ISO 1940-1 バランス品質要件 リジッドローター用
Gグレードバランス品質システムを定義する基礎的な国際規格。G 0.4（ジャイロスコープ）からG 4000（船舶ディーゼル機関）まで。現在、ISO 21940-11に組み込まれており、Gグレードの値と方法論は同一です。
Vibromeraは、G 0.4からG 4000までの完全なグレード表をBalanset-1Aに組み込んでおり、試験質量による実行直後にISO 1940-1に基づく達成バランス品質を報告します。
許容残留アンバランス
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — ローターデータを入力し、Uを取得per
結果 — ISO 1940-1
許容残留不釣合い
許容差を計算する
Gグレードバランス品質等級
超精密グレード G 0.4 から海洋グレード G 4000 まで、隣接するグレード間の係数 2.5 の対数スケール
📋 完全な G グレード表 — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| Gグレード | e·ω（mm/s） | 一般的なローターの種類 | 備考 |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | ジャイロスコープ、精密スピンドル、光ディスクドライブ | 従来のバランス調整の限界に近づいている |
| G 1.0 | 1.0 | 研削スピンドルドライブ、テープレコーダー、小型精密アーマチュア | 非常にクリーンな環境が必要 |
| G 2.5 | 2.5 | ガスタービン、蒸気タービン、ターボ発電機、ターボ圧縮機、高速モーター | ベアリングの早期損傷を防止 |
| G 6.3 | 6.3 | ファン、ポンプ、フライホイール、電動モーター、工作機械、紙ロール | 最も一般的 — デフォルトグレード |
| G 16 | 16 | カルダンシャフト（特殊）、農業機械、破砕機、鉱山用ファン | 過酷な条件下における高負荷 |
| G 40 | 40 | 車のホイールとリム、カルダンシャフト（標準）、スローファン | タイヤのバリエーションが支配的 |
| G 100 | 100 | 自動車、トラック、機関車の完全なエンジン | アセンブリとしてのICエンジン |
| G 250 | 250 | 高速ディーゼルエンジンのクランクシャフト | コンポーネントレベル |
| G 630 | 630 | 弾性マウント上の大型4ストロークエンジン、船舶ディーゼルエンジンのクランクシャフト | 大型低速往復動 |
| G 1600 | 1600 | 大型2ストロークエンジンのクランクシャフト | 非常に遅く、大規模な基礎 |
| G 4000 | 4000 | 剛性基礎上の低速船舶ディーゼル機関のクランクシャフト | 最も緩い要件 |
📊 一般的な産業用ローターの事前計算された許容誤差
| ロータータイプ | 質量（kg） | 回転数 | G | Uper （グラム·ミリメートル） | 面ごと | eper （μm） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 小型モーター | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| HVACファン | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| ポンプインペラ | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| ターボコンプレッサー | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| ロール紙 | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| 発電所のファン | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| 研削スピンドル | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| 車輪（カーホイール） | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 許容差配分方法 — ISO 1940-1 第7章
| ロータータイプ | 割り当て | 式 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 対称的 | 均等分割 | UL=UR=Uper/2 | 最もシンプルなケース。モーター、一部のファンなど。 |
| 非対称ベアリング間 | 比例 | UL=Uper·(b/L) | 最も一般的な方法。 |
| オーバーハング（片持ち） | 瞬間ベース | 静力学方程式 | オーバーハング面の許容誤差が厳しくなります。 |
| 狭い（面が近い） | 静的+カップルを分離 | ISO 21940-12に準拠 | 振動への影響が異なります。 |
ISO 1940-1とは何ですか?
クイックアンサー
ISO 1940-1 (機械的振動 - 一定（剛性）状態におけるローターのバランス品質要件）は、 G級バランス品質システム 剛性ローターの場合。式 Uper = (9 549 × G × M) / n 許容残余を計算する アンバランス. 代替 ISO 21940-11:2016 同一の値を持つ。産業機械のデフォルトグレード： G 6.3.
