ISO 1940-2 - Woordenschat voor balanceren
Het internationale "woordenboek" voor rotoruitbalancering - gestandaardiseerde definities voor onbalanstypen, rotorclassificaties, correctiemethoden, machinetypen en kwaliteitsterminologie. Nu opgenomen in ISO 21940-2.
Belangrijke afwegingstermen in een oogopslag
De belangrijkste definities uit ISO 1940-2 - de termen die elke balanceringsdeskundige moet kennen
Volledige terminologiereferentie
Alle belangrijke termen uit ISO 1940-2 / ISO 21940-2, gerangschikt per categorie
| Termijn | Definitie | Betekenis |
|---|---|---|
| Rotor Rotor | Een lichaam dat om een bepaalde as kan draaien. In de context van balanceren omvat dit elk roterend onderdeel: assen, waaiers, armaturen, trommels, spindels. | Het fundamentele object van balanceren. Alle andere termen beschrijven eigenschappen van, of acties op, de rotor. |
| Rotor Stijve rotor | Een rotor waarvan de onbalans in twee willekeurige vlakken kan worden gecorrigeerd en na correctie de resterende onbalans bij geen enkele snelheid tot de maximale bedrijfssnelheid significant verandert. | Bepaalt dat ISO 1940-1 (G-systeem) van toepassing. Balanceren op lage snelheid op een winkelmachine is geldig. De overgrote meerderheid van industriële rotors zijn stijf. |
| Rotor Flexibele rotor | Een rotor die bij zijn bedrijfssnelheid elastisch vervormt zodat de onbalanstoestand verandert. Moet op of nabij de bedrijfssnelheid in meer dan twee vlakken worden gecorrigeerd. | Vereist ISO 21940-12. Hogesnelheidsturbines, grote generatoren, meertrapscompressoren. Speciale balanceerapparatuur voor hoge snelheden nodig. |
| Rotor As | De rechte lijn die de middelpunten van de lagertappen verbindt. De geometrische draaias. | De referentieas voor alle onbalansmetingen. De uitloop van journalen beïnvloedt de meetnauwkeurigheid. |
| Rotor Belangrijkste traagheidsas | De as waaromheen de rotor vrij zou draaien zonder centrifugale kracht of moment te produceren. Komt overeen met de as voor een perfect gebalanceerde rotor. | De mismatch tussen de hoofdas en de as is onbalans. Alle correcties zijn gericht op het uitlijnen van deze twee assen. |
| Rotor Massamiddelpunt (zwaartekracht) | Het punt waar de volledige rotormassa als geconcentreerd kan worden beschouwd. Voor een gebalanceerde rotor ligt dit precies op de as. | Statische onbalans = CoM verplaatst van de as. Specifieke onbalans (e) = verplaatsingsafstand. |
| Rotor Service Snelheid | De maximale rotatiesnelheid waarbij de rotor werkt in de beoogde toepassing. | Kritisch voor tolerantieberekening: Uper = (9 549 × G × M) / n. Gebruik altijd de servicesnelheid, niet de balanceringssnelheid. |
| Rotor Kritische snelheid | Een rotatiesnelheid waarbij een rotorlagersysteem resonantie ondervindt, wat resulteert in sterk versterkte trillingen. | Bepaalt de classificatie stijf/flexibel. Een starre rotor werkt ruim onder de eerste buigkritische snelheid. |
| Termijn | Definitie | Formule / Eenheden |
|---|---|---|
| Onbalans Onbalans | Toestand waarbij de belangrijkste traagheidsas niet samenvalt met de rotatieas. Veroorzaakt centrifugale kracht evenredig met massa, excentriciteit en snelheid in het kwadraat. | U = m × r (g-mm of kg-m) |
| Onbalans Statische onbalans | Hoofdas parallel aan rotatieas maar verplaatst. Equivalent aan een enkele massa bij een enkele straal. Detecteerbaar zonder rotatie (mesranden). In-fase lagertrilling. | Gerectificeerd in 1 vlak |
| Onbalans Koppel onevenwicht | De hoofdas snijdt de rotatieas in het massamiddelpunt, maar is gekanteld. Twee gelijke, tegenovergestelde zware punten in verschillende vlakken creëren een schommelend moment. Alleen waarneembaar tijdens het draaien. | Gerectificeerd in 2 vlakken |
| Onbalans Dynamische onbalans | Het algemene geval: de hoofdas is niet evenwijdig aan de rotatieas en snijdt deze ook niet. Combinatie van statisch en koppel. De meest voorkomende praktijkvoorwaarde. | Gerectificeerd in 2 vlakken |
