ISO 1940-2 — Balance Errors (now ISO 21940-14)
The historical standard for assessing balance errors of rigid rotors — systematic, randomly variable and scalar error sources in the balancing process. Withdrawn and replaced by ISO 21940-14:2012. The balancing vocabulary itself is defined in ISO 21940-2 (formerly ISO 1925) and is summarised below.
Теңгерудің негізгі терминдері — қысқаша шолу
The most important definitions from the ISO balancing vocabulary — ISO 21940-2 (formerly ISO 1925) — the terms every balancing practitioner must know
Толық терминологиялық анықтамалық
All major terms from the balancing vocabulary, ISO 21940-2 (formerly ISO 1925), organised by category
| Term | Definition | Significance |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Белгіленген ось айналасында айнала алатын дене. Теңгеру контекстінде кез келген айналмалы компонентті қамтиды: біліктер, импеллерлер, якорьлар, барабандар, шпиндельдер. | Теңгерудің негізгі объектісі. Қалған барлық терминдер ротордың қасиеттерін немесе оған орындалатын әрекеттерді сипаттайды. |
| Rotor Rigid Rotor | Қалдық дисбалансы кез келген екі ерікті жазықтықта түзетілетін және түзетуден кейін максималды жұмыс жылдамдығына дейін кез келген жылдамдықта айтарлықтай өзгермейтін ротор. | Анықтайды, яғни ISO 1940-1 (G-сынып жүйесі) қолданылады. Цехтік стендте төмен жылдамдықта теңгеру жарамды болып есептеледі. Өнеркәсіптік роторлардың басым көпшілігі қатты роторлар болып табылады. |
| Rotor Flexible Rotor | Жұмыс жылдамдығында серпімді деформацияланатын, нәтижесінде дисбаланс күйі өзгеретін ротор. Екіден астам жазықтықта жұмыс жылдамдығына жақын немесе сол жылдамдықта түзетілуі тиіс. | ISO 21940-12 стандартын қажет етеді. Жоғары жылдамдықты турбиналар, ірі генераторлар, көп сатылы компрессорлар. Мамандандырылған жоғары жылдамдықты теңгеру жабдығы қажет. |
| Rotor Shaft Axis | Мойынтіректердің тіреу беттері орталықтарын қосатын түзу сызық. Айналудың геометриялық осі. | Барлық дисбаланс өлшемдерінің анықтамалық осі. Тіреу беттерінің дөңгелектік ауытқуы өлшем дәлдігіне әсер етеді. |
| Rotor Инерцияның бас осі | Ротор центрден тепкіш күш немесе момент туындатпай еркін айналатын ось. Мінсіз теңгерілген ротор үшін білік осімен сәйкес келеді. | Бас ось пен білік осі арасындағы сәйкессіздік is дисбаланс. Барлық түзету осы екі осьті тегістеуге бағытталған. |
| Rotor Масса центрі (ауырлық центрі) | Ротордың бүкіл массасы шоғырланған деп есептелетін нүкте. Теңгерілген ротор үшін дәл білік осінде орналасады. | Static unbalance = CoM displaced from shaft axis. Specific unbalance (e) = displacement distance. |
| Rotor Service Speed | Ротордың өз қолданысында жұмыс істейтін ең жоғары айналу жылдамдығы. | Рұқсат етілген дисбалансты есептеу үшін маңызды: Uper = (9 549 × G × M) / n. Always use service speed, not balancing speed. |
| Rotor Critical Speed | Ротор-мойынтірек жүйесінде резонанс туындап, тербелістің айтарлықтай күшеюіне алып келетін айналу жылдамдығы. | Қатты/икемді жіктеуді анықтайды. Қатты ротор бірінші иілу критикалық жылдамдығынан әлдеқайда төмен жұмыс істейді. |
| Term | Definition | Формула / Өлшем бірліктері |
|---|---|---|
| Unbalance Unbalance | Инерция негізгі осі айналу осімен сәйкес келмейтін жағдай. Масса, эксцентриситет және жылдамдықтың квадратына пропорционал орталықтан тепкіш күш туындатады. | U = m × r (g·mm or kg·m) |
