Wat is ISO 1940-2?

Snel antwoord

ISO 1940-2 (Mechanische trillingen - Balanskwaliteitseisen - Woordenlijst) is de internationale standaard die de terminologie definieert die wordt gebruikt bij het balanceren van rotoren. Het biedt nauwkeurige, op fysica gebaseerde definities voor alle belangrijke termen - van onevenwicht types (statisch, koppel, dynamisch) tot rotorclassificaties (stijf, flexibel), correctiemethoden, machinetypes, en kwaliteitsklassen. Het is het essentiële "woordenboek" ter ondersteuning van ISO 1940-1 en alle andere balanceringsstandaarden. Vervangen door ISO 21940-2 met identieke terminologie.

Wanneer een ingenieur in Duitsland "dynamische onbalanscorrectie naar G 6,3 in twee vlakken" specificeert, moet een technicus in Japan precies begrijpen wat er wordt vereist - dezelfde rotortoestand, dezelfde balanceerprocedure en hetzelfde acceptatiecriterium. ISO 1940-2 maakt dit mogelijk door één internationaal overeengekomen vocabulaire te bieden voor het hele veld.

De standaard is geen procedure of tolerantiespecificatie - het is een terminologiestandaard. De rol ervan is om ambiguïteit weg te nemen zodat andere normen (ISO 1940-1 voor toleranties, ISO 14694 voor fans, ISO 10816 voor de beoordeling van trillingen) kunnen precieze, ondubbelzinnige taal gebruiken.

Gedetailleerde termijnanalyse

Het onderscheid stijf/flexibel

Dit is de belangrijkste indeling in balanceren. Het onderscheid bepaalt alles: welke standaard van toepassing is, welke apparatuur nodig is, hoeveel vlakken nodig zijn en met welke snelheid er gebalanceerd moet worden.

Starre rotor (ISO 1940-2 definitie)

Een rotor waarvan de onbalans kan worden gecorrigeerd in twee willekeurige vlakken en waarvan de resterende onbalans na correctie bij geen enkele snelheid tot de maximale bedrijfssnelheid significant verandert. Praktische test: als de eerste buiging kritische snelheid ruim boven de maximale bedrijfssnelheid ligt (meestal > 1,5× of meer), is de rotor stijf.

Flexibele rotor (ISO 1940-2 definitie)

Een rotor die elastisch vervormt bij zijn bedrijfssnelheid zodat de onbalanstoestand verandert. Moet op of nabij de bedrijfssnelheid in meer dan twee vlakken worden gebalanceerd. Geldt voor: grote turbogeneratoren, meertraps hogesnelheidscompressoren, lange papiermachinerollen op hoge snelheid. Gedekt door ISO 21940-12.

De overgrote meerderheid van industriële rotoren - elektromotoren, ventilatoren, pompen, vliegwielen, assen - zijn starre rotoren. De ISO 1940-1 G-grade systeem is rechtstreeks van toepassing op stijve rotors.

De drie soorten onbalans

ISO 1940-2 definieert drie fundamentele types gebaseerd op de geometrische relatie tussen de belangrijkste traagheidsas en de rotatieas. Inzicht hierin is essentieel voor het kiezen van de juiste balanceerprocedure:

Onbalansvector
U = m × r (magnitude) U∠θ (polaire vorm)
m = ongebalanceerde massa (g) | r = afstand tot de as (mm) | θ = hoekpositie (°)
  • Statische onbalans produceert een kracht - beide lagers trillen in fase bij 1× RPM. De rotor kan als ongebalanceerd worden gedetecteerd zonder rotatie (de zwaartekracht laat het zien op mesranden). Eén correctievlak is voldoende. Typisch voor smalle schijfvormige rotoren (L/D < 0,5): smalle riemschijven, ventilatorwaaiers, dunne vliegwielen.
  • Paar uit balans produceert een moment - lagers 180° uit fase trillen bij 1× RPM. De nettokracht is nul (massamiddelpunt ligt op de as), maar twee gelijke en tegengestelde zware punten in verschillende axiale posities creëren een schommelend koppel. Alleen waarneembaar tijdens het draaien. Vereist twee correctievlakken.
  • Dynamische onbalans = statisch + koppel gecombineerd. Het algemene geval voor alle echte rotoren die niet perfect symmetrisch zijn. Zowel kracht als moment zijn aanwezig. Lagers trillen bij 1× met noch in-fase noch precies 180° uit-fase relatie. Balanceren op twee vlakken vereist.