| Onbalans Specifieke onbalans | Verhouding van onbalans tot rotormassa. Vertegenwoordigt de excentriciteit - de verplaatsing van het massamiddelpunt van de asas. Maakt een kwaliteitsvergelijking tussen verschillende rotormaten mogelijk. | e = U / M (µm of g-mm/kg) |
| Onbalans Resterende onbalans | De onbalans die in een rotor overblijft na het uitbalanceren. Mag de toegestane waarde (Uper) voor de opgegeven G-klasse. | Ures ≤ Uper |
| Onbalans Initiële onbalans | De onbalans van een rotor zoals ontvangen, vóór eventuele balanceercorrectie. Gemeten bij de eerste run. | Basislijn voor de balanceringsprocedure |
| Onbalans Onbalansvector | De grootte en hoekpositie van onbalans in een bepaald vlak. Weergegeven als een polaire vector met amplitude (g-mm) en fasehoek (°). | U∠θ (g-mm bij ° van ref) |
| Termijn | Definitie | Praktische opmerkingen |
|---|---|---|
| Proces Evenwicht | Het proces van het controleren en aanpassen van de massaverdeling van een rotor zodat de resterende onbalans binnen een gespecificeerde tolerantie valt. | Iteratief: meten → berekenen → corrigeren → verifiëren. |
| Proces Correctievlak | Een vlak loodrecht op de rotoras waarin massa wordt toegevoegd of verwijderd. De fysiek toegankelijke locatie voor het plaatsen van gewicht. | Kan afwijken van tolerantie(draag)vlakken - geometrische conversie vereist. |
| Proces Tolerantievlak | Het vlak waarin de toegestane onbalans wordt gespecificeerd - meestal het lagervlak. Onbalans heeft hier rechtstreeks invloed op de lagerbelasting. | Uper is opgegeven voor tolerantievlakken; moet worden geconverteerd naar correctievlakken. |
| Proces Correctie Massa | De fysieke massa (gewicht) die aan de rotor wordt toegevoegd of van de rotor wordt verwijderd bij een specifieke straal en hoek binnen het correctievlak. | Toegevoegd: vastklikken, vastschroeven, lassen, epoxy. Verwijderd: boren, frezen, slijpen. |
| Proces Proefgewicht | Een bekende massa die tijdelijk aan de rotor wordt bevestigd met een bekende straal en hoek tijdens de balanceerprocedure. Wordt gebruikt om de respons van de rotor (invloedscoëfficiënt) te bepalen. | De Balanset-1A proef-weegmethode: uitvoeren → proef bevestigen → uitvoeren → software berekent correctie. |
| Proces Invloedcoëfficiënt | De verandering in trillingsrespons (amplitude en fase) op een meetpunt veroorzaakt door een eenheidsonbalans op een specifieke locatie. Karakteriseert de gevoeligheid van rotorlagers. | Berekend op basis van proefwegingen. Balanceren op twee vlakken vereist een 2×2 invloedsmatrix. |
| Proces Enkelvlaksbalancering | Procedure voor het corrigeren van statische onbalans in één correctievlak. Geschikt voor korte (schijfachtige) rotors met L/D < 0,5. | Balanset-1A F2-modus. Eén sensor, één vlak. |
| Proces Twee-vlaks balancering | Procedure voor het corrigeren van zowel statische als paar-onbalans in twee correctievlakken. Vereist voor langgerekte rotors of wanneer de paar-onbalans aanzienlijk is. | Balanset-1A F3-modus. Twee sensoren, twee vlakken. |
| Proces Trim Balancing | Een laatste, fijne balanceerafstelling die wordt uitgevoerd op een geassembleerde rotor om de door de assemblage veroorzaakte onbalans te compenseren (uitloop van de koppeling, pastoleranties). | Vaak uitgevoerd in het veld op de geïnstalleerde machine. |
| Proces Gewicht splitsen | Een berekende correctiemassa verdelen over twee aangrenzende toegankelijke locaties (bijvoorbeeld twee boutgaten of bladposities) als de exacte hoekpositie niet toegankelijk is. | Balanset-1A berekent automatisch de gewichtsverdeling. |
| Termijn | Definitie | Vergelijking |
|---|---|---|
| Machine Balanceermachine | Een apparaat dat onbalans in een rotor meet (grootte en hoekpositie) zodat de massaverdeling kan worden gecorrigeerd. | In de winkel (stationair) of in het veld (draagbaar) Balanset-1A). |
| Machine Zachtdragende machine | De ophanging is zeer flexibel. Rotor loopt boven de natuurlijke frequentie van de ophanging. Meet fysieke verplaatsing. Moet gekalibreerd worden voor elke rotorgeometrie. | Tegenwoordig minder gebruikelijk. Lagere kosten, maar de operator moet elke rotor opnieuw kalibreren. Verplaatsingssensor. |
