ISO 1940-1 er en internasjonal standard som definerer krav til balansekvalitet for stive rotorer ved hjelp av et system med G-grader. Den inneholder formelen U_per = (9549 x G x M) / n for å beregne tillatt restubalanse, og en tabell som tilordner G-grader til rotortyper. Den er erstattet av ISO 21940-11, men G-klasseverdiene og metodikken er fortsatt identiske.

Hvordan beregner du tillatt restubalanse fra en G-klasse?

Bruk formelen: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, der G er karaktertallet i mm/s, M er rotormassen i kg og n er maksimal driftshastighet i RPM. For eksempel, en rotor på 50 kg ved 3000 RPM med G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Hvilken G-klasse bør jeg bruke til en pumpe, vifte eller motor?

G 6.3 for de fleste industrielle vifter, pumper og generelle elektriske motorer. G 2,5 for høyhastighetspumper eller pumper med kritisk drift (API 610), gassturbiner og turbokompressorer. G 1.0 for presisjonsslipespindler. G 16 for ikke-kritisk landbruks- eller knuseutstyr.

Hvordan fordeler du toleransen mellom to korreksjonsplan?

For symmetriske rotorer: del 50/50. For asymmetriske rotorer mellom lagrene: U_left = U_per x (b/L), U_right = U_per x (a/L), der a og b er avstandene fra massesenter til venstre og høyre lager, L = a + b. For overhengende rotorer kreves momentbasert omberegning med strammere toleranser.

Hvilke typer ubalanse definerer ISO 1940-1?

Tre typer: Statisk ubalanse (masseaksen er parallell, men forskjøvet, korrigert i ett plan), parvis ubalanse (masseaksen går gjennom massesenteret, men er skråstilt, korrigert i to plan) og dynamisk ubalanse (et generelt tilfelle som kombinerer begge, korrigert i to plan).

Kan jeg verifisere samsvar med ISO 1940-1 med et bærbart balanseapparat?

Ja, Balanset-1A har en innebygd ISO 1940-toleransekalkulator. Den beregner U_per, fordeler mellom planene, sammenligner målt restverdi med grenseverdien og genererer en formell balanserapport som dokumenterer samsvar med den spesifiserte G-graden.

ISO 1940-1 - Krav til balansekvalitet for stive rotorer - Vibromera

ISO 1940-1 - Balansere kvalitetskrav for stive rotorer

Q: Hva er forskjellen mellom ISO 1940-1 og ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 erstatter ISO 1940-1:2003 som en del av den omfattende ISO 21940-serien. G-klassesystemet, toleranseverdiene og bruksanbefalingene er identiske. ISO 21940-11 inneholder mindre redaksjonelle forbedringer, men ingen tekniske endringer.

Q: Hva er en stiv rotor?

En stiv rotor er en rotor der de elastiske deformasjonene under sentrifugalkrefter er ubetydelig små sammenlignet med de spesifiserte ubalansetoleransene over hele driftshastighetsområdet. En rotor som er balansert ved lav hastighet, forblir balansert ved driftshastighet. Rotorer over den første kritiske bøyningshastigheten er fleksible.

Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

Deler

Vibrasjonssensor.

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

Vibromera rotorbalanseringssett: bæreveske, flerkanals signalbehandler, håndholdt analysator, magnetisk base, vibrasjonssensorer og spiralkabler.

Enheter

Balanset-4.

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

Deler

Reflekterende tape.

Balanset-1A. Bærbar balanseringsmaskin, vibrasjonsanalysator

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

📌 Kanonisk referanseartikkel - vibromera.eu

Den grunnleggende internasjonale standarden som definerer kvalitetssystemet for G-klassevekt - fra G 0,4 (gyroskop) til G 4000 (marine dieselmotorer). Nå innlemmet i ISO 21940-11, med identiske G-verdier og metodikk.