ISO 1940-1は、ローターバランス調整における世界共通の基本文書です。そのGグレードシステムは、バランス調整の事実上の標準言語であり、「G 6.3のバランス」は世界中の専門家に理解されています。この規格は、小型の精密スピンドルから大型のクランクシャフトまで、あらゆる剛性ローターを網羅し、バランス調整品質の規定、計算、検証のための普遍的な枠組みを提供します。
この規格は、 剛性 ローター — 遠心力による弾性変形が運転速度範囲全体にわたって無視できるもの。フレキシブルローター（第一曲げ臨界速度を超える速度で運転されるもの）は、ISO 21940-12で規定されています。
剛性ローターコンセプト
ローターは、速度がゼロから最大運転速度まで変化しても質量分布が大きく変化しない場合、剛性ローターと分類されます。重要な結論は以下のとおりです。 バランス調整機で低速でバランスをとったローターは、動作速度でもバランスが保たれます。 これにより、ワークショップのマシンで 300～600 RPM でバランス調整が可能になり、使用時には 3,000 RPM 以上で許容範囲を満たすことができます。
ローターが超臨界領域（最初の曲げ強度より上）で動作する場合 臨界速度）またはその付近 共振, たわみによって有効質量分布が変化し、低速でのバランス調整が高速回転時には効果を発揮しなくなる可能性があります。このようなローターはフレキシブルローターに分類されます。
ISO 1940-1がカバーしていないもの
形状が変化するローター（関節式シャフト、ヘリコプターのブレード）。ローター・支持・基礎システムの共振。質量分布とは関係のない空力および流体力。ファンについては、以下を参照。 ISO 14694 （ファン専用の BV 区分および振動限界）。
アンバランスの種類
アンバランス = ローターの慣性軸 ≠ 回転軸。ベクトル形式では： U = m × r (g·mm)。ISO 1940-1では3つのタイプに分類されています。
- 静的アンバランス： 慣性軸は回転軸と平行だが、ずれている。単一の不均衡質量に相当する。修正可能 1面. 典型例: プーリー、狭いギア、ファンインペラー (L/D < 0.5)。
- カップルのアンバランス： 慣性軸は質量の中心を通るが、傾いている。正味の力はゼロだが、偶力（モーメント）がローターを揺らす。 2つの平面.
- 動的アンバランス: 一般的なケース - 静止 + 偶力の組み合わせ。慣性軸は回転軸と平行でも交差もしない。 2つの平面. 実際のローターのほとんどは動的アンバランスを持っています。
比不釣合い（偏心量）
Gグレードは、製品として定義されます e × ω (mm/s) — ローターの重心が回転軸を周回する線速度。この数値はローターのサイズや速度とは独立して、バランスの質を表す指標となります。
Gグレードシステム - 物理的基礎
質量類似性
幾何学的に類似したローターの場合: Uper ∝ M → 特定の不均衡 eper 一定である必要があります。すべてのサイズに1つの基準が適用されます。
速度の類似性
遠心力 F = M·e·ω²。異なる速度で許容できるベアリング荷重を維持するために、eper ωが増加すると減少する必要がある：
許容残留アンバランスの計算
実例: ファンローター、G 6.3
条件： 遠心ファン羽根車、M = 200 kg、n = 1 500 RPM、G 6.3。
合計： Uper = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g・mm
偏心： eper = 8 021 / 200 = 40.1μm
平面ごと（対称、2）: 8 021 / 2 = 4 011 g・mm
R = 400 mmの場合: 4 011 / 400 = 1面あたり10.0g
常に最大のサービス速度を使用する
計算式中の回転数は、バランシングマシンの回転数ではなく、実際に使用される最高回転数でなければなりません。多くのローターは300～600回転でバランス調整されますが、公差は実際の使用回転数（例：1480回転）で算出する必要があります。バランシングマシンの回転数を使用すると、公差が危険なほど緩くなります。
修正面への割り当て
Uper ローターの重心に適用されます。実際には、2つの平面（ベアリング付近）でバランスが取れています。第7章のルール：
対称ローター
中点のCoM → 等しい: UL = UR = Uper / 2.
非対称ベアリング間
オーバーハングローター
オーバーハングした質量は、両方の軸受に曲げモーメントを負荷します。モーメントベースの再計算が必要です → 通常、オーバーハング面の許容誤差は大幅に狭くなります。ポンプ、単段コンプレッサー、片持ちファンのインペラーによく見られます。
エラーと検証
エラーの原因
- 系統的： 機械のキャリブレーションドリフト、偏心マンドレル、キー溝の影響 (ISO 8821)、熱変形。
- ランダム： センサーのノイズ、サポートの遊び、ローターの座りのばらつき。
合計誤差は10～15%の許容範囲を超えてはなりません。これを超える場合は、作業許容範囲を適宜狭めてください。
アセンブリ効果
部品のバランス調整は組立バランス調整とは異なります。カップリングの偏心、ラジアル振れ、緩みは部品の性能を損なう可能性があります。組立後のローターのトリムバランス調整を行ってください。
検証方法
- インデックステスト: ローターをマンドレル上で180°回転させ、再測定します。変化＝治具誤差。
- 試重量テスト: 既知の質量を追加し、測定されたベクトルの変化が期待値と一致することを確認します。
- 現地チェック： ベアリングの振動を測定 ISO 10816.