| Unbalance Статикалық тепе-теңсіздік | Негізгі ось айналу осіне параллель, бірақ ығысқан. Жалғыз радиустағы жалғыз массаға баламалы. Айналусыз анықтауға болады (пышақ қырлары арқылы). Подшипниктердің бір фазалы тербелісі. | Corrected in 1 plane |
| Unbalance Парланған теңсіздік | Негізгі ось айналу осімен масса центрінде қиылысады, бірақ еңкейген. Әртүрлі түзету жазықтықтарындағы екі тең, қарама-қарсы ауыр нүкте тербелме момент туындатады. Тек айналыс кезінде анықталады. | Corrected in 2 planes |
| Unbalance Динамикалық тепе-теңсіздік | Жалпы жағдай: негізгі ось айналу осіне параллель де емес, онымен қиылыспайды да. Статикалық және динамикалық теңгерімсіздіктің үйлесімі. Практикада ең жиі кездесетін жағдай. | Corrected in 2 planes |
| Unbalance Меншікті теңгерімсіздік | Теңгерімсіздіктің ротор массасына қатынасы. Масса центрінің білік осінен ығысуы — эксцентриситетті білдіреді. Әртүрлі өлшемдегі роторлардың сапасын салыстыруға мүмкіндік береді. | e = U / M (µm or g·mm/kg) |
| Unbalance Қалдықты дисбалан | Теңгеру процесінен кейін роторда қалатын теңгерімсіздік. Белгіленгенper) үшін рұқсат етілген мәннен (U аспауы тиіс G-grade. | Ures ≤ Uper |
| Unbalance Бастапқы Дисбаланс | Ротордың теңгеру жүргізілмей тұрғандағы бастапқы теңгерімсіздігі. Бірінші іске қосу кезінде өлшенеді. | Теңгеру рәсімінің бастапқы нүктесі |
| Unbalance Теңгерімсіздік векторы | The magnitude and angular position of unbalance in a given plane. Represented as a polar vector with amplitude (g·mm) and phase angle (°). | U∠θ (g·mm at ° from ref) |
| Term | Definition | Практикалық ескертпелер |
|---|---|---|
| Process Теңдестіру | Роторда қалдық теңгерімсіздік белгіленген шыдамдылық шегінен аспайтындай етіп оның масса таралуын тексеру және реттеу процесі. | Iterative: measure → calculate → correct → verify. |
| Process Түзету плоскостысы | Масса қосылатын немесе алынатын, ротор осіне перпендикуляр түзету жазықтығы. Теңгеру жүктерін орналастырудың физикалық қолжетімді орны. | Шыдамдылық (подшипник) жазықтықтарынан өзгеше болуы мүмкін — геометриялық түрлендіру қажет. |
| Process Шыдамдылық жазықтығы | Рұқсат етілген теңгерімсіздік белгіленетін жазықтық — әдетте подшипник жазықтығы. Мұндағы теңгерімсіздік подшипниктерге түсетін жүктемеге тікелей әсер етеді. | Uper шыдамдылық жазықтықтары үшін белгіленеді; түзету жазықтықтарына түрлендіру қажет. |
| Process Түзету массасы | Теңгерімдеу жазықтығындағы нақты радиус пен бұрышта ротордан қосылатын немесе алынатын физикалық масса (салмақ). | Қосу: қысқышпен, болтпен, дәнекерлеп, эпоксидпен. Алу: бұрғылау, фрезерлеу, тегістеу. |
| Process Trial Weight | Теңгерімдеу процедурасы кезінде белгілі радиус пен бұрышта ротордың белгілі бір нүктесіне уақытша бекітілетін белгілі масса. Ротордың реакциясын (әсер коэффициентін) анықтау үшін қолданылады. | The Balanset-1A trial-weight method: run → attach trial → run → software calculates correction. |
| Process Әсер Коэффициенті | Белгілі бір нүктедегі бірлік дисбаланс тудырған өлшеу нүктесіндегі тербелістік реакцияның (амплитуда мен фаза) өзгерісі. Ротор-мойынтіректер жүйесінің сезімталдығын сипаттайды. | Сынақ салмағымен жүргізілген жұмыстар негізінде есептеледі. Екі жазықтықта теңгерімдеу 2×2 әсер матрицасын талап етеді. |