Tillatt gjenværende ubalanse

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - skriv inn rotordata, få U_per

G-klasse (Balansekvalitet)

Rotormasse (kg)

Maks hastighet (RPM)

Korreksjonsplan

Korreksjonsradius (mm, valgfritt)

Resultater - ISO 1940-1

Tillatt gjenværende ubalanse

⚖️Angi rotorparametere
for å beregne toleranse

G-Grade Balance Kvalitetsklasser

Logaritmisk skala med faktor 2,5 mellom tilstøtende graderinger - fra ultra-presisjon G 0,4 til marine G 4000

G 1.0

e-ω = 1,0 mm/s

Presisjonsslipespindler, båndopptakere, små høyhastighetsarmaturer

G 2.5

e-ω = 2,5 mm/s

Gass-/dampturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, høyhastighetsmotorer

G 6.3

e-ω = 6,3 mm/s

Standard - vifter, pumper, svinghjul, motorer, drivverk for verktøymaskiner

G 16

e-ω = 16 mm/s

Landbruksmaskiner, knusere, kardanaksler, drivkomponenter

📋 Komplett G-klassetabell - ISO 1940-1 / ISO 21940-11

G-klasse	e-ω (mm/s)	Typiske rotortyper	Merknader
G 0.4	0.4	Gyroskoper, presisjonsspindler, optiske platelager	Nær grensen for konvensjonell balansering
G 1.0	1.0	Sliping av spindeldrev, båndopptakere, små presisjonsarmaturer	Krever ekstremt rene forhold
G 2.5	2.5	Gass- og dampturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, høyhastighetsmotorer	Forhindrer for tidlig skade på lagrene
G 6.3	6.3	Vifter, pumper, svinghjul, elektriske motorer, verktøymaskiner, papirruller	Mest vanlig - standard karakter
G 16	16	Kardanaksler (spesial), landbruksmaskiner, knusere, gruvevifter	Kraftig belastning, krevende forhold
G 40	40	Bilhjul og felger, kardanaksler (standard), langsomme vifter	Variasjon i dekk dominerer
G 100	100	Komplette motorer av biler, lastebiler, lokomotiver	Forbrenningsmotorer som sammensatte enheter
G 250	250	Veivaksler til høyhastighets dieselmotorer	Komponentnivå
G 630	630	Veivaksler til store 4-taktsmotorer, marine dieselmotorer på elastiske fester	Stor frem- og tilbakegående maskin med lav hastighet
G 1600	1600	Veivaksler til store 2-taktsmotorer	Svært treg, massiv grunnmur
G 4000	4000	Veivaksler til lavhastighets marinedieselmotorer på stive fundamenter	Lempeligste krav

📊 Forhåndsberegnede toleranser for vanlige industrielle rotorer

Rotortype	Masse (kg)	RPM	G	U_per (g-mm)	Per fly	e_per (µm)
Liten motor	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
HVAC-vifte	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Pumpehjul	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbo-kompressor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Papirrull	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Vifte for kraftverk	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Slipespindel	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Bilhjul	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Metoder for toleransetildeling - ISO 1940-1 kapittel 7

Rotortype	Tildeling	Formel	Merknader
Symmetrisk	Lik fordeling	U_L=U_R=U_per/2	Enkleste tilfelle. Motorer, noen vifter.
Asymmetrisk mellom lagrene	Proporsjonal	U_L=U_per-(b/L)	Den vanligste metoden.
Overhengende (utkraging)	Øyeblikksbasert	Statiske ekvasjoner	Strammere toleranser på overhengende plan.
Smal (flyene ligger tett)	Separat statisk + kobling	I henhold til ISO 21940-12	Ulike vibrasjonseffekter.

Hva er ISO 1940-1?

Raskt svar

ISO 1940-1 (Mekaniske vibrasjoner - Krav til balansekvalitet for rotorer i konstant (stiv) tilstand) definerer Kvalitetssystem for balanse i G-klasse for stive rotorer. Formelen U_per = (9 549 × G × M) / n beregner tillatt restmengde ubalanse. Erstattet av ISO 21940-11:2016 med identiske verdier. Standardklasse for industrimaskiner: G 6.3.

ISO 1940-1 er det grunnleggende dokumentet for rotorbalansering over hele verden. G-klassesystemet er de facto språket for balansering: "Balansering til G 6.3" forstås av alle spesialister over hele verden. Standarden dekker stive rotorer, fra små presisjonsspindler til massive veivaksler, og gir et universelt rammeverk for spesifisering, beregning og verifisering av balanseringskvalitet.

