ISO 1940-1 - Līdzsvara kvalitātes prasības stingriem rotoriem
Starptautiskais pamatstandarts, kas nosaka G pakāpju balansēšanas kvalitātes sistēmu — no G 0,4 (žiroskopi) līdz G 4000 (jūras dīzeļdzinēji). Tagad tas ir iekļauts standartā ISO 21940-11 ar identiskām G pakāpju vērtībām un metodoloģiju.
Vibromera iestrādā Balanset-1A pilnu klašu tabuli no G 0.4 līdz G 4000, tāpēc instruments uzreiz pēc izmēģinājuma svara cikla uzrāda sasniegto balansēšanas kvalitāti salīdzinājumā ar ISO 1940-1.
Pieļaujamais atlikušais disbalanss
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — ievadiet rotora datus, iegūstiet Uuz vienu
Rezultāti — ISO 1940-1
Pieļaujamais atlikušais disbalanss
aprēķināt toleranci
G klases līdzsvara kvalitātes pakāpes
Logaritmiska skala ar koeficientu 2,5 starp blakus esošajām pakāpēm — no īpaši precīzas G 0,4 līdz jūras G 4000
📋 Pilnīga G pakāpju tabula — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| G-klase | e-ω (mm/s) | Tipiski rotoru veidi | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| G 0,4 | 0.4 | Žiroskopi, precīzijas vārpstas, optisko disku diskdziņi | Tuvojas tradicionālās balansēšanas robežai |
| G 1.0 | 1.0 | Slīpēšanas vārpstas piedziņas, magnetofoni, mazas precīzijas armatūras | Nepieciešami īpaši tīri apstākļi |
| G 2,5 | 2.5 | Gāzes un tvaika turbīnas, turboģeneratori, turbokompresori, ātrgaitas motori | Novērš priekšlaicīgus gultņu bojājumus |
| G 6.3 | 6.3 | Ventilatori, sūkņi, spararati, elektromotori, darbgaldi, papīra ruļļi | Visizplatītākā — noklusējuma pakāpe |
| G 16 | 16 | Kardānvārpstas (speciālās), lauksaimniecības tehnika, drupinātāji, raktuvju ventilatori | Smagiem, skarbiem apstākļiem |
| G 40 | 40 | Automašīnu riteņi un diski, kardānvārpstas (standarta), lēni ventilatori | Riepu variācijas dominē |
| G 100 | 100 | Pilnībā nokomplektēti automašīnu, kravas automašīnu, lokomotīvju dzinēji | Iekšdedzes dzinēji kā mezgli |
| G 250 | 250 | Ātrgaitas dīzeļdzinēju kloķvārpstas | Komponentu līmenī |
| G 630 | 630 | Lielu 4 taktu dzinēju kloķvārpstas, kuģu dīzeļdzinēji uz elastīgiem stiprinājumiem | Liels, zema ātruma virzuļdzinējs |
| G 1600 | 1600 | Lielu divtaktu dzinēju kloķvārpstas | Ļoti lēni, masīvi pamati |
| G 4000 | 4000 | Zema ātruma jūras dīzeļdzinēju kloķvārpstas uz stingra pamata | Visbrīvākās prasības |
📊 Iepriekš aprēķinātas pielaides parastajiem rūpnieciskajiem rotoriem
| Rotora tips | Masa (kg) | RPM | G | Uuz vienu (g·mm) | Uz plakni | euz vienu (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mazs motors | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| Apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas ventilators | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Sūkņa lāpstiņritenis | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbokompresors | 120 | 8 000 | G 2,5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Papīra rullis | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Elektrostacijas ventilators | 350 | 990 | G 2,5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Slīpēšanas vārpsta | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Automašīnas ritenis | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Pielaides sadales metodes — ISO 1940-1 7. nodaļa
| Rotora tips | Piešķīrums | Formula | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| Simetrisks | Vienlīdzīgs sadalījums | UL=UR=Uuz vienu/2 | Vienkāršākais gadījums. Motori, daži ventilatori. |
| Asimetrisks starp gultņiem | Proporcionāls | UL=Uuz vienu·(b/L) | Visizplatītākā metode. |
| Pārkarināts (konsoles tipa) | Uz momentiem balstīts | Statikas vienādojumi | Stingrākas pielaides pārkares plaknei. |
| Šaurs (plaknes tuvu cita citai) | Atsevišķa statiskā+pāra | Saskaņā ar ISO 21940-12 | Dažādi vibrācijas efekti. |
Kas ir ISO 1940-1?
