ISO 1940-1 — 균형 품질 요구 사항 강성 로터용
G 등급 밸런스 품질 시스템을 정의하는 기초적인 국제 표준으로, G 0.4(자이로스코프)부터 G 4000(선박 디젤 엔진)까지를 포함합니다. 현재는 동일한 G 등급 값과 방법론을 사용하여 ISO 21940-11에 통합되었습니다.
Vibromera는 G 0.4부터 G 4000까지의 전체 등급표를 Balanset-1A에 내장하여, 시험 추 측정이 끝난 직후 ISO 1940-1 기준으로 달성된 밸런싱 품질을 바로 보고할 수 있도록 했습니다.
허용 가능한 잔여 불균형
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — 로터 데이터를 입력하고 U 값을 받으세요당
결과 — ISO 1940-1
허용 잔류 불균형
허용 오차를 계산하기 위해
G등급 균형 품질 등급
인접한 등급 간 2.5배의 로그 스케일 — 초정밀 G 0.4부터 해양용 G 4000까지
📋 ISO 1940-1 / ISO 21940-11 G등급 전체 표
| G등급 | e-ω(mm/s) | 일반적인 로터 유형 | 참고 |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | 자이로스코프, 정밀 스핀들, 광 디스크 드라이브 | 기존 균형 조정 방식의 한계에 근접함 |
| G 1.0 | 1.0 | 연삭 스핀들 드라이브, 테이프 레코더, 소형 정밀 전기자 | 매우 깨끗한 환경이 필요합니다. |
| G 2.5 | 2.5 | 가스 및 증기 터빈, 터보 발전기, 터보 압축기, 고속 모터 | 베어링의 조기 손상을 방지합니다. |
| G 6.3 | 6.3 | 선풍기, 펌프, 플라이휠, 전기 모터, 공작 기계, 종이 롤 | 가장 흔한 경우 — 기본 등급 |
| G 16 | 16 | 카르단 샤프트(특수형), 농기계, 분쇄기, 광산용 환풍기 | 고강도, 극한 조건 |
| G 40 | 40 | 자동차 바퀴와 림, 카르단 샤프트(표준형), 저속 팬 | 타이어 편차가 지배적입니다 |
| G 100 | 100 | 자동차, 트럭, 기관차용 엔진 전체 세트 | IC 엔진 조립품 |
| G 250 | 250 | 고속 디젤 엔진의 크랭크축 | 구성 요소 수준 |
| G 630 | 630 | 대형 4행정 엔진 및 탄성 마운트에 장착된 해양 디젤 엔진의 크랭크축 | 대형 저속 왕복 운동 |
| G 1600 | 1600 | 대형 2행정 엔진의 크랭크축 | 매우 느리고, 거대한 기초 |
| G 4000 | 4000 | 견고한 기초 위에 설치된 저속 해양 디젤 엔진의 크랭크축 | 가장 완화된 요구 사항 |
📊 일반 산업용 로터에 대한 사전 계산된 허용 오차
| 로터 유형 | 질량(kg) | RPM | G | U당 (g-mm) | 평면당 | e당 (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 소형 모터 | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| HVAC 팬 | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| 펌프 임펠러 | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| 터보 압축기 | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| 종이롤 | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| 발전소 팬 | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| 연삭 스핀들 | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| 자동차 바퀴 | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 공차 배분 방법 — ISO 1940-1 7장
| 로터 유형 | 배당 | 공식 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 대칭 | 균등 분할 | UL=UR=U당/2 | 가장 간단한 경우. 모터와 팬 몇 개. |
| 베어링 간 비대칭 | 비례항 | UL=U당·(b/L) | 가장 일반적인 방법. |
| 돌출형(캔틸레버) | 순간 기반 | 정역학 방정식 | 돌출면의 허용 오차를 더욱 엄격하게 적용했습니다. |
| 좁은 간격 (평면 간 근접) | 정적+커플 분리 | ISO 21940-12에 따름 | 서로 다른 진동 효과. |
ISO 1940-1이란 무엇입니까?
