Forstå balanserende karakterklassifiseringer

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er en balanserende karakter?

A balanserende kvalitet (også kalt balansert kvalitetsgrad eller G-klasse) er et standardisert klassifiseringssystem som spesifiserer den nødvendige balansekvaliteten for ulike typer roterende maskineri. Definert primært av ISO 21940-11 standard (tidligere ISO 1940-1), kategoriserer balanseringsgrader utstyr basert på deres driftsegenskaper og tildeler passende balansering av toleranser.

Graderingssystemet sikrer at alle parter – produsenter, vedlikeholdsteknikere og sluttbrukere – jobber etter konsistente, internasjonalt anerkjente standarder når de spesifiserer og verifiserer rotorbalansekvaliteten.

G-klassesystemet

Balanseringsgrader er betegnet som “G” etterfulgt av en numerisk verdi, for eksempel G 2,5, G 6,3 eller G 16. Tallet representerer produktet av den tillatte restmengden. ubalanse eksentrisiteten (i millimeter) og vinkelhastigheten (i radianer per sekund). Enklere sagt representerer den den tillatte ubalansevibrasjonshastigheten i mm/s.

Hovedprinsipp

Lavere G-tall indikerer strengere balansekrav (mindre tillatt gjenværende ubalanse), mens høyere G-tall tillater mer gjenværende ubalanse. Systemet gjenkjenner at ulike utstyrstyper har svært forskjellige behov for balansekvalitet basert på hastighet, masse, bruksområde og driftsmiljø.

Vanlige balanseringsgrader og deres anvendelser

ISO 21940-11 definerer kvaliteter fra G 0,4 (høyeste presisjon) til G 4000 (laveste presisjon). Her er de vanligste kvalitetene:

G 0.4 – Ultrahøy presisjon

Bruksområder:

• Spindler til slipemaskiner
• Gyroskoper
• Presisjonsmåleutstyr

Kjennetegn: Krever spesialisert balanseringsutstyr og kontrollerte miljøer. Utføres vanligvis i dedikerte presisjonsbalanseringsverksteder.

G 1.0 – Høy presisjon

Bruksområder:

• Høypresisjons maskinverktøyspindler
• Turbolader
• Høyhastighets sentrifuger
• Datamaskinens diskstasjoner

Kjennetegn: Krever nøye kontroll over alle balanseringsparametere og instrumentering av høy kvalitet.

G 2.5 – Presisjonsindustri

Bruksområder:

• Gass- og dampturbiner
• Stive turbogeneratorrotorer
• Kompressorer
• Maskinverktøydrev
• Mellomstore og store elektriske motorer (med spesielle krav)
• Sentrifugalseparatorer

Kjennetegn: Standard for industrielt utstyr av høy kvalitet og høy hastighet. Oppnåelig med god feltbalansering praksis.

G 6.3 – Generell industri (vanligst)

Bruksområder:

• Generelle elektriske motorer
• Maskiner i prosessindustrien
• Sentrifugalpumper
• Vifter og blåsere
• Girenheter
• Rotorer for generelle maskiner
• Kompressorer med middels hastighet

Kjennetegn: “Standard”-kvaliteten for de fleste industrimaskiner. Representerer en god balanse mellom oppnåelighet og ytelse. Lett oppnåelig med bærbart balanseringsutstyr.

G 16 – Tungindustri

Bruksområder:

• Drivaksler (propellaksler, kardanaksler)
• Flersylindrede dieselmotorer med seks eller flere sylindere
• Knusere
• Landbruksmaskiner
• Individuelle komponenter i motorer

Kjennetegn: Egnet for robust utstyr med lavere hastighet der vibrasjonstoleransen er høyere.

G 40 og høyere – Svært tung industri

Bruksområder:

• Firesylindrede dieselmotorer (G 40)
• Fast monterte maskiner med lav hastighet
• Svært stort, saktegående utstyr

Kjennetegn: Brukes på massivt utstyr med lav hastighet der høy presisjonsbalanse ikke er økonomisk begrunnet eller teknisk nødvendig.

Slik velger du riktig balanseringsgrad

Å velge riktig balanseringsgrad innebærer å vurdere flere faktorer:

1. Utstyrstype og design

ISO 21940-11 inneholder detaljerte tabeller som matcher utstyrstyper med anbefalte kvaliteter. Dette er det primære utgangspunktet for valg av kvalitet.

2. Driftshastighet

Utstyr med høyere hastighet krever vanligvis strammere balanse (lavere G-tall) fordi sentrifugalkreftene øker med kvadratet av hastigheten.