Specifieke onbalans en de G-klasse verbinding

Specifieke onbalans (e = U/M) is de belangrijkste metriek die een universele vergelijking van de balanskwaliteit mogelijk maakt. Een rotor van 5 kg met 50 g-mm onbalans heeft e = 10 µm. Een rotor van 500 kg met 5 000 g-mm onbalans heeft ook e = 10 µm - identieke balanskwaliteit ondanks 100× massaverschil.

De G-klasse breidt dit uit met snelheid: G = e × ω, wat één getal (mm/s) oplevert dat de balanskwaliteit karakteriseert, onafhankelijk van zowel massa als snelheid. Dit is de basis van de ISO 1940-1 tolerantiesysteem.

Correctievlakken vs. tolerantievlakken

ISO 1940-2 maakt een essentieel onderscheid dat in de praktijk vaak over het hoofd wordt gezien:

  • Tolerantievlakken = de lagervlakken waar trillingen en dynamische belastingen het meest kritisch zijn. Toelaatbare onbalans Uper wordt hier gespecificeerd.
  • Correctievlakken = fysiek toegankelijke plaatsen waar gewichten kunnen worden geplaatst (naaf van ventilator, eindringen van motor, schouders van de as). Vaak op andere axiale posities dan de lagers.

U omzettenper van tolerantievlakken naar correctievlakken vereist kennis van de rotorgeometrie. Voor asymmetrische of overhangende rotors kan deze omzetting de toleranties per vlak aanzienlijk veranderen. De Balanset-1A voert deze conversie automatisch uit wanneer de rotorafmetingen worden ingevoerd.

Soorten balanceermachines

De twee fundamentele machinetypes weerspiegelen verschillende fysische meetprincipes:

  • Zacht dragend: Natuurlijke frequentie van ophanging ruim onder bedrijfssnelheid → machine meet verplaatsing. Vereist kalibratie voor elke nieuwe rotor. Historisch belangrijk; afnemend in gebruik.
  • Hard gelagerd: Natuurlijke frequentie van ophanging ruim boven bedrijfssnelheid → machinemaatregelen kracht. Permanent gekalibreerd - accepteert verschillende rotors zonder afzonderlijke kalibratie. Het dominante moderne type.

Veldbalanceringsinstrumenten zoals de Balanset-1A gebruiken een ander principe: ze zijn geen "machine" in de ISO zin, maar gebruiken de lagers en ondersteuning van de rotor zelf als meetsysteem en gebruiken de proefgewichtmethode (invloedscoëfficiënt) om de correctie te bepalen zonder dat er een speciale balanceermachine nodig is.

Kruisverwijzingen: Waar elke term wordt gebruikt

Normen die verwijzen naar ISO 1940-2 Woordenlijst

ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Gebruikt alle tolerantie- en kwaliteitstermen - G-kwaliteit, Uper, balanstolerantie, resterende onbalans. De primaire gebruiker van deze woordenlijst.

ISO 14694: Gebruikt rotortermen (stijf), onbalanstermen en breidt uit met ventilatorspecifieke BV/FV-categorieën op basis van G-graden.

ISO 10816 / ISO 20816: Gebruikt meettermen - trillingssnelheid, RMS, meetpunten lagerbehuizing.

ISO 21940-12: Breidt flexibele rotordefinitie uit met procedures voor meerdere snelheden en vlakken.

API 610 / API 617: Petroleumstandaarden verwijzen naar ISO 1940 G-graden en onbalansterminologie voor pomp- en compressorspecificaties.

ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Overgang

ISO 21940-2 heeft formeel ISO 1940-2 vervangen. De terminologie is identiek - alle definities worden ongewijzigd overgenomen. De nummering van ISO 21940 weerspiegelt de integratie in de uitgebreide ISO 21940-serie die alle aspecten van mechanische trillingen en balanceren omvat. Beide benamingen worden geaccepteerd in de industriepraktijk.


Officiële standaard: ISO 1940-2 op ISO-winkel →

← Terug naar begrippenlijst