빠른 답변
ISO 1940-1 (기계적 진동 — 고정(강성) 상태의 로터의 밸런스 품질 요구 사항)는 다음을 정의합니다. G등급 밸런스 품질 시스템 강성 회전자의 경우. 공식은 다음과 같습니다. U당 = (9,549 × G × M) / n 허용 가능한 잔여량을 계산합니다. 불균형. 다음으로 대체됨 ISO 21940-11:2016 값이 동일합니다. 산업 기계의 기본 등급: G 6.3.
ISO 1940-1은 전 세계 로터 밸런싱의 기본 문서입니다. 이 표준의 G 등급 시스템은 밸런싱 분야의 사실상 표준 언어로, "G 6.3에 따른 밸런싱"은 전 세계 모든 전문가가 이해하는 용어입니다. 이 표준은 미세한 정밀 스핀들부터 거대한 크랭크축에 이르기까지 모든 강성 로터를 포괄하며, 밸런싱 품질을 명시, 계산 및 검증하기 위한 보편적인 프레임워크를 제공합니다.
해당 기준은 다음의 경우에만 적용됩니다. 강체 회전자 — 원심력에 의한 탄성 변형이 작동 속도 범위 전체에 걸쳐 무시할 수 있을 정도로 작은 회전자. 유연 회전자(첫 번째 굽힘 임계 속도 이상에서 작동)는 ISO 21940-12에 포함됩니다.
강성 로터 개념
회전자가 강체 회전자로 분류되는 경우는 회전 속도가 0에서 최대 작동 속도까지 변할 때 질량 분포가 크게 변하지 않는 경우입니다. 핵심적인 결과는 다음과 같습니다. 밸런싱 장비에서 저속으로 균형을 맞춘 로터는 작동 속도에서도 균형을 유지합니다. 이를 통해 작업장 기계에서 300~600RPM으로 균형을 맞추는 동시에 실제 사용 환경에서 3,000RPM 이상의 공차를 충족할 수 있습니다.
로터가 초임계 영역(첫 번째 굽힘 이상)에서 작동하는 경우 임계 속도) 또는 그 근처 공명, 변형으로 인해 유효 질량 분포가 바뀌고, 저속에서의 균형 조정이 고속에서는 효과적이지 않을 수 있습니다. 이러한 로터는 유연 로터로 분류됩니다.
ISO 1940-1에서 다루지 않는 내용
형상이 변하는 로터(관절축, 헬리콥터 블레이드). 로터-지지대-기초 시스템의 공진. 질량 분포와 무관한 공기역학적 및 유체역학적 힘. 특히 팬에 대해서는 다음을 참조하십시오. ISO 14694 (팬 전용 BV 범주 및 진동 한계값).
불균형의 유형
불균형 = 회전자의 관성축 ≠ 회전축. 벡터 형태로 표현하면 다음과 같습니다. U = m × r (g·mm). ISO 1940-1은 세 가지 유형을 분류합니다.
- 정적 불균형: 관성축은 회전축과 평행하지만 변위되어 있습니다. 단일 불균형 질량과 같습니다. 수정 가능 1개 평면. 대표적인 예로는 풀리, 좁은 기어, 팬 임펠러(길이 대 직경 비율 < 0.5) 등이 있습니다.
- 커플 불균형: 관성축은 질량 중심을 통과하지만 기울어져 있습니다. 순 힘은 0이지만, 우력(짝힘)이 로터를 흔듭니다. 필요 조건: 두 평면.
- 동적 불균형: 일반적인 경우 — 정적 힘과 커플링 힘이 결합된 경우. 관성축은 회전축과 평행하지도 않고 교차하지도 않습니다. 다음이 필요합니다. 두 평면. 대부분의 실제 로터는 동적 불균형을 가지고 있습니다.