| Process Бір жазықтықта теңгерімдеу | Бір түзету жазықтығында статикалық дисбалансты жоятын процедура. L/D < 0,5 болатын қысқа (дискіге ұқсас) роторларға қолданылады. | Балансет-1А F2 режимі. Бір датчик, бір жазықтық. |
| Process Екі жазықтықта теңгерімдеу | Екі түзету жазықтығында статикалық және момент дисбалансын бір мезгілде жоятын процедура. Ұзартылған роторлар үшін немесе момент дисбалансы айтарлықтай болған жағдайда қажет. | Балансет-1А F3 режимі. Екі датчик, екі жазықтық. |
| Process Trim Balancing | Жиналған ротордың жинақтау кезінде туындаған дисбалансын (муфта ауытқуы, отырғызу допусктері) өтеу үшін орындалатын соңғы, дәл теңгерімдеу реттеуі. | Жиі орнатылған машинада, жұмыс орнында орындалады. |
| Process Түзету салмағын бөлу | Дәл бұрыштық орын қол жетімді болмаған жағдайда, есептелген түзету массасын екі іргелес қолжетімді орын арасында бөлу (мысалы, екі болт тесігі немесе қалақша орны). | Balanset-1A салмақты бөлуді автоматты түрде есептейді. |
| Term | Definition | Comparison |
|---|---|---|
| Machine Балансталау машинасы | Масса бөлінісін түзету мақсатында ротордағы дисбалансты (шаманы және бұрыштық орынды) өлшейтін құрылғы. | Цехтық (стационарлық) немесе далалық (портативті, мысалы Балансет-1А). |
| Machine Жұмсақ тіреулі машина | Тіреу өте икемді. Ротор тіреудің меншікті жиілігінен жоғары жиілікте жұмыс істейді. Физикалық орын ауытқуын өлшейді. Әрбір ротордың геометриясына қарай калибрлеуді қажет етеді. | Қазіргі уақытта сирек қолданылады. Бағасы төмен, бірақ оператор әрбір ротор үшін қайта калибрлеуі тиіс. Орын ауытқуын сезгіш өлшеу жүйесі. |
| Machine Қатты тіректі балансировка машинасы | Тірек өте қатты. Ротор тіректің меншікті жиілігінен төмен айналады. Датчиктер центрден тепкіш күшті тікелей өлшейді. Тұрақты калибрленген — роторға тән арнайы реттеусіз роторлардың кең ауқымын қабылдайды. | Dominant type қазіргі өнеркәсіпте. Анағұрлым әмбебап, жылдам реттеу. Күш сезімталдығы. |
| Machine Field Balancer | Роторларды бөлшектемей орнында (машинаға орнатылған күйде) балансировкалауға арналған портативті аспап. Дірілдік датчиктер мен тахометрді пайдаланады. Сынақ салмағы әдісі. | Балансет-1А (2 арналы) және Баланс-4 (4 арналы). ISO 1940 рұқсат еткен ауытқу калькуляторы кірістірілген. |
| Machine Оправка (Арбор) | Балансировка машинасында балансировкалау үшін ротор бекітілетін білік немесе адаптер. Дәл концентрлі болуы және елеусіз биіктік ауытқуы болуы тиіс. | Оправканың эксцентриситеті жүйелі балансировка қатесінің негізгі көзі болып табылады. Индекстік сынақпен тексеріледі. |
| Term | Definition | Формула / Стандарт |
|---|---|---|
| Quality Теңгерімдеу сапасының класы (G) | Ротор масса центрінің максималды рұқсат етілген жылдамдығын анықтайтын жіктеу. G = eper × ω. Grades form a logarithmic scale with factor 2.5. | G 0.4 … G 4000 Defined in ISO 1940-1 |
| Quality Рұқсат етілген қалдық дисбаланс (Uper) | Белгіленген G-сатысы, ротор массасы және жұмыс жылдамдығы үшін рұқсат етілген максималды қалдық дисбаланс. Қабылдау өлшемі. | Uper = (9549 × G × M) / n |
| Quality Балансировка төзімділігі | Белгіленген сапа талаптарын қанағаттандыру үшін қалдық дисбаланс кіруі тиіс ауқым. U-ға теңper. | Бөлу кейін жазықтық бойынша анықталады |
