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 あなたあたり = (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、 硬い 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 (BV/FV カテゴリ)。.

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機の飛行機. 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、2つの（2つの）回転子が揺れる。 2機の飛行機.
  • 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機の飛行機. 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。.

特定の不均衡（偏心）

特定の不均衡
e = U / M
e in µm (g·mm/kg) | U = アンバランス (g·mm) | M = ローター質量 (kg) — 回転軸からの質量中心の変位

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: Uあたり ∝ M → 特定の不均衡 eあたり 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、eあたり ωが増加すると減少する必要がある：

Gグレードの定義
G = eあたり × ω = 定数 (mm/s)
G 6.3 = 質量中心軌道速度≤6.3 mm/s | 隣接するグレードは係数2.5で異なります

許容残留アンバランスの計算

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 許容差の計算式
あなたあたり = (9 549 × G × M) / n
あなたあたり g·mm単位 | G = 勾配 (mm/s) | M = ローター質量 (kg) | n = 最大使用回転数 | 9 549 = 60 000/(2π)
実例: ファンローター、G 6.3

与えられた： 遠心ファン羽根車、M = 200 kg、n = 1 500 RPM、G 6.3。.

合計： あなたあたり = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm

偏心： eあたり = 8 021 / 200 = 40.1 µm

平面ごと（対称、2）: 8 021 / 2 = 4 011 g·mm

R = 400 mmの場合: 4 011 / 400 = 1機あたり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

あなたあたり 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 = Uあたり / 2.

非対称ベアリング間

非対称配分
あなた左 = Uあたり × (b / L) | 上右 = Uあたり × (a / L)
a = 左方位のCoM | b = 右方位のCoM | L = a + b

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

について 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Uあたり 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： あなたあたり = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm →721/飛行機。.

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： あなたあたり = 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： あなたあたり = 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。.
  • ISO 21940-11: この規格はGグレードシステムです。.
  • ISO 21940-12: 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: ファン固有の BV/FV カテゴリー → G グレード。.
  • 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）→

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