특정 불균형(편심률)
G등급은 제품으로 정의됩니다. e × ω (mm/s) — 회전축을 중심으로 회전하는 로터 질량 중심의 선속도. 이 단일 수치는 로터의 크기나 속도와 관계없이 균형 품질을 나타냅니다.
G등급 시스템 - 물리적 기초
질량 유사성
기하학적으로 유사한 로터의 경우: U당 ∝ M → 특정 불균형 e당 일관성을 유지해야 합니다. 모든 크기에 걸쳐 하나의 표준이 적용됩니다.
속도 유사성
원심력 F = M·e·ω². 다양한 속도에서 허용 가능한 베어링 하중을 유지하려면, e당 ω가 증가함에 따라 감소해야 합니다.
허용 잔류 불균형 계산
예제: 팬 로터, G 6.3
주어진 조건: 원심 팬 임펠러, M = 200 kg, n = 1,500 RPM, G 6.3.
총: U당 = 9,549 × 6.3 × 200 / 1,500 = 8,021 g·mm
이심률: e당 = 8 021 / 200 = 40.1 µm
평면당 (대칭, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm
R = 400mm일 때: 4 011 / 400 = 평면당 10.0g
항상 최대 서비스 속도를 사용하십시오.
공식에 사용되는 속도는 밸런싱 장비 속도가 아닌 실제 작동 중 최고 RPM이어야 합니다. 많은 로터는 300~600 RPM에서 밸런싱되지만, 허용 오차 계산에는 실제 작동 속도(예: 1480 RPM)를 사용해야 합니다. 밸런싱 장비 속도를 사용하면 허용 오차가 위험할 정도로 커집니다.
수정 평면에 할당
U당 로터의 질량 중심에 적용됩니다. 실제로는 두 평면(베어링 근처)에서 균형을 이룹니다. 7장 규칙:
대칭 로터
무게중심이 중간점에 있을 때 → 같음: UL = UR = U당 / 2.
비대칭 베어링 간
오버행 로터
돌출부는 두 베어링 모두에 굽힘 모멘트 하중을 발생시킵니다. 모멘트 기반 재계산이 필요하며, 일반적으로 돌출면의 허용 오차가 훨씬 더 엄격해집니다. 펌프, 단단 압축기, 캔틸레버형 팬 임펠러에서 흔히 볼 수 있습니다.
오류 및 검증
오류 발생 원인
- 체계적인: 기계 교정 오차, 편심 맨드릴, 키홈 효과(ISO 8821), 열 변형.
- 무작위의: 센서 소음, 지지대 유격, 로터 장착 편차.
총 오차는 허용 오차 범위인 10–15%를 초과해서는 안 됩니다. 이 범위를 초과하는 경우 작업 허용 오차를 그에 따라 강화하십시오.
조립 효과
부품 균형 조정과 조립체 균형 조정은 다릅니다. 커플링 편심, 반경 방향 흔들림, 헐거운 결합은 부품의 성능을 상쇄할 수 있습니다. 조립된 로터의 균형을 정밀하게 조정하십시오.
검증 방법
- 인덱스 테스트: 맨드릴에서 로터를 180° 회전시킨 후 다시 측정하십시오. 변화량은 고정 장치 오차를 나타냅니다.
- 시험용 무게 테스트: 알려진 질량을 추가하고, 측정된 벡터 변화가 예상과 일치하는지 확인합니다.
- 현장 확인: 베어링의 진동을 측정합니다. ISO 10816.
Balanset-1A: ISO 1940-1 규격 준수 내장
발란셋-1A ISO 1940-1 자동화: 질량, 속도, G등급 입력 → 즉시 U 값 확인당 자동 평면 할당 기능을 갖추고 있습니다. 균형 조정 후 잔여값과 한계값을 비교합니다. F6 보고서 기능은 달성된 G 등급을 문서화하는 공식 프로토콜을 생성합니다. 정확도는 속도 ±5%, 위상 ±1°로 G 16부터 G 2.5까지 충분합니다. 발란셋-4 복잡한 다중 베어링 로터용으로 최대 4개 채널까지 확장 가능합니다.