Ātra atbilde
ISO 1940-1 (Mehāniskā vibrācija — Rotoru līdzsvara kvalitātes prasības nemainīgā (stingrā) stāvoklī) definē G klases līdzsvara kvalitātes sistēma stingriem rotoriem. Formula Uuz vienu = (9 549 × G × M) / n aprēķina pieļaujamo atlikumu nelīdzsvarotība. Aizstāts ar ISO 21940-11:2016 ar identiskām vērtībām. Rūpniecisko iekārtu noklusējuma klase: G 6.3.
ISO 1940-1 ir pamatdokuments rotoru balansēšanai visā pasaulē. Tā G klases sistēma ir balansēšanas de facto valoda: "balansēšana līdz G 6,3" saprot ikviens speciālists visā pasaulē. Standarts aptver stingrus rotorus, sākot no sīkām precīzijas vārpstām līdz masīvām kloķvārpstām, nodrošinot universālu sistēmu balansēšanas kvalitātes noteikšanai, aprēķināšanai un pārbaudei.
Standarts attiecas tikai uz stingrs rotori — tie, kuru elastīgās deformācijas centrbēdzes spēku ietekmē ir niecīgas visā darbības ātruma diapazonā. Elastīgie rotori (kas darbojas virs pirmā lieces kritiskā ātruma) ir aplūkoti standartā ISO 21940-12.
Stingrā rotora koncepcija
Rotors tiek klasificēts kā stingrs, ja tā masas sadalījums būtiski nemainās, ātrumam mainoties no nulles līdz maksimālajam darba ātrumam. Galvenās sekas: Rotors, kas balansēts ar mazu ātrumu uz balansēšanas mašīnas, paliek līdzsvarots ar savu darba ātrumu. Tas ļauj balansēt darbnīcas iekārtā ar ātrumu 300–600 apgr./min, vienlaikus ievērojot pielaides pie 3000+ apgr./min.
Ja rotors darbojas superkritiskajā apgabalā (virs pirmā lieces punkta kritiskais ātrums) vai tuvu rezonanse, novirzes maina efektīvo masas sadalījumu, un balansēšana pie maza ātruma var būt neefektīva pie liela ātruma. Šādi rotori tiek klasificēti kā elastīgi.
Ko ISO 1940-1 neaptver
Rotori ar mainīgu ģeometriju (šarnīrveida vārpstas, helikoptera lāpstiņas). Rezonanse rotora-balsta-pamata sistēmās. Aerodinamiskie un hidrodinamiskie spēki, kas nav saistīti ar masas sadalījumu. Konkrēti par ventilatoriem sk. ISO 14694 (ventilatoriem specifiskas BV kategorijas un vibrāciju robežas).
Nelīdzsvarotības veidi
Nelīdzsvarotība = rotora inerces ass ≠ rotācijas ass. Vektora formā: U = m × r (g·mm). Standarts ISO 1940-1 klasificē trīs veidus:
- Statiskais disbalanss: Inerces ass ir paralēla rotācijas asij, bet nobīdīta. Viena nelīdzsvarota masas ekvivalents. Koriģējams vienā plaknē. Tipiski: skriemeļi, šauri zobrati, ventilatora lāpstiņriteņi (L/D < 0,5).
- Pāra nelīdzsvarotība: Inerces ass iet caur masas centru, bet ir sasvērta. Neto spēks ir nulle, bet pāra moments šūpo rotoru. Nepieciešama divās plaknēs.
- Dinamiskā nelīdzsvarotība: Vispārīgs gadījums — statiskais un pāra nelīdzsvarotums kopā. Inerces ass nav ne paralēla, ne krusto rotācijas asi. Nepieciešama divās plaknēs. Lielākajai daļai reālu rotoru ir dinamisks disbalanss.
Īpatnējais disbalanss (ekscentricitāte)
G pakāpe ir definēta kā reizinājums e × ω (mm/s) — rotora masas centra lineārais ātrums, kas riņķo ap rotācijas asi. Šis viens skaitlis raksturo līdzsvara kvalitāti neatkarīgi no rotora izmēra un ātruma.
