Wat is balanceertolerantie? Normen en berekeningen • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is balanceertolerantie? Normen en berekeningen • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is balanceertolerantie? Normen en berekening

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in balancerende tolerantie

Definitie: Wat is balancerende tolerantie?

Tolerantie uitbalanceren is de maximaal toegestane hoeveelheid resterende onbalans die in een rotor kunnen blijven zitten nadat balanceren is voltooid. Het vertegenwoordigt het acceptatiecriterium dat bepaalt of een rotor voldoende gebalanceerd is voor het beoogde gebruik. De balanceertolerantie wordt uitgedrukt als een specifieke onbalansmassa bij een bepaalde straal (in gram-millimeter of ounce-inch) of als trillingsamplitude (in mm/s of mils).

Toleranties worden gedefinieerd door internationale normen, voornamelijk de ISO 21940 Serie, die de balanskwaliteit specificeert op basis van rotortype, bedrijfssnelheid en toepassing. Deze normen zorgen voor consistente, veilige en effectieve balancering in alle industrieën en apparatuurtypen.

Waarom het in evenwicht brengen van tolerantie belangrijk is

Het vaststellen van de juiste balanstoleranties is om verschillende redenen van cruciaal belang:

  • Veiligheid: Een te grote resterende onbalans kan leiden tot machinestoringen, wat veiligheidsrisico's voor personeel en omliggende apparatuur oplevert.
  • Levensduur van de apparatuur: Door binnen de toleranties te werken, wordt de slijtage van lagers, afdichtingen en structurele componenten door trillingen tot een minimum beperkt, waardoor de levensduur wordt verlengd.
  • Kwaliteitsborging: Toleranties bieden objectieve acceptatiecriteria voor het in evenwicht brengen van werk en zorgen voor een consistente kwaliteit.
  • Economisch evenwicht: Toleranties vormen een praktisch compromis tussen de kosten van het bereiken van een perfecte balans (wat onmogelijk is) en acceptabele operationele prestaties.
  • Naleving van industrienormen: Door te voldoen aan de erkende toleranties, toont u aan dat u voldoet aan de beste praktijken in de sector. Deze vereisten kunnen ook voortvloeien uit regelgeving of garanties.

ISO 21940-11: De primaire norm

ISO 21940-11 (voorheen ISO 1940-1) is de internationaal erkende norm voor balanskwaliteitseisen. Deze norm definieert een reeks balanskwaliteitsklassen, aangeduid als G-klassen, waarbij G staat voor "balanskwaliteitsklasse" en de numerieke waarde de specifieke excentriciteit van de onbalans in millimeters per seconde weergeeft.

Kwaliteitsklassen voor algemene balans (G-klassen)

De norm definieert G-klassen, variërend van G 0,4 (hoogste precisie) tot G 4000 (laagste precisie). Veelvoorkomende klassen zijn:

  • G 0,4: Precisieslijpmachinespindels, gyroscopen (hoogste precisie)
  • G 1.0: Hoogprecieze gereedschapsspindels, turboladers
  • G 2.5: Gas- en stoomturbines, stijve turbogeneratorrotoren, compressoren, aandrijvingen voor machinegereedschappen
  • G 6.3: De meeste algemene machines, elektromotorrotoren (2-polig), centrifuges, ventilatoren, pompen
  • G 16: Landbouwmachines, brekers, meercilinder dieselmotoren
  • G40: Langzaam draaiende apparatuur, vast gemonteerde viercilinder dieselmotoren

Lagere G-getallen geven nauwere toleranties aan (minder toegestane onbalans), terwijl hogere G-getallen meer resterende onbalans toestaan.

Berekening van de balanceertolerantie

De toegestane restonbalans hangt af van drie factoren: de massa van de rotor, de bedrijfssnelheid en de gekozen balanskwaliteit. De berekening volgt deze relatie:

Online tolerantiecalculator

Voor een snelle en nauwkeurige berekening van de toegestane restonbalans kunt u onze Tolerantie voor resterende onbalans berekenen. De calculator berekent automatisch tolerantiewaarden op basis van de ISO 1940/21940-normen voor verschillende machinetypen, rotormassa's en bedrijfssnelheden, met opties voor balanceren in één of twee vlakken.

Formule voor toegestane resterende onbalans

Uper = (G × M) / (ω / 1000)

Waar:

  • Uper = Toegestane resterende onbalans (gram-millimeter of g·mm)
  • G = Balanskwaliteitsklasse (bijv. 6,3 voor G 6,3)
  • M = Rotormassa (kilogram)
  • ω = Hoeksnelheid (radialen per seconde) = (2π × RPM) / 60

Vereenvoudigde formule met behulp van RPM

Voor praktisch gebruik kan de formule worden vereenvoudigd tot:

Uper (g·mm) = (9549 × G × M) / RPM

Waar:

  • M = Rotormassa in kilogram
  • toerental = Servicesnelheid in omwentelingen per minuut
  • G = Balans kwaliteitsgraad nummer

Voorbeeldberekening

Beschouw een motorrotor met de volgende specificaties:

  • Massa: 50 kg
  • Bedrijfssnelheid: 3000 RPM
  • Vereiste balanskwaliteit: G 6.3

Uper = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm

Dit betekent dat de maximaal toelaatbare restonbalans voor deze rotor ongeveer 100 g·mm bedraagt. Als de correctievlakradius 100 mm is, komt dit neer op 1,0 gram restonbalans bij die radius.