| Quality Дисбаланс Азайту Коэффициенті (URR) | Бір түзету циклінен кейінгі бастапқы дисбалансқа қалдық дисбаланстың қатынасы. Балансировка машинасының/процедурасының тиімділігін көрсетеді. | URR = Uinitial / Uresidual Typical: 5–50× |
| Measurement Phase Angle | Дисбаланс векторының ротордағы бастапқы белгіге қатысты бұрыштық орны (тахометрмен өлшенеді). Амплитудамен бірге толық дисбаланс векторын анықтайды. | ° (градус, 0–360) |
| Measurement Тербеліс жылдамдығы (RMS) | Подшипник корпусындағы тербеліс жылдамдығының орташа квадраттық мәні. Машинаның техникалық жай-күйін бағалаудың стандартты өлшем параметрі ISO 10816. | мм/с RMS (10–1000 Гц) |
| Measurement Index Test | Тексеру рәсімі: роторды машина тіректеріне қатысты белгіленген бұрышқа (мысалы, 180°) бұрып, қайта өлшеу жүргізу. Оправка мен бекіту жабдығының қателерін анықтайды. | ISO 1940-1 10-тарауы бойынша ресми тексеру үшін қажет |
| Measurement Минималды ережелік Қалмақтаусыз діңгегі (Umar) | Белгілі бір ротор үшін нақты теңгерім машинасында қол жеткізуге болатын ең төменгі қалдық дисбаланс. Машина сезімталдығымен, шу деңгейімен және подшипник жағдайымен анықталады. | Umar must be ≤ Uper машина талап етілетін G-дәрежесіне сәйкес болуы үшін. |
ISO 1940-2 дегеніміз не?
ISO 1940-2:1997 (Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 2: Balance errors) was the international standard for identifying, assessing and taking into account the errors that arise when balancing rigid rotors — from mandrel and drive-shaft unbalance to component runout and instrumentation scatter. It has been withdrawn and replaced by ISO 21940-14:2012 (Mechanical vibration — Rotor balancing — Part 14: Procedures for assessing balance errors), which extends the same procedures to rotors with flexible behaviour. Note: it is often confused with the balancing vocabulary — that is a different standard, ISO 21940-2 (formerly ISO 1925), whose terminology this page summarises below.
When an engineer in Germany specifies "dynamic unbalance correction to G 6.3 in two planes," a technician in Japan must understand exactly what is required — the same rotor condition, the same balancing procedure, and the same acceptance criterion. The ISO balancing vocabulary — ISO 21940-2 (formerly ISO 1925) — makes this possible by providing a single, internationally agreed vocabulary for the entire field.
ISO 1940-2 itself, by contrast, was neither a dictionary nor a tolerance specification — it dealt with balance errors. It classified the error sources of the balancing process as systematic (magnitude and angle can be evaluated — e.g. mandrel or drive-shaft unbalance, radial and axial runout, keys and keyways, residual magnetism, reassembly and instrumentation errors), randomly variable (loose parts, entrapped liquids, thermal distortion, windage) and scalar (only the maximum magnitude can be estimated, the angle is indeterminate — e.g. fitting clearances and manufacturing tolerances), and gave procedures for assessing them and taking them into account so that the residual unbalance genuinely stays within the permissible value Uper from ISO 1940-1 (now ISO 21940-11). Its successor, ISO 21940-14, keeps exactly this role within the ISO 21940 series.
