ISO 1940-1 — Барања за квалитет на балансирање за крути ротори
Основниот меѓународен стандард што го дефинира системот за квалитет на балансирање со G-степени — од G 0.4 (жироскопи) до G 4000 (бродски дизел мотори). Сега вклучен во ISO 21940-11, со идентични вредности на G-степените и методологија.
Vibromera ја вградува целосната табела со класови од G 0.4 до G 4000 во Balanset-1A, така што инструментот веднаш по пробното поминување со тег го прикажува постигнатиот квалитет на балансирање според ISO 1940-1.
Дозволен резидуален дисбаланс
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — внесете податоци за роторот, добијте Uпо
Резултати — ISO 1940-1
Дозволен преостанат дебаланс
за да се пресмета толеранцијата
G-степени за квалитет на балансирање
Логаритамска скала со фактор 2.5 меѓу соседните степени — од ултра-прецизен G 0.4 до бродски G 4000
📋 Целосна табела на G-степени — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| G-Grade | e·ω (mm/s) | Типични видови ротори | Забелешки |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Жироскопи, прецизни вретена, оптички диск уреди | Близу границата на конвенционалното балансирање |
| G 1.0 | 1.0 | Погони на брусни вретена, магнетофони, мали прецизни арматури | Бара ултра-чисти услови |
| G 2.5 | 2.5 | Гасни & парни турбини, турбогенератори, турбокомпресори, високобрзински мотори | Спречува предвремено оштетување на лежиштата |
| G 6.3 | 6.3 | Вентилатори, пумпи, замаеци, електромотори, алатни машини, хартиени валјаци | Најчест — стандарден степен |
| G 16 | 16 | Кардански вратила (специјални), земјоделски машини, дробилки, рударски вентилатори | Тешка експлоатација, строги услови |
| G 40 | 40 | Автомобилски тркала и наплатки, кардански вратила (стандардни), бавни вентилатори | Доминира варијацијата на гумите |
| G 100 | 100 | Комплетни мотори на автомобили, камиони, локомотиви | Мотори со внатрешно согорување како склопови |
| G 250 | 250 | Коленести вратила на брзоодни дизел-мотори | На ниво на компонента |
| G 630 | 630 | Коленести вратила на големи 4-тактни мотори, бродски дизел-мотори на еластични потпори | Големи бавноодни клипни |
| G 1600 | 1600 | Коленести вратила на големи 2-тактни мотори | Многу бавни, масивни темели |
| G 4000 | 4000 | Коленести вратила на бавноодни бродски дизел-мотори на крути темели | Најблаги барања |
📊 Претходно пресметани толеранции за вообичаени индустриски ротори
| Тип ротор | Маса (kg) | Вртежи/мин | G | Uпо (g·mm) | По рамнина | eпо (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мал мотор | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| HVAC вентилатор | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Работно коло на пумпа | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Турбокомпресор | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Хартиен валјак | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Вентилатор во електрана | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Брусно вретено | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Автомобилско тркало | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Методи за распределба на толеранциите — ISO 1940-1 поглавје 7
| Тип ротор | Распределба | Формула | Забелешки |
|---|---|---|---|
| Симетричен | Еднаква поделба | UL=UR=Uпо/2 | Наједноставен случај. Мотори, некои вентилатори. |
| Асиметричен меѓу лежиштата | Пропорционална | UL=Uпо·(b/L) | Најчест метод. |
| Препуштен (конзолен) | Заснована на моменти | Равенки на статика | Построги толеранции на препуштената рамнина. |
| Тесен (рамнините се блиску) | Одвоено статичка+спрежна | Според ISO 21940-12 | Различни ефекти на вибрациите. |
Што е ISO 1940-1?
Брз одговор
ISO 1940-1 (Механички вибрации — Барања за квалитет на балансирање на ротори во постојана (крута) состојба) ги дефинира Систем за квалитет на балансирање со G-степени за крути ротори. Формулата Uпо = (9 549 × G × M) / n ја пресметува дозволената преостаната дебаланс. Заменет со ISO 21940-11:2016 со идентични вредности. Стандарден степен за индустриски машини: G 6.3.
ISO 1940-1 е основниот документ за балансирање на ротори низ целиот свет. Неговиот систем на G-класи е де факто јазик на балансирањето: „балансирај до G 6.3“ го разбира секој специјалист во светот. Стандардот опфаќа крути ротори од мали прецизни вретена до масивни коленести вратила, обезбедувајќи универзална рамка за спецификација, пресметка и верификација на квалитетот на балансирање.
Стандардот се однесува само на крут ротори — оние чии еластични деформации под дејство на центрифугалните сили се занемарливи низ опсегот на работни брзини. Флексибилните ротори (кои работат над првата свиткувачка критична брзина) се опфатени со ISO 21940-12.