G pakāpes sistēma — fizikālais pamats
Masu līdzība
Ģeometriski līdzīgiem rotoriem: Uuz vienu ∝ M → īpatnējais disbalanss euz vienu jābūt nemainīgam. Visiem izmēriem tiek piemērots viens standarts.
Ātruma līdzība
Centrbēdzes spēks F = M·e·ω². Lai uzturētu pieņemamas gultņu slodzes pie dažādiem ātrumiem, euz vienu jāsamazinās, palielinoties ω:
Pieļaujamā atlikušā disbalansa aprēķināšana
Darbības piemērs: Ventilatora rotors, G 6.3
Ņemot vērā: Centrbēdzes ventilatora lāpstiņritenis, M = 200 kg, n = 1500 apgr./min, G 6,3.
Kopā: Uuz vienu = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm
Ekscentriskums: euz vienu = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Uz plakni (simetriska, 2): 8 021 / 2 = 4011 g·mm
Pie R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g uz plakni
Vienmēr izmantojiet maksimālo darba ātrumu
Formulā norādītajam ātrumam jābūt augstākajam apgriezienu skaitam minūtē ekspluatācijas laikā, nevis balansēšanas iekārtas ātrumam. Daudzi rotori tiek balansēti ar ātrumu 300–600 apgr./min, taču pielaidei jāizmanto faktiskais ekspluatācijas ātrums (piemēram, 1480 apgr./min). Balansēšanas iekārtas ātruma izmantošana rada bīstami vaļīgas pielaides.
Piešķiršana korekcijas plaknēm
Uuz vienu attiecas uz rotora masas centru. Praksē līdzsvars divās plaknēs (gultņu tuvumā). 7. nodaļas noteikumi:
Simetriski rotori
CoM viduspunktā → vienāds ar: UL = UR = Uuz vienu / 2.
Asimetrisks starpgultņu
Pārkarināti rotori
Pārkarināta masa rada lieces momentu, kas noslogo abus gultņus. Nepieciešams uz momentiem balstīts pārrēķins → parasti daudz stingrāka pielaide pārkarinātai plaknei. Bieži sastopams sūkņiem, vienpakāpes kompresoriem, konsolveida ventilatoru lāpstiņriteņiem.
Kļūdas un pārbaude
Kļūdu avoti
- Sistemātiska: Mašīnas kalibrēšanas nobīde, ekscentriski mandreļi, ķīļrievas efekti (ISO 8821), termiskā deformācija.
- Nejauši: Sensora troksnis, atbalsta brīvkustība, rotora novietojuma variācija.
Kopējā kļūda nedrīkst pārsniegt 10–15% pielaides. Ja tā ir lielāka, attiecīgi jāsamazina darba pielaide.
Montāžas efekti
Komponentu balansēšana ≠ montāžas balansēšana. Sakabes ekscentricitāte, radiālais izvirzījums un vaļīgi savienojumi var novest pie komponentu darbības traucējumiem. Noregulējiet saliktā rotora balansēšanu.
Pārbaudes metodes
- Indeksa tests: Pagrieziet rotoru uz stiprinājuma par 180°, atkārtoti izmēriet. Izmaiņas = stiprinājuma kļūda.
- Izmēģinājuma svara tests: Pievienojiet zināmo masu, pārbaudiet, vai izmērītā vektora izmaiņa atbilst paredzamajam.
- Lauka pārbaude: Izmēriet vibrāciju uz gultņiem saskaņā ar ISO 10816.
Balanset-1A: iebūvēta atbilstība ISO 1940-1 standartam
Balanset-1A automatizē ISO 1940-1: ievadiet masu, ātrumu, G pakāpi → uzreiz iegūstiet Uuz vienu ar automātisku plaknes piešķiršanu. Pēc balansēšanas salīdzina atlikumu ar robežvērtību. F6 Reports funkcija ģenerē formālu protokolu, kurā dokumentēta sasniegtā G pakāpe. Precizitāte ±5% ātrums, ±1° fāze — pietiekama G 16 līdz G 2,5. Balanset-4 paplašina līdz četriem kanāliem sarežģītiem daudzgultņu rotoriem.
Darbības piemēri
1. gadījums: elektromotors — G 6.3
Rotors: 15 kW, 1460 apgr./min, 35 kg, simetrisks starp gultņiem.