Терминдерді толық талдау
Қатты және икемді ротордың айырмашылығы
Бұл теңгерімдеудегі ең маңызды жіктеу болып табылады. Айырмашылық барлығын анықтайды: қандай стандарт қолданылады, қандай жабдық қажет, қанша жазықтық талап етіледі және теңгерімдеу қандай жылдамдықта орындалуы керек.
Кез келген екі еркін жазықтықта теңгерімделуі мүмкін ротор; теңгерімдеуден кейін қалдық теңгерімсіздік максималды жұмыс жылдамдығына дейінгі кез келген жылдамдықта айтарлықтай өзгермейді. Практикалық тексеру: егер бірінші иілу резонансы critical speed максималды жұмыс жылдамдығынан айтарлықтай жоғары болса (әдетте > 1,5× немесе одан да жоғары), ротор қатты болып саналады.
Жұмыс жылдамдығында серпімді деформацияланатын, сондықтан теңгерімсіздік күйі өзгеретін ротор. Жұмыс жылдамдығына жақын немесе тең жылдамдықта екіден артық жазықтықта теңгерімделуі тиіс. Applies to: ірі турбогенераторлар, көп сатылы жоғары жылдамдықты компрессорлар, жоғары жылдамдықтағы ұзын қағаз машинасының біліктері. ISO 21940-12 стандартымен реттеледі.
Өнеркәсіптік роторлардың басым көпшілігі — электр қозғалтқыштары, желдеткіштер, сорғылар, маховиктер, біліктер — қатты роторлар болып табылады. ISO 1940-1 G-сыныпты жүйе тікелей қатты роторларға қолданылады.
Теңгерімсіздіктің үш түрі
The vocabulary (ISO 21940-2) defines three fundamental types based on the geometric relationship between the principal inertia axis and the rotation axis. Understanding these is essential for selecting the correct balancing procedure:
- Static unbalance produces a force — екі тірек те 1× айн/мин жиілігінде бірфазалы тербеледі. Ротордың теңгерімсіздігін айналусыз анықтауға болады (пышақ жиектерінде ауырлық күші арқылы). Бір түзету жазықтығы жеткілікті. Тар диск тәрізді роторларға тән (L/D < 0,5): тар қалақтар, желдеткіш крыльчаткалары, жұқа маховиктер.
- Жұптық дисбалансы produces a moment — bearings vibrate 180° out of phase at 1× RPM. The net force is zero (centre of mass is on the axis), but two equal and opposite heavy spots in different axial positions create a rocking couple. Only detectable while spinning. Requires two correction planes.
- Динамикалық дисбалансы = static + couple combined. The general case for all real rotors that are not perfectly symmetric. Both force and moment are present. Bearings vibrate at 1× with neither in-phase nor exactly 180° out-of-phase relationship. Requires two-plane balancing.
Меншікті теңгерімсіздік және G-сыныппен байланысы
Меншікті теңгерімсіздік (e = U/M) is the key metric that enables universal balance quality comparison. A 5 kg rotor with 50 g·mm unbalance has e = 10 µm. A 500 kg rotor with 5 000 g·mm unbalance also has e = 10 µm — identical balance quality despite 100× mass difference.
The G-grade extends this by incorporating speed: G = e × ω, giving a single number (mm/s) that characterises balance quality independently of both mass and speed. This is the foundation of the ISO 1940-1 төзімділік жүйесі.
Түзету жазықтықтары мен төзімділік жазықтықтары
The vocabulary draws a critical distinction that is often missed in practice:
- Төзімділік жазықтықтары = тербеліс пен динамикалық жүктемелер ең маңызды болып саналатын мойынтіректер жазықтықтары. Рұқсат етілген дисбаланс Uper осы жерде көрсетіледі.