U kunt deze berekening verifiëren of toleranties voor verschillende machinetypes berekenen met behulp van onze online rekenmachine.

Enkelvlaks versus tweevlakstoleranties

De berekende tolerantie geldt voor de totale onbalans in één vlak voor enkelvlaks balancering. Voor tweevlaks (dynamisch) balanceren, ISO 21940-11 biedt richtlijnen voor het verdelen van de totale tolerantie tussen de twee correctievlakken, waarbij de tolerantie aan elk vlak doorgaans wordt toegewezen op basis van de afstand tussen de vlakken en de geometrie van de rotor.

Trillingsgebaseerde tolerantie

Hoewel ISO 21940-11 limieten voor onbalansmassa specificeert, gebruikt veldbalancering vaak trillingsamplitude als acceptatiecriterium, omdat deze direct wordt gemeten. Trillingsgebaseerde toleranties worden doorgaans gedefinieerd door:

ISO 20816-serie

Deze normen specificeren acceptabele trillingslimieten voor verschillende machinetypen op basis van de effectieve snelheid (mm/s of in/s). Veelvoorkomende zones zijn:

  • Zone A: Nieuw in gebruik genomen machines (zeer lage trillingen)
  • Zone B: Aanvaardbaar voor langdurige werking
  • Zone C: Aanvaardbaar voor beperkte perioden, corrigerende maatregelen moeten worden gepland
  • Zone D: Onacceptabel, onmiddellijke corrigerende maatregelen vereist

Praktische veldcriteria

Veel balanceertechnici gebruiken de volgende vuistregels:

  • Trillingen verminderd tot minder dan 25% van het initiële niveau = succesvolle balans
  • Absolute trillingen onder 2,8 mm/s (0,11 inch/s) = over het algemeen acceptabel voor de meeste industriële apparatuur
  • Restvibratie onder 1,0 mm/s (0,04 inch/s) = uitstekende balans

Factoren die de haalbare tolerantie beïnvloeden

Of aan de balanceringstolerantie kan worden voldaan, hangt af van verschillende praktische factoren:

1. Apparatuurmogelijkheden

  • Meetnauwkeurigheid van balanceerinstrumenten
  • Gevoeligheid van trillingssensoren
  • Resolutie van gewichtsplaatsing (hoe nauwkeurig gewichten kunnen worden geplaatst)

2. Rotor- en machinekenmerken

  • Mechanische toestand (losheid, lagerslijtage en funderingsproblemen kunnen het behalen van nauwe toleranties verhinderen)
  • Opererend op of nabij kritische snelheden maakt nauwkeurig balanceren moeilijker
  • Niet-lineariteit in de systeemrespons

3. Praktische beperkingen

  • Toegankelijkheid van correctievlakken
  • Beschikbare gewichtsverhogingen (gewichten kunnen alleen in discrete hoeveelheden worden toegevoegd)
  • Hoekresolutie van montagegaten of bevestigingspunten

Tolerantie versus balancerend vermogen

Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen:

  • Gespecificeerde tolerantie: De maximaal toelaatbare restonbalans zoals gedefinieerd door normen of specificaties
  • Haalbaar evenwicht: Het werkelijke evenwichtsniveau dat praktisch kan worden bereikt, gegeven de mogelijkheden en beperkingen van de apparatuur
  • Economisch evenwicht: Het punt waarboven verdere verbetering niet kosteneffectief is

Voor de meeste industriële veldbalanceringen geldt dat het bereiken van onbalansniveaus die 2-3 keer beter zijn dan de vereiste tolerantie, uitstekend werk oplevert en een marge biedt voor meetonzekerheden en operationele variaties.

Documentatie en acceptatie

Een correcte documentatie van de balanceertolerantie omvat:

  • Gespecificeerd G-klasse of tolerantiewaarde
  • Berekende toegestane resterende onbalans (Uper)
  • Gemeten restonbalans na balanceren
  • Vergelijking die naleving laat zien: Gemeten ≤ Toegestaan
  • Acceptatiehandtekening of -notatie

Deze documentatie levert objectief bewijs dat de balanceringswerkzaamheden voldoen aan de specificaties en dient als basis voor toekomstige onderhoudsevaluaties.

Wanneer u nauwere of lossere toleranties moet gebruiken

Striktere toleranties zijn gerechtvaardigd wanneer:

  • Hoge snelheidswerking (cruciaal voor veiligheid en levensduur van lagers)
  • Precisieapparatuur die minimale trillingen vereist
  • Lichtgewicht of flexibele constructies die gevoelig zijn voor trillingen
  • Apparatuur die zich in de buurt van trillingsgevoelige processen of instrumenten bevindt

Lossere toleranties zijn acceptabel wanneer:

  • Langzame, zware apparatuur
  • Robuuste constructie met hoge trillingsbestendigheid
  • Apparatuur voor kortstondig of incidenteel gebruik
  • Economische overwegingen wegen zwaarder dan incrementele prestatieverbeteringen

← Terug naar hoofdindex

Categorieën: GlossariumISO-normen
WhatsApp