バランスの取れた等級分類の理解
A バランスグレード - バランス・クオリティ・グレードとも呼ばれる。 G級 - は、特定のタイプの回転機械がどの程度バランスされていなければならないかを規定する標準化された分類である。主に以下によって定義される。 ISO 21940-11 (ISO1940-1の現代的な後継)では、等級システムは動作特性によって機器を分類し、各カテゴリーに適切な等級を割り当てます。 バランス許容度その大きな価値は、製造業者、メンテナンス技術者、エンドユーザーに、ローターの仕様策定と検証のための国際的に認められた単一の言語を提供することにある。 バランス品質つまり、「G6.3ポンプ」は地球上のどの工場でも同じものを意味する。
1.Gグレード・システム
バランシング等級は、アルファベット「G」の後にG2.5、G6.3、G16などの数字が続く形で表記される。数値は、許容残差の積である。 アンバランス 偏心率（ミリメートル）と最大使用角速度（ラジアン/秒）。より簡単に言えば、許容アンバランス振動速度です。 mm/秒 - ローターの質量中心の軌道速度。このたった一つの数字が、重要な物理をきちんと捉えている。 遠心力 機械が許容できる範囲内で。
重要な原則
Gナンバーが低いほど、許容される残留アンバランスが小さくなり、スムーズな運転が可能になる。G値が高いほど、より多くの残留アンバランスが許容される。このシステムは、機械の速度、質量、用途、運転環境によって、必要とされるものが大きく異なることを意図的に認識している。
2.共通グレードとその応用
ISO 21940-11では、G0.4（最高精度）からG4000（最低精度）までの等級が定義されています。ほとんどのエンジニアが実際に満たす等級は、以下の通りである：
G0.4 - 超高精度
アプリケーション 高精度システムのジャイロスコープ、スピンドル、ドライブ、精密測定機器。
キャラクター 専用のバランシング機器と管理された環境が必要であり、通常は専用の精密バランシングショップで行われる。 バランシング ショップで行う。
G1.0 - 高精度
アプリケーション 研削盤ドライブ、オーディオおよびビデオドライブ、高精度工作機械スピンドル。（ターボチャージャーは ISO 21940-11 の表では G6.3 に分類されますが、それより厳しい等級は OEM またはプロジェクト固有です。）
キャラクター そのためには、すべてのバランシングパラメーターを入念に管理し、高品質の計測機器を使用する必要がある。
G2.5 - 精密工業
アプリケーション ガスタービンおよび蒸気タービン、剛性ターボ発電機ローター、コンプレッサー、工作機械ドライブ、コンピュータドライブ、および定格速度950 rpm超の中・大型電動機。
キャラクター 高品質で高速な産業用機器のベンチマークであり、適切な方法であれば容易に達成可能である。 フィールドバランシング 実践で。
G6.3 - 一般産業用（最も一般的な等級）
アプリケーション 汎用電動機、プロセス産業機械、 遠心ポンプ、ファンおよびブロワ、歯車装置、ターボチャージャー、遠心分離機（セパレーター、デカンター）、および一般機械ローター。
キャラクター ほとんどの産業機械にとっての主力グレードであり、達成可能性と性能のバランスが良く、ポータブルバランシング装置でも十分対応可能である。
G16 - 重工業
アプリケーション ドライブシャフト（プロペラシャフトおよびカルダンシャフト）、クランクシャフトドライブ（本質的にバランスしており、剛固定）、破砕機、農業機械、および個々のエンジン部品。
キャラクター より多くの振動に耐える堅牢で低速の機器に適している。
G40以上 - 超重工業用
アプリケーション 自動車ホイール、ホイールリム、ホイールセットおよびドライブシャフト（G40）；弾性支持され、本質的にバランスしたクランクシャフトドライブ（G40）；自動車およびトラック用の完全往復動エンジン（G100）；および大型・低速舶用ディーゼルエンジンのクランクシャフトドライブ（G1600–G4000）。
キャラクター 精密なバランスが経済的にも技術的にも必要とされない、巨大で低速の機械に適用される。
3.正しいグレードの選び方
グレードを選ぶには、いくつかの要素を総合的に判断する必要がある：
- 機器の種類とデザイン： ISO 21940-11の表は、機械の種類と推奨等級を対応させており、自然な出発点となる。
- 動作速度: 遠心力は速度の2乗に比例して増加するため、高速な機械は一般的に、よりタイトなグレードを必要とする。
- マウントタイプ： フレキシブルな基礎やアイソレーションマウントに設置された機器は、多くの場合、剛性マウントされた機器よりも高いG値に耐えることができる。
- 人との距離の近さ： 人が常駐する空間にある機械類は、騒音と安全性の観点から厳しい等級が適用される場合がある。