- Түзету ұшақтары = салмақтарды орналастыруға болатын физикалық қол жетімді нүктелер (желдеткіш ступицасы, қозғалтқыш соңғы сақиналары, білік иықтары). Көбінесе мойынтіректерден өзге осьтік орындарда орналасады.
Converting Uper төзімділік жазықтықтарынан түзету жазықтықтарына өту ротор геометриясын білуді талап етеді. Асимметриялық немесе консольді роторлар үшін бұл түрлендіру жазықтық бойынша рұқсаттарды айтарлықтай өзгерте алады. Балансет-1А ротор өлшемдері енгізілгенде бұл түрлендіруді автоматты түрде орындайды.
Теңгеру станоктарының түрлері
Екі негізгі станок түрі физикалық өлшеу принциптерінің айырмашылығын көрсетеді:
- Soft-bearing: Аспа жүйесінің меншікті жиілігі жұмыс жиілігінен әлдеқайда төмен → станок displacementөлшейді. Әрбір жаңа ротор үшін калибрлеуді қажет етеді. Тарихи маңызды; қолданысы азайып келеді.
- Hard-bearing: Аспа жүйесінің меншікті жиілігі жұмыс жиілігінен әлдеқайда жоғары → станок forceөлшейді. Тұрақты калибрленген — жеке калибрлеусіз әртүрлі роторларды қабылдайды. Заманауи үстем тип.
Далалық теңгеру аспаптары, мысалы, Балансет-1А басқа принципті пайдаланады: олар ISO мағынасындағы «станок» емес, өлшеу жүйесі ретінде ротордың өз мойынтіректері мен тіреуішін пайдаланады және арнайы теңгеру станогын қажет етпестен түзетуді анықтау үшін сынақ салмағы (әсер ету коэффициенті) әдісін қолданады.
Айқас сілтеме: Әр термин қай жерде қолданылады
ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Барлық төзімділік және сапа терминдерін пайдаланады — G-дәрежесі, Uper, теңгеру төзімділігі, қалдық дисбаланс. Бұл терминологияның негізгі тұтынушысы.
ISO 14694: Uses rotor terms (rigid), unbalance terms, and extends with fan-specific BV application categories, balance grades and vibration-limit tables.
ISO 10816 / ISO 20816: Өлшеу терминдерін пайдаланады — тербеліс жылдамдығы, СКМ (орташа квадраттық мән), мойынтірек корпусының өлшеу нүктелері.
ISO 21940-12: Икемді ротор анықтамасын көп жылдамдықты, көп жазықтықты рәсімдермен кеңейтеді.
API 610 / API 617: Мұнай стандарттары сорап пен компрессор техникалық шарттары үшін ISO 1940 G-дәрежелерін және теңгерімсіздік терминологиясын пайдаланады.
ISO 1940-2 → ISO 21940-14: Transition
ISO 21940-14:2012 has formally cancelled and replaced ISO 1940-2:1997, of which it constitutes a technical revision — the main change being the extension of its applicability to rotors with flexible behaviour. The balancing vocabulary followed a separate path: ISO 1925 was revised as ISO 21940-2. The ISO 21940 numbering reflects integration into the comprehensive ISO 21940 series covering all aspects of rotor balancing. The old designations still appear widely in industry literature.
Ресми стандарт: ISO 21940-14:2012 (replaces ISO 1940-2) on ISO Store →
Жиі қойылатын сұрақтар — ISO 1940-2
Balance errors, the ISO 21940 transition, and balancing terminology
Байланысты глоссарий мақалалары
Кәсіби тілде сөйлеңіз — Дұрыс құралдармен
Vibromera балансировкалау аспаптары ISO терминологиясын тікелей қолданады: G-сапа дәрежесін таңдау, теңгерімсіздік векторлары, түзету жазықтықтары, қалдықты және рұқсат етілген теңгерімсіздікті салыстыру — барлығы бір портативті аспапта.
Теңестіру жабдықтарын қарау →