Standarden gjelder kun for stiv rotorer - rotorer der de elastiske deformasjonene under sentrifugalkrefter er ubetydelige i hele driftshastighetsområdet. Fleksible rotorer (som opererer over den første kritiske bøyningshastigheten) dekkes av ISO 21940-12.

Det stive rotorkonseptet

En rotor klassifiseres som stiv hvis massefordelingen ikke endrer seg vesentlig når hastigheten varierer fra null til maksimal driftshastighet. Den viktigste konsekvensen: en rotor som er balansert ved lav hastighet på en balanseringsmaskin, forblir balansert ved driftshastigheten. Dette gjør det mulig å balansere ved 300-600 o/min på en verkstedmaskin, samtidig som toleransene overholdes ved 3 000+ o/min i drift.

Hvis en rotor opererer i det superkritiske området (over den første bøyningen kritisk hastighet) eller i nærheten av resonans, Når rotoren bøyes av, endres den effektive massefordelingen, og balansering ved lav hastighet kan være ineffektiv ved høy hastighet. Slike rotorer klassifiseres som fleksible.

Hva ISO 1940-1 IKKE dekker

Rotorer med skiftende geometri (leddede aksler, helikopterblader). Resonans i rotor-støtte-fundament-systemer. Aerodynamiske og hydrodynamiske krefter som ikke er relatert til massefordeling. For vifter spesielt, se ISO 14694 (BV/FV-kategorier).

Typer ubalanse

Ubalanse = rotorens treghetsakse ≠ rotasjonsakse. I vektorform: U = m × r (g-mm). ISO 1940-1 klassifiserer tre typer:

Statisk ubalanse: Treghetsakse parallell med rotasjonsakse, men forskjøvet. Ekvivalent med en enkelt ubalansert masse. Kan korrigeres i ett plan. Typisk: remskiver, smale tannhjul, viftehjul (L/D < 0,5).
Par i ubalanse: Treghetsakse gjennom massesenter, men skråstilt. Nettokraften er null, men et par rokker rotoren. Krever to plan.
Dynamisk ubalanse: Generelt tilfelle - statisk + par kombinert. Treghetsaksen er verken parallell med eller skjærer rotasjonsaksen. Krever to plan. De fleste virkelige rotorer har dynamisk ubalanse.

Spesifikk ubalanse (eksentrisitet)

Spesifikk ubalanse

e = U / M

e i µm (g-mm/kg) | U = ubalanse (g-mm) | M = rotormasse (kg) - forskyvning av massesenteret fra rotasjonsaksen

G-graden er definert som produktet e × ω (mm/s) - den lineære hastigheten til rotorens massesenter rundt rotasjonsaksen. Dette ene tallet karakteriserer balansekvaliteten uavhengig av rotorens størrelse og hastighet.

G-Grade-systemet - fysisk grunnlag

Likhet i masse

For geometrisk like rotorer: U_per ∝ M → spesifikk ubalanse e_per bør være konstant. Én standard gjelder for alle størrelser.

Hastighet Likhet

Sentrifugalkraft F = M-e-ω². For å opprettholde akseptable lagerbelastninger ved ulike hastigheter, må e_per må avta når ω øker:

Definisjon av G-klasse

G = e_per × ω = konstant (mm/s)

G 6,3 = massesenteret går i bane med ≤ 6,3 mm/s | Tilstøtende karakterer avviker med en faktor 2,5

Beregning av tillatt gjenværende ubalanse

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 Toleranseformel

U_per = (9 549 × G × M) / n

U_per i g-mm | G = hastighet (mm/s) | M = rotormasse (kg) | n = maks. driftsturtall | 9 549 = 60 000/(2π)

Bearbeidet eksempel: Vifterotor, G 6.3

Gitt: Sentrifugalviftehjul, M = 200 kg, n = 1 500 o/min, G 6,3.

Total: U_per = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm

Eksentrisitet: e_per = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Per plan (symmetrisk, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

Ved R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g per plan

Bruk alltid maksimal servicehastighet

Hastigheten i formelen må være det høyeste turtallet i drift - ikke hastigheten på balanseringsmaskinen. Mange rotorer balanseres ved 300-600 o/min, men toleransen må bruke den faktiske driftshastigheten (f.eks. 1 480 o/min). Hvis du bruker avbalanseringsmaskinens turtall, blir toleransene farlig løse.