- 特別な条件： 医療、精密製造、航空宇宙などの用途では、標準的な産業慣行よりも厳しいバランスが要求されることが多い。
- 経済学： より厳しい等級に移行するたびにコストがかかるため、選択する等級は過剰な規定を避けつつ、運用上の必要性に合致したものでなければならない。
4.グレードから許容アンバランスまで
この等級は最大許容量を計算するための入力となる。 残留アンバランス 特定のローターの場合:
Uあたり (g・mm) = (9549 × G × M) / RPM
- Uあたり = 許容残留アンバランス、単位：グラム・ミリメートル
- G = 成績番号（例：G6.3なら6.3）
- M ＝ローターの質量、キログラム
- 回転数 = サービス速度、単位は毎分回転数
実例
G6.3に規定され、1500RPMで作動する100kgのファンローターを例に取る：
Uあたり = (9549 × 6.3 × 100) / 1500 ≈ 4011 g·mm
もし 修正面 半径が 200 mm の場合、4011 g·mm はその半径で約 20 g の許容残留アンバランスに相当します。この 残留アンバランス計算機 (ISO 21940-11) はこの変換を瞬時に行い、合計を2つのプレーンに分けてくれる。
5.可変速機とマルチスピード機
マシンがさまざまな速度域で作動する場合、等級は慎重に適用される：
- 等速運転： 通常の運転速度で等級を適用する。
- 可変速度： グレードは、遠心力が最も大きくなる最大連続運転速度で適用してください。
- 臨界速度を通過する： のために フレキシブルローター, でのバランス 臨界速度 が必要となる可能性がある。 モーダルバランス アンダー ISO 21940-12.
6.検証と承認
一度 バランシング が終了した時点で、達成された品質を指定された等級と照合しなければならない。ルートは2つある：
- 直接アンバランス測定： バランシングマシンでは、残留アンバランスは直接読み取られ、Uと比較される。あたり.
- 振動測定： フィールドバランシングでは、1×振動振幅はバランス品質の間接的な指標として機能する。
ローターは、測定された残留アンバランスが計算されたUあたり, または 使用中の振動が適用される厳しさ基準を満たす場合 — 今日では ISO 20816 シリーズ（ISO 10816に取って代わった）。設置された機械では、この検証は現場で行われる。ポータブル2チャンネル計測器、例えば バランセット-1A は1× 振幅と位相 稼働中の機械自身の軸受で運転速度において測定し、を計算する。 影響係数補正を適用し、ローターを取り外すことなく残留量が選択した等級内に収まっていることを確認する。
7.ISO1940からISO21940へ
Gグレードシステムは、1986年に発行されたISO 1940-1で初めて確立された。2016年にISO 1940シリーズが改訂され、ISO 21940シリーズとして番号が変更され、ISO 1940-1に代わってISO 21940-11が発行された。基本原則と等級値は基本的に変更されることなく引き継がれたため、古い規格も引き続き有効ですが、最新の規格では以下の点が追加されています：
- 機器の分類を更新。
- グレード選択に関するより明確なガイダンス。
- より幅広いローターダイナミクス規格ファミリーとのより良い統合。
- フレキシブル・ローターの手順を改善。
8.よくある誤解
「タイトな方がいいに決まっている」
現実： バランス品質をオーバースペックにすることは、比例的な利益を伴わずにコストを上昇させる。G2.5にバランスされたマシンは、G6.3が適切な等級である用途において、G6.3にバランスされた同じマシンを必ずしも上回らない。
“グレード＝振動レベル”
現実： G数値は許容アンバランス偏心量を表し、振動振幅ではありません。実際の 振動 マシンが示す振動は、剛性、減衰といったバランス以外の多くの要素に左右される、 共振, ずれ そしてガタつきなどである。
“1つの等級が工場全体に適合する”
現実： 1つの施設内であっても、機械の種類によって必要な等級は異なる。精密グラインダーと粉砕機では要求されるバランスが大きく異なるため、単一の一括仕様を共有すべきではない。
9.ドキュメンテーションと仕様
バランシング作業を委託する場合は、仕様書に明記すること：
- 必要な等級と規格 — 例えば、「ISO 21940-11に基づくG6.3のバランス」。
- 公差計算に使用するサービス速度。
- 必要な補正プレーンの数。
- 検証方法 - 工場でのバランシングマシンまたは現場での振動測定。
この種の明確で完全な仕様書は、あいまいさを取り除き、バランサーと顧客の双方に、何が要求され、何が達成されたのかについての根拠ある記録を提供する。