Pielaide: Uuz vienu = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plakne.
Pie R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plakne. Darbnīcā balansēts: atlikusī nelīdzsvarotība 180 g·mm. ✅
2. gadījums: Sūknis — lāpstiņritenis, G 6.3
Rotors: Vārpsta + lāpstiņritenis 18 kg, 2950 apgr./min. Lāpstiņritenis 6 kg, pārkare 120 mm. Gultņu laidums 250 mm.
Kopā: Uuz vienu = 367 g·mm. Momentu sadalījums: priekšējais ≈ 202, aizmugurējais ≈ 165 g·mm.
Balansēts uz vietas ar Balanset-1A vienplaknes: 8,5 g pie 230°. Galīgais: 95 g·mm. ✅
3. gadījums: Turbokompresors — G 2,5
Rotors: 3 pakāpju, 65 kg, 12 000 apgr./min. Nedaudz asimetrisks.
Pielaide: Uuz vienu = 129 g·mm → 65/plakne → pie R = 95 mm: 0,68 g/plakne.
Precizitāte zem grama → tikai darbnīcas ātrgaitas iekārta. Indeksa tests: mandreļa kļūda < 5 g·mm. Galīgais: 28 g·mm/plakne. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- G kategorijas vērtības, formulas, pielietojuma tabulas — identisks. Nav tehnisku izmaiņu.
- ISO 21940 sērija: 11. daļa (kvalitāte), 12. daļa (elastīgi rotori), 14. daļa (procedūras), 21. daļa (apraksti), 31. daļa (uzņēmība), 32. daļa (ķīļi).
- Abi apzīmējumi praksē tiek lietoti savstarpēji aizvietojami.
- ISO 14694 BV kategorijas tieši atsaucas uz G pakāpēm.
Saistītie standarti
- ISO 21940-11: Šis standarts ir G klases sistēma.
- ISO 21940-12: Elastīga rotora balansēšana.
- ISO 10816 / ISO 20816: Vibrācijas novērtējums — balansēšanas kvalitātes darbības rezultāts.
- ISO 14694: Ventilatoriem specifiskas BV kategorijas, balansēšanas pakāpes un vibrāciju robežas.
- ISO 8821: Atslēgas rievas ietekme (pusatslēgas konvencija).
- API 610 / API 617: Naftas sūkņi/kompresori, kas atbilst standartam ISO 1940.
Oficiālais standarts: ISO 1940-1 ISO veikalā →
Šajā lapā
Tolerances kalkulators G klases tabula Kas ir ISO 1940-1? Stingra rotora koncepcija Nelīdzsvarotības veidi Statiska / Pāris / Dinamiska Īpašais nelīdzsvars G klases sistēma Līdzības likumi Pielaides formula Sadalījums pa plaknēm Simetrisks / asimetrisks Pārkarināti rotori Kļūdas un verifikācija Gadījumu izpēte (3) ISO 21940-11 pāreja Bieži uzdotie jautājumi (8 jautājumi)Balansēšanas iekārtas
Pārnēsājama lauka balansēšana ar iebūvētu ISO 1940 pielaides kalkulatoru un G klases verifikāciju.
Balanset-1A → Balanset-4 →Bieži uzdotie jautājumi — ISO 1940-1
G klases balansēšanas kvalitātes sistēma stingriem rotoriem
▸ Kāda ir atšķirība starp ISO 1940-1 un ISO 21940-11?
▸ Kā aprēķināt pieļaujamo atlikušo disbalansu?
▸ Kas ir stingrs rotors?
▸ Kāda G klase sūkņiem, ventilatoriem vai motoriem?
▸ Kā sadalīt toleranci starp plaknēm?
▸ Kādi ir trīs nelīdzsvarotības veidi?
▸ Kāpēc G pakāpes ir logaritmiskā skalā?
▸ Vai es varu pārbaudīt atbilstību prasībām ar pārnēsājamu balansieri?
Līdzsvarošana atbilstoši ISO 1940-1 — laukā
Vibromera pārnēsājamajiem balansieriem ir iebūvēti ISO 1940 pielaides kalkulatori, automātiska plaknes piešķiršana un oficiālas balansēšanas atskaites, kas dokumentē sasniegto G klasi.
Pārlūkot Balansēšanas iekārtas →