Allokering til korreksjonsplan

U_per gjelder for rotorens massesenter. I praksis balanseres det i to plan (nær lagrene). Reglene i kapittel 7:

Symmetriske rotorer

CoM ved midtpunktet → lik: U_L = U_R = U_per / 2.

Asymmetrisk mellomlager

Asymmetrisk allokering

U_venstre = U_per × (b / L) | U_rett = U_per × (a / L)

a = CoM til venstre peiling | b = CoM til høyre peiling | L = a + b

Overhengende rotorer

Overhengende masse skaper bøyemoment som belaster begge lagrene. Momentbasert omberegning er nødvendig → vanligvis mye strammere toleranse på overhengende plan. Vanlig for pumper, ett-trinns kompressorer, utkragede viftehjul.

Feil og verifisering

Feilkilder

Systematisk: Avdrift ved maskinkalibrering, eksentriske dorner, kilesporseffekter (ISO 8821), termisk forvrengning.
Tilfeldig: Sensorstøy, slark i støtten, variasjon i rotorsetet.

Totalfeil må ikke overstige 10-15% av toleransen. Hvis den er større, må arbeidstoleransen strammes tilsvarende.

Monteringseffekter

Balansering av komponenter ≠ balansering av montering. Eksentrisitet i koblingen, radialutslag og løse passformer kan ødelegge komponentarbeidet. Trim balansering av den monterte rotoren.

Verifiseringsmetoder

Indekstest: Roter rotoren 180° på dornen, og mål på nytt. Endring = feil på fiksturen.
Prøvevekttest: Legg til kjent masse, og kontroller at den målte vektorendringen stemmer overens med forventningen.
Feltsjekk: Mål vibrasjoner på lagrene per ISO 10816.

Balanset-1A: Innebygd ISO 1940-1-samsvar

Den Balanset-1A automatiserer ISO 1940-1: legg inn masse, hastighet, G-grad → øyeblikkelig U_per med automatisk planallokering. Etter balansering sammenlignes rest mot grense. F6 Reports-funksjonen genererer en formell protokoll som dokumenterer oppnådd G-grad. Nøyaktighet ±5% hastighet, ±1° fase - tilstrekkelig for G 16 til og med G 2,5. Den Balanset-4 kan utvides til fire kanaler for komplekse rotorer med flere lagre.

Utarbeidede eksempler

Tilfelle 1: Elektrisk motor - G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 o/min, 35 kg, symmetrisk mellom lager.

Toleranse: U_per = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/plan.

Ved R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plan. Butikkbalansert: 180 g-mm gjenværende. ✅

Tilfelle 2: Pumpe - Overhengende løpehjul, G 6.3

Rotor: Aksel + løpehjul 18 kg, 2 950 o/min. Løpehjul 6 kg med overheng 120 mm. Lagerspennvidde 250 mm.

Total: U_per = 367 g-mm. Momentfordeling: foran ≈ 202, bak ≈ 165 g-mm.

Feltbalansert med Balanset-1A enkeltplan: 8,5 g ved 230°. Endelig: 95 g-mm. ✅

Tilfelle 3: Turbo-kompressor - G 2,5

Rotor: 3-trinns, 65 kg, 12 000 o/min. Noe asymmetrisk.

Toleranse: U_per = 129 g-mm → 65/plan → ved R = 95 mm: 0,68 g/plan.

Undergram-presisjon → kun høyhastighetsmaskin i butikk. Indekstest: dornfeil < 5 g-mm. Endelig: 28 g-mm/plan. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

G-verdier, formler, anvendelsestabeller - identisk. Ingen tekniske endringer.
ISO 21940-serien: Del 11 (kvalitet), Del 12 (fleksibel), Del 14 (prosedyrer), Del 21 (beskrivelser), Del 31 (følsomhet), Del 32 (nøkler).
Begge betegnelsene brukes om hverandre i praksis.
ISO 14694 BV-kategorier refererer direkte til G-grader.