Концептот на крут ротор
Ротор се класифицира како крут ако неговата распределба на маса не се менува значително додека брзината варира од нула до максималната работна брзина. Клучната последица: ротор балансиран при ниска брзина на балансна машина останува балансиран при неговата работна брзина. Ова овозможува балансирање при 300–600 вр/мин на работилничка машина, притоа задоволувајќи ги толеранциите при 3 000+ вр/мин во работа.
Ако ротор работи во надкритичната област (над првата свиткувачка критична брзина) или близу резонанца, отклоните ја менуваат ефективната распределба на маса, и балансирањето при ниска брзина може да биде неефикасно при висока брзина. Таквите ротори се класифицираат како флексибилни.
Што НЕ опфаќа ISO 1940-1
Ротори со променлива геометрија (зглобни вратила, хеликоптерски перки). Резонанца во системите ротор–потпора–темел. Аеродинамички и хидродинамички сили кои не се поврзани со распределбата на маса. Конкретно за вентилаторите, види ISO 14694 (BV категории специфични за вентилатори и граници на вибрации).
Видови на небаланс
Дебаланс = инерцијалната оска на роторот ≠ оската на ротација. Во векторски облик: U = m × r (g·mm). ISO 1940-1 класифицира три типа:
- Статичка неурамнотеженост: Оската на инерција е паралелна со оската на ротација, но поместена. Еквивалентна на една неурамнотежена маса. Може да се коригира во една рамнина. Типично: ременици, тесни запченици, работни кола на вентилатори (L/D < 0.5).
- Спрежен дебаланс: Оската на инерција поминува низ центарот на маса, но е накривена. Нето силата е нула, но спрег (пар) го ниша роторот. Бара две рамнини.
- Динамичка неурамнотеженост: Општ случај — статички + спрег комбинирани. Оската на инерција не е ниту паралелна ниту се сече со оската на ротација. Бара две рамнини. Повеќето реални ротори имаат динамички дебаланс.
Специфичен дебаланс (Ексцентричност)
G-класата е дефинирана како производот e × ω (mm/s) — линеарната брзина на центарот на масата на роторот што орбитира околу оската на ротација. Овој единствен број го карактеризира квалитетот на балансирање независно од големината и брзината на роторот.
Системот на G-класи — физичка основа
Сличност по маса
За геометриски слични ротори: Uпо ∝ M → специфичен дебаланс eпо треба да биде константен. Еден стандард важи за сите големини.
Сличност по брзина
Центрифугална сила F = M·e·ω². За да се одржат прифатливи оптоварувања на лежиштата при различни брзини, eпо мора да се намалува како што ω се зголемува:
Пресметување на дозволениот резидуален дисбаланс
Решен пример: ротор на вентилатор, G 6.3
Дадено: Работно коло на центрифугален вентилатор, M = 200 kg, n = 1 500 вр/мин, G 6.3.
Вкупно: Uпо = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm
Ексцентричност: eпо = 8 021 / 200 = 40.1 µm
По рамнина (симетрично, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm
При R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10.0 g по рамнина
Секогаш користете ја максималната работна брзина
Брзината во формулата мора да биде најголемиот број вр/мин во работа — не брзината на балансната машина. Многу ротори се балансираат при 300–600 вр/мин, но толеранцијата мора да ја користи вистинската работна брзина (на пр. 1 480 вр/мин). Користењето на брзината на балансната машина создава опасно лабави толеранции.
Распределба по корекциски рамнини
Uпо се однесува на центарот на масата на роторот. Во пракса, балансирајте во две рамнини (близу лежиштата). Правила од Поглавје 7:
Симетрични ротори
Центар на маса во средина → еднакви: UL = UR = Uпо / 2.
Асиметричен, меѓу лежишта
Конзолни ротори
Конзолната маса создава свиткувачки момент што ги оптоварува двете лежишта. Потребно е повторно пресметување базирано на моментот → обично значително построга толеранција на конзолната рамнина. Вообичаено за пумпи, едностепени компресори и конзолни работни кола на вентилатори.
Грешки и верификација
Извори на грешки
- Систематски: Отстапување во калибрацијата на машината, ексцентрични трнови, ефекти од жлебот за клин (ISO 8821), термичка деформација.
- Случајни: Шум на сензорот, зазор во потпорите, варијација во налегнувањето на роторот.
Вкупната грешка не смее да надмине 10–15% од толеранцијата. Ако е поголема, соодветно заострете ја работната толеранција.
Ефекти од склопувањето
Балансирање на компоненти ≠ балансирање на склоп. Ексцентричноста на спојката, радијалното отстапување (runout), лабавите налегања можат да ја поништат работата на компонентите. Извршете финално (trim) балансирање на склопениот ротор.
