: Motore elettrico — G 6.3

Rotore: 15 kW, 1.460 giri/min, 35 kg, simmetrico tra i cuscinetti.

Tolleranza: Tu_per = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/aereo.

A R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/aereo. Bilanciato in negozio: residuo di 180 g·mm. ✅

Caso 2: Pompa – Girante a sbalzo, G 6.3

Rotore: Albero + girante 18 kg, 2.950 giri/min. Girante 6 kg con sbalzo 120 mm. Distanza tra i cuscinetti 250 mm.

Totale: Tu_per = 367 g·mm. Assegnazione del momento: anteriore ≈ 202, posteriore ≈ 165 g·mm.

Campo bilanciato con Balanset-1A piano singolo: 8,5 g a 230°. Finale: 95 g·mm. ✅

Caso 3: Turbocompressore — G 2.5

Rotore: 3 stadi, 65 kg, 12.000 giri/min. Leggermente asimmetrico.

Tolleranza: Tu_per = 129 g·mm → 65/piano → a R = 95 mm: 0,68 g/aereo.

Precisione sub-grammo → solo per macchine ad alta velocità. Test indice: errore mandrino < 5 g·mm. Finale: 28 g·mm/piano. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Valori di grado G, formule, tabelle applicative — identico. Nessuna modifica tecnica.
Serie ISO 21940: Parte 11 (qualità), Parte 12 (flessibile), Parte 14 (procedure), Parte 21 (descrizioni), Parte 31 (suscettibilità), Parte 32 (chiavi).
Entrambe le denominazioni sono utilizzate in modo intercambiabile nella pratica.
Norma ISO 14694 Le categorie BV fanno riferimento direttamente ai gradi G.

ISO 21940-11: Questo standard è il sistema di grado G.
ISO 21940-12: Bilanciamento flessibile del rotore.
ISO 10816 / ISO 20816: Valutazione delle vibrazioni: risultato operativo della qualità dell'equilibrio.
Norma ISO 14694: Categorie BV/FV specifiche per ventilatore → Gradi G.
ISO 8821: Influenza della cava della chiavetta (convenzione della mezza chiavetta).
API 610 / API 617: Pompe/compressori per petrolio conformi alla norma ISO 1940.

Standard ufficiale: ISO 1940-1 su ISO Store →

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Domande frequenti — ISO 1940-1

Sistema di qualità di bilanciamento di grado G per rotori rigidi

▸ Qual è la differenza tra ISO 1940-1 e ISO 21940-11?

La norma ISO 21940-11:2016 sostituisce la norma ISO 1940-1:2003. Il sistema di grado G, i valori di tolleranza e le tabelle applicative sono identico. La norma ISO 21940-11 include lievi miglioramenti editoriali, ma nessuna modifica tecnica. Entrambe le designazioni sono utilizzate in modo intercambiabile.

▸ Come calcolo lo squilibrio residuo consentito?

Tu_per = (9 549 × G × M) / n — G = pendenza (mm/s), M = massa (kg), n = giri/min massimi. Esempio: 50 kg a 3.000 giri/min, G 6,3 → 9.549 × 6,3 × 50 / 3.000 = 1 003 g·mm. Dividere per i piani per ottenere il valore per piano.

▸ Cos'è un rotore rigido?

Un rotore le cui deformazioni elastiche sotto l'azione delle forze centrifughe sono trascurabilmente piccole nell'intero intervallo di velocità operativa. Bilanciato a bassa velocità → rimane bilanciato alla velocità operativa. Rotori sopra la prima flessione velocità critica sono flessibili e richiedono la norma ISO 21940-12.

▸ Quale grado G per pompe, ventilatori o motori?

G 6.3 — la maggior parte dei ventilatori, pompe, motori generali. G 2.5 — turbine, turbocompressori, pompe critiche (API 610). G 1.0 — mandrini portamola. G 16 — agricoli/frantumatori. Per gli appassionati: Norma ISO 14694 Le categorie BV corrispondono ai gradi G.

▸ Come assegnare la tolleranza tra i piani?

Simmetrico: 50/50. Asimmetrico: proporzionale alle reazioni del cuscinetto — U_Sinistra = U_per×(b/L). Sporgente: basato sul momento con tolleranza più stretta sul piano sporgente. Balanset-1A gestisce l'allocazione automaticamente.

▸ Quali sono i tre tipi di squilibrio?

Statico — spostato ma parallelo, correzione su un piano. Coppia — inclinato tramite CoM, correzione su due piani. Dinamico — generale (statico+coppia), correzione a due piani. La maggior parte dei rotori reali: squilibrio dinamico.

▸ Perché i gradi G sono su una scala logaritmica?

Un fattore di 2,5 tra le diverse classi copre l'intera gamma, dai giroscopi (G 0,4) ai motori diesel marini (G 4000). La scala logaritmica è appropriata perché l'intensità percepita delle vibrazioni e la durata dei cuscinetti seguono relazioni logaritmiche. Ogni passaggio ≈ la stessa variazione relativa della qualità.

▸ Posso verificare la conformità con un bilanciatore portatile?

SÌ. Balanset-1A: calcolatrice ISO 1940 integrata, assegnazione automatica del piano, confronto in tempo reale tra residuo e limite, report di bilancio formale. Precisione ±5% sufficiente per G 16–G 2.5. Per G 1.0, è necessaria un'attenta preparazione.

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Bilanciamento secondo ISO 1940-1 — Sul campo

I bilanciatori portatili Vibromera includono calcolatori di tolleranza ISO 1940 integrati, assegnazione automatica dei piani e report di bilanciamento formali che documentano il grado G ottenuto.

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