ISO 21940-11: Denne standarden - G-grade system.
ISO 21940-12: Fleksibel rotorbalansering.
ISO 10816 / ISO 20816: Vibrasjonsevaluering - driftsresultat av balansekvalitet.
ISO 14694: Vifte-spesifikke BV/FV-kategorier → G-grader.
ISO 8821: Keyway-påvirkning (halv-tast-konvensjon).
API 610 / API 617: Petroleumspumper/kompressorer med referanse til ISO 1940.

Offisiell standard: ISO 1940-1 på ISO Store → ISO 1940-1

← Tilbake til ordlisteindeksen

Ofte stilte spørsmål - ISO 1940-1

G-klasse balanseringssystem for stive rotorer

▸ Hva er forskjellen mellom ISO 1940-1 og ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 erstatter ISO 1940-1:2003. G-klassesystemet, toleranseverdiene og anvendelsestabellene er identisk. ISO 21940-11 inneholder mindre redaksjonelle forbedringer, men ingen tekniske endringer. Begge betegnelsene brukes om hverandre.

▸ Hvordan beregner jeg tillatt restubalanse?

U_per = (9 549 × G × M) / n - G = hastighet (mm/s), M = masse (kg), n = maks. turtall. Eksempel: 50 kg ved 3 000 o/min, G 6,3 → 9 549 × 6,3 × 50 / 3 000 = 1 003 g-mm. Divider med plan for verdi per plan.

▸ Hva er en stiv rotor?

En rotor hvis elastiske deformasjoner under sentrifugalkrefter er ubetydelig små i hele driftshastighetsområdet. Balansert ved lav hastighet → forblir balansert ved driftshastighet. Rotorer over første bøyning kritisk hastighet er fleksible og krever ISO 21940-12.

▸ Hvilken G-klasse for pumper, vifter eller motorer?

G 6.3 - de fleste vifter, pumper, generelle motorer. G 2.5 - turbiner, turbokompressorer, kritiske pumper (API 610). G 1.0 - sliping av spindler. G 16 - landbruk/knusere. For fans: ISO 14694 BV-kategorier samsvarer med G-grader.

▸ Hvordan allokeres toleranse mellom planene?

Symmetrisk: 50/50. Asymmetrisk: proporsjonal med lagerreaksjonene - U_venstre = U_per×(b/L). Overhung: Momentbasert med strengere toleranse for overhung-plan. Den Balanset-1A håndterer allokeringen automatisk.

▸ Hva er de tre typene ubalanse?

Statisk - forskjøvet, men parallell, fiksering i ett plan. Par - skråstilt gjennom CoM, to-plan-fiksering. Dynamisk - generell (statisk + kobling), to-plan løsning. De fleste virkelige rotorer: dynamisk ubalanse.

▸ Hvorfor er G-grader på en logaritmisk skala?

Faktor 2,5 mellom klassene dekker hele spekteret fra gyroskop (G 0,4) til marine dieselmotorer (G 4000). Logaritmisk skalering er hensiktsmessig fordi opplevd vibrasjonsstyrke og lagerlevetid følger logaritmiske forhold. Hvert trinn ≈ samme relative endring i kvalitet.

▸ Kan jeg verifisere samsvar med en bærbar balanseenhet?

Ja. Balanset-1AInnebygd ISO 1940-kalkulator, automatisk planallokering, sanntidssammenligning av restmengde vs. grense, formell balanserapport. ±5% nøyaktighet er tilstrekkelig for G 16-G 2,5. For G 1.0 er det nødvendig med nøye forberedelser.

Relaterte ordlisteartikler

Balanse kvalitetskarakter

Interaktiv G-gradskalkulator med fullstendige toleransetabeller

ISO 14694

Vifte-spesifikke BV/FV-kategorier som mapper til G-grader

ISO 10816-1

Vibrasjonsevaluering - måling av balansekvalitet i drift

Ubalanse

Typer, måling og korrigering av masseubalanse

Naturfrekvens

Kritiske hastigheter og den stive/fleksible rotorgrensen

Rotorbalansering

Prosedyrer for balansering i ett og to plan

Balanse til ISO 1940-1 - I felten

Vibromeras bærbare avbalanseringsmaskiner har innebygde ISO 1940-toleransekalkulatorer, automatisk planallokering og formelle avbalanseringsrapporter som dokumenterer den oppnådde G-graden.

Bla gjennom balanseringsutstyr →