ISO 1940-1 - Wymagania dotyczące jakości wyważenia dla sztywnych wirników
Podstawowy międzynarodowy standard definiujący system jakości wyważania klasy G - od G 0,4 (żyroskopy) do G 4000 (okrętowe silniki wysokoprężne). Obecnie włączona do normy ISO 21940-11, z identycznymi wartościami klasy G i metodologią.
Vibromera wbudowuje w Balanset-1A pełną tabelę klas od G 0.4 do G 4000, dzięki czemu przyrząd podaje osiągniętą jakość wyważenia względem ISO 1940-1 natychmiast po przebiegu próbnym z masą testową