Методи за верификација
- Индексен тест: Завртете го роторот за 180° на трнот, повторно измерете. Промена = грешка на приборот.
- Тест со пробен тег: Додадете позната маса, потврдете дека измерената промена на векторот одговара на очекуваната.
- Теренска проверка: Измерете ги вибрациите на лежиштата според ISO 10816.
Balanset-1A: Вградена усогласеност со ISO 1940-1
Balanset-1A автоматизира ISO 1940-1: внесете маса, брзина, G-класа → моментална Uпо со автоматска распределба по рамнини. По балансирањето, ја споредува преостанатата неурамнотеженост наспроти границата. Функцијата F6 Reports генерира формален протокол што ја документира постигнатата G-класа. Точност ±5% брзина, ±1° фаза — доволно за G 16 до G 2.5. Balanset-4 се проширува на четири канали за сложени ротори со повеќе лежишта.
Решени примери
Случај 1: Електричен мотор — G 6.3
Ротор: 15 kW, 1 460 вртежи/мин, 35 kg, симетричен меѓу лежиштата.
Толеранција: Uпо = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/рамнина.
При R = 80 mm: 721 / 80 = 9.0 g/рамнина. Балансиран во работилница: 180 g·mm преостаната неурамнотеженост. ✅
Случај 2: Пумпа — конзолно работно коло, G 6.3
Ротор: Вратило + работно коло 18 kg, 2 950 вртежи/мин. Работно коло 6 kg конзолно на 120 mm. Распон на лежиштата 250 mm.
Вкупно: Uпо = 367 g·mm. Распределба по момент: преден ≈ 202, заден ≈ 165 g·mm.
Балансиран на терен со Balanset-1A во една рамнина: 8.5 g на 230°. Конечно: 95 g·mm. ✅
Случај 3: Турбокомпресор — G 2.5
Ротор: 3-степен, 65 kg, 12 000 вртежи/мин. Малку асиметричен.
Толеранција: Uпо = 129 g·mm → 65/рамнина → при R = 95 mm: 0.68 g/рамнина.
Прецизност под еден грам → само работилничка високобрзинска машина. Индексен тест: грешка на трнот < 5 g·mm. Конечно: 28 g·mm/рамнина. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Вредностите на G-класите, формулите, табелите за примена — идентични. Без технички измени.
- Серијата ISO 21940: Дел 11 (квалитет), Дел 12 (флексибилни), Дел 14 (постапки), Дел 21 (описи), Дел 31 (осетливост), Дел 32 (клинови).
- Двете ознаки во практиката се користат наизменично.
- ISO 14694 BV категориите директно упатуваат на G-класите.
Поврзани стандарди
- ISO 21940-11: Овој стандард — систем на G-класи.
- ISO 21940-12: Балансирање на флексибилни ротори.
- ISO 10816 / ISO 20816: Оценување на вибрациите — оперативен резултат од квалитетот на балансирањето.
- ISO 14694: BV категории специфични за вентилатори, класи на балансирање и граници на вибрации.
- ISO 8821: Влијание на жлебот за клин (конвенција за половина клин).
- API 610 / API 617: Нафтени пумпи/компресори што упатуваат на ISO 1940.
Официјален стандард: ISO 1940-1 во ISO Store →
На оваа страница
Калкулатор за толеранции Табела на G-класи Што е ISO 1940-1? Концепт на крут ротор Видови на небаланс Статичка / Спрежна / Динамичка Специфичен дебаланс Систем на G-класи Закони на сличност Формула за толеранција Распределба по рамнини Симетричен / Асиметричен Конзолни ротори Грешки & Верификација Студии на случај (3) Премин кон ISO 21940-11 ЧПП (8 прашања)Опрема за балансирање
Преносно балансирање на терен со вграден калкулатор за толеранција според ISO 1940 и верификација на G-класа.
Balanset-1A → Balanset-4 →Често поставувани прашања — ISO 1940-1
Систем за квалитет на балансирање со G-класи за крути ротори
▸ Која е разликата помеѓу ISO 1940-1 и ISO 21940-11?
▸ Како да ја пресметам дозволената преостаната неурамнотеженост?
▸ Што е крут ротор?
▸ Која G-класа за пумпи, вентилатори или мотори?
▸ Како да се распредели толеранцијата меѓу рамнините?
▸ Кои се трите типа неурамнотеженост?
▸ Зошто G-класите се на логаритамска скала?
▸ Може ли да ја проверам усогласеноста со преносен балансер?
Балансирање според ISO 1940-1 — на терен
Преносните балансери на Vibromera вклучуваат вградени калкулатори за толеранција според ISO 1940, автоматска распределба на рамнини и формални извештаи за балансирање што ја документираат постигнатата G-класа.
Прегледајте опрема за балансирање →