Balanset-1A: ISO 1940-1準拠
バランセット-1A ISO 1940-1を自動化：質量、速度、Gグレードを入力→瞬時にUper 自動平面割り当て機能付き。バランス調整後、残差と限界値を比較します。F6レポート機能は、達成されたGグレードを記録した正式なプロトコルを生成します。精度は±5%速度、±1°位相で、G16からG2.5まで対応可能です。 バランセット-4 複雑なマルチベアリングローターの場合は4つのチャネルまで拡張されます。
実例
ケース1：電動モーター — G 6.3
ローター： 15kW、1460RPM、35kg、ベアリング間対称。
許容範囲： Uper = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g・mm → 721/面。
R = 80 mmの場合: 721 / 80 = 9.0 g/面. ショップバランス：180 g·mm 残留。✅
ケース 2: ポンプ — オーバーハング インペラ、G 6.3
ローター： シャフト＋インペラ18kg、回転速度2,950rpm。インペラ6kg、オーバーハング120mm。ベアリングスパン250mm。
合計： Uper = 367 g・mm. モーメント配分：フロント≈202、リア≈165 g·mm。
フィールドバランス と バランセット-1A 単面：230°で8.5g。最終：95g·mm。✅
ケース3: ターボコンプレッサー - G 2.5
ローター： 3段式、65 kg、12,000 RPM。わずかに非対称。
許容範囲： Uper = 129 g・mm → 65/平面 → R = 95 mmの場合: 0.68 g/面.
1グラム未満の精度 → ショップの高速加工機のみ。インデックステスト：マンドレル誤差 < 5 g·mm。最終：28 g·mm/面。✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Gグレードの値、計算式、適用表 — 同一. 技術的な変更はありません。
- ISO 21940 シリーズ: パート 11 (品質)、パート 12 (柔軟性)、パート 14 (手順)、パート 21 (説明)、パート 31 (感受性)、パート 32 (キー)。
- 実際には、両方の名称は同じ意味で使用されます。
- ISO 14694 BV カテゴリは G グレードを直接参照します。
関連規格
- ISO 21940-11: この規格はGグレードシステムです。
- ISO21940-12： 柔軟なローターバランス調整。
- ISO 10816 / ISO 20816: 振動評価 - バランス品質の運用結果。
- ISO 14694: ファン専用の BV 区分、バランス等級、および振動限界。
- ISO 8821： キーウェイの影響（ハーフキー規則）。
- API 610 / API 617： ISO 1940 を参照する石油ポンプ/コンプレッサー。
公式規格: ISO 1940-1（ISOストア）→
このページについて
許容差計算機 Gグレードテーブル ISO 1940-1とは何ですか? 剛性ローターコンセプト アンバランスの種類 静的 / カップル / ダイナミック 特定アンバランス Gグレードシステム 類似性の法則 許容範囲の式 平面の割り当て 対称 / 非対称 オーバーハングローター エラーと検証 ケーススタディ（3） ISO 21940-11 移行 よくある質問（8件）よくある質問 - ISO 1940-1
剛性ローター用Gグレードバランス品質システム
▸ ISO 1940-1 と ISO 21940-11 の違いは何ですか?
▸ 許容残留アンバランスを計算するにはどうすればいいですか?
▸ リジッドローターとは何ですか?
▸ ポンプ、ファン、モーターの G グレードは何ですか?
▸ 平面間の許容差をどのように割り当てるか?
▸ アンバランスの3つのタイプとは何ですか?
▸ G 評価が対数スケールになっているのはなぜですか?
▸ ポータブルバランサーでコンプライアンスを検証できますか?
ISO 1940-1へのバランス - 現場で
Vibromera ポータブルバランサーには、ISO 1940 許容誤差計算機、自動平面割り当て、達成された G グレードを記録した正式なバランスレポートが組み込まれています。
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