| Machine Harde machine | De ophanging is erg stijf. De rotor draait onder de natuurlijke frequentie van de ophanging. Sensoren meten centrifugaalkracht rechtstreeks. Permanent gekalibreerd - accepteert een breed scala aan rotoren zonder rotorspecifieke instelling. | Dominant type in de moderne industrie. Veelzijdiger, sneller in te stellen. Krachtmeting. |
| Machine Veldbalancer | Draagbaar instrument om rotoren ter plaatse (geïnstalleerd in de machine) te balanceren zonder demontage. Gebruikt trillingssensoren en een tachometer. Methode met proefgewichten. | Balanset-1A (2-kanaals) en Balanset-4 (4-kanaals). ISO 1940 tolerantie calculator ingebouwd. |
| Machine Doorn (Arbor) | Een as of adapter waarop een rotor wordt gemonteerd om te balanceren op een machine. Moet nauwkeurig concentrisch zijn en een verwaarloosbare uitloop hebben. | De excentriciteit van de doorn is een belangrijke bron van systematische uitbalanceerfouten. Geverifieerd door indextest. |
| Termijn | Definitie | Formule / Standaard |
|---|---|---|
| Kwaliteit Balans Kwaliteitsklasse (G) | Een classificatie die de maximaal toegestane snelheid van het massamiddelpunt van de rotor specificeert. G = eper × ω. De cijfers vormen een logaritmische schaal met factor 2,5. | G 0,4 ... G 4000 Gedefinieerd in ISO 1940-1 |
| Kwaliteit Toelaatbare resterende onbalans (Uper) | Maximale resterende onbalans die is toegestaan voor de gespecificeerde G-kwaliteit, rotormassa en bedrijfssnelheid. Het acceptatiecriterium. | Uper = (9549 × G × M) / n |
| Kwaliteit Balans Tolerantie | Het bereik waarbinnen de resterende onbalans moet vallen om aan de gespecificeerde kwaliteitseis te voldoen. Gelijk aan Uper. | Gespecificeerd per vliegtuig na toewijzing |
| Kwaliteit Verminderingsratio onbalans (URR) | Verhouding tussen initiële onbalans en resterende onbalans na één correctiecyclus. Geeft de efficiëntie van de balanceermachine/-procedure aan. | URR = Uvoorletter / Uovergebleven Normaal: 5-50× |
| Meting Fasehoek | De hoekpositie van de onbalansvector ten opzichte van een referentiemarkering op de rotor (gemeten door tachometer). In combinatie met de amplitude definieert dit de volledige onbalansvector. | ° (graden, 0-360) |
| Meting Trilsnelheid (RMS) | Kwadratische waarde van de trillingssnelheid bij een lagerhuis. De standaard meetparameter voor machineconditiebeoordeling per ISO 10816. | mm/s RMS (10-1000 Hz) |
| Meting Index test | Verificatieprocedure: draai de rotor een bepaalde hoek (bijv. 180°) ten opzichte van de machinesteunen en meet opnieuw. Detecteert doorn- en opspanfouten. | Vereist voor formele verificatie volgens ISO 1940-1 Ch. 10 |
| Meting Minimaal haalbare resterende onbalans (Umar) | De laagste resterende onbalans die haalbaar is op een bepaalde balanceermachine voor een specifieke rotor. Bepaald door de gevoeligheid van de machine, de ruisondergrens en de lageromstandigheden. | Umar moet ≤ Uper om de machine geschikt te maken voor de vereiste G-kwaliteit. |
Wat is ISO 1940-2?
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.
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.
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:
- 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
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 →
Veelgestelde vragen - ISO 1940-2
Woordenschat en terminologie in evenwicht brengen
▸ Wat is ISO 1940-2?
▸ Wat is het verschil tussen statische en dynamische onbalans?
▸ Wat is het verschil tussen een stijve en flexibele rotor?
▸ Wat is resterende onbalans?
▸ Wat is het verschil tussen correctievlak en tolerantievlak?
▸ Zachtgelagerde vs. hardgelagerde balanceermachine?
▸ Wat is specifieke onbalans (excentriciteit)?
Gerelateerde woordenlijst artikelen
Spreek de taal - met de juiste hulpmiddelen
Vibromera-balancers implementeren ISO-vocabulaire rechtstreeks: G-kwaliteit selectie, onbalansvectoren, correctievlakken, rest- vs. toelaatbare vergelijking - alles in één draagbaar instrument.
Uitbalanceerapparatuur doorbladeren →