작업 예제
사례 1: 전기 모터 — G 6.3
로터: 15kW, 1,460RPM, 35kg, 베어링 간 대칭형.
용인: U당 = 9,549 × 6.3 × 35 / 1,460 = 1,442g·mm → 평면당 721.
R = 80mm일 때: 721 / 80 = 9.0g/평면. 매장 밸런스: 잔차 180g·mm. ✅
사례 2: 펌프 - 오버행 임펠러, G 6.3
로터: 축 + 임펠러 18kg, 2,950RPM. 임펠러 6kg, 돌출부 120mm. 베어링 간격 250mm.
총: U당 = 367g·mm. 모멘트 배분: 전면 ≈ 202, 후면 ≈ 165 g·mm.
필드 밸런스 ~와 함께 발란셋-1A 단일면: 230°에서 8.5g. 최종: 95g·mm. ✅
사례 3: 터보 압축기 — G 2.5
로터: 3단, 65kg, 12,000RPM. 약간 비대칭적임.
용인: U당 = 129g·mm → 65/평면 → R = 95 mm에서: 0.68g/평면.
1g 미만의 정밀도 → 고속 가공기 전용. 인덱싱 테스트: 맨드릴 오차 < 5g·mm. 최종: 28g·mm/평면. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- G등급 값, 공식, 적용표 — 동일한. 기술적인 변경 사항은 없습니다.
- ISO 21940 시리즈: 제11부(품질), 제12부(유연성), 제14부(절차), 제21부(설명), 제31부(민감도), 제32부(키).
- 실제로는 두 용어가 같은 의미로 사용됩니다.
- ISO 14694 BV 분류는 G 등급을 직접 참조합니다.
관련 표준
- ISO 21940-11: 이 표준은 G등급 시스템입니다.
- ISO 21940-12: 유연한 로터 밸런싱.
- ISO 10816 / ISO 20816: 진동 평가 - 저울 품질의 작동 결과.
- ISO 14694: 팬 전용 BV 범주, 밸런스 등급 및 진동 한계값.
- ISO 8821: 키웨이 영향(하프 키 관례).
- API 610 / API 617: ISO 1940을 참조하는 석유 펌프/압축기.
공식 표준: ISO 스토어에서 ISO 1940-1 보기 →
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허용 오차 계산기 G등급표 ISO 1940-1이란 무엇입니까? 강성 로터 개념 불균형의 유형 정적 / 커플 / 동적 특정 불균형 G등급 시스템 유사성 법칙 허용 오차 공식 평면 배분 대칭형 / 비대칭형 돌출형 로터 오류 및 검증 사례 연구 (3) ISO 21940-11 전환 자주 묻는 질문(8가지 질문)자주 묻는 질문 — ISO 1940-1
강성 로터용 G등급 밸런스 품질 시스템
▸ ISO 1940-1과 ISO 21940-11의 차이점은 무엇인가요?
▸ 허용 가능한 잔여 불균형은 어떻게 계산하나요?
▸ 강성 회전자란 무엇인가요?
▸ 펌프, 팬 또는 모터에 적합한 G 등급은 무엇입니까?
▸ 평면 간 허용 오차를 어떻게 할당할까요?
▸ 불균형의 세 가지 유형은 무엇인가요?
▸ G등급이 로그 스케일로 표시되는 이유는 무엇인가요?
▸ 휴대용 밸런싱 장치로 규정 준수 여부를 확인할 수 있나요?
ISO 1940-1에 따른 밸런싱 — 현장 측정
Vibromera 휴대용 밸런싱 장비에는 ISO 1940 공차 계산기, 자동 평면 할당 기능, 그리고 달성된 G 등급을 문서화하는 공식 밸런싱 보고서가 내장되어 있습니다.
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