3. Monteringstype

Utstyr montert på fleksible fundamenter eller isolasjonssystemer tåler ofte høyere G-tall enn stivt montert utstyr.

4. Nærhet til personell

Maskiner i bebodde rom kan kreve strammere balanse av støy- og sikkerhetsmessige årsaker.

5. Spesielle krav

Noen bruksområder (medisinsk utstyr, presisjonsproduksjon, luftfart) krever strammere balanse enn standard industriell praksis.

6. Økonomiske hensyn

Hvert trinn mot en tettere grad øker balanseringskostnadene. Den valgte grad bør samsvare med driftsbehovene uten å overspesifisere.

Forholdet mellom karakter og tillatt ubalanse

Balanseringsgraden brukes til å beregne maksimalt tillatt gjenværende ubalanse for en spesifikk rotor:

Formel

U_per (g·mm) = (9549 × G × M) / o/min

Hvor:

• U_per = Tillatt restubalanse i grammillimeter
• G = Balansekvalitetsgradnummer (f.eks. 6,3 for G 6,3)
• M = Rotormasse i kilogram
• RPM = Servicehastighet i omdreininger per minutt

Eksempel

En vifterotor på 100 kg som kjører med 1500 o/min med klasse G 6.3:

U_per = (9549 × 6,3 × 100) / 1500 = 401 g·mm

Hvis korreksjonsplanets radius er 200 mm, tilsvarer dette 2,0 gram tillatt gjenværende ubalanse.

Hensyn til flerhastigheter og variabel hastighet

For maskiner som opererer på tvers av en rekke hastigheter:

• Drift med konstant hastighet: Påfør graden med normal driftshastighet
• Variabel hastighet: Påfør graden med maksimal kontinuerlig driftshastighet
• Passerer gjennom kritiske hastigheter: Til fleksible rotorer, kan det være nødvendig med spesiell vurdering av balanse ved kritiske hastigheter, noe som potensielt krever modale balanseringsteknikker

Verifisering og aksept

Etter balansering er fullført, må den oppnådde balansekvaliteten verifiseres mot den spesifiserte kvaliteten:

Målemetoder

• Direkte ubalansemåling: På en balanseringsmaskin måles gjenværende ubalanse direkte og sammenlignes med U_per
• Vibrasjonsmåling: I feltbalansering brukes vibrasjonsamplitude som en indirekte indikator på balansekvalitet

Akseptkriterier

Rotoren anses som akseptabel når:

• Målt restubalanse ≤ Beregnet U_per, OR
• Vibrasjonsnivåene oppfyller ISO 20816 eller andre gjeldende vibrasjonsstandarder

Historisk kontekst: ISO 1940 til ISO 21940

G-gradsystemet ble opprinnelig etablert i ISO 1940-1 (først publisert i 1986). I 2016 ble ISO 1940-serien revidert og omnummerert til ISO 21940-serien, der ISO 21940-11 erstattet ISO 1940-1. De grunnleggende prinsippene og gradverdiene forble i hovedsak uendret, men den nyere standarden gir:

• Oppdaterte utstyrsklassifiseringer
• Tydeligere veiledning om valg av karakter
• Bedre integrering med andre rotordynamikkstandarder
• Forbedrede prosedyrer for fleksible rotorer

Vanlige misoppfatninger

Misforståelse 1: “Strammere er alltid bedre”

Virkelighet: Overdrevent høye krav til balansekvalitet øker kostnadene uten proporsjonal fordel. G 2.5-utstyr yter ikke nødvendigvis bedre enn G 6.3-utstyr i applikasjoner der G 6.3 er passende.

Misforståelse 2: “Karakter er direkte lik vibrasjonsnivå”

Virkelighet: Selv om det er relatert, representerer G-tallet tillatt ubalanseeksentrisitet, ikke vibrasjonsamplitude. Faktisk vibrasjon avhenger av mange faktorer utover balansekvaliteten.

Misforståelse 3: “Én klasse passer til alt utstyr i et anlegg”

Virkelighet: Ulike utstyrstyper krever forskjellige kvaliteter, selv innenfor samme anlegg. En presisjonssliper og en knuser har svært forskjellige balansekrav.

Dokumentasjon og spesifikasjoner

Når balanseringsarbeid spesifiseres, skal dokumentasjonen tydelig angi:

• Nødvendig balanseringsgrad (f.eks. “Balansert til G 6,3 i henhold til ISO 21940-11”)
• Servicehastighet for toleranseberegning
• Antall nødvendige korreksjonsplan
• Verifiseringsmetode (verkstedbalanseringsmaskin eller feltvibrasjonsmåling)

---

← Tilbake til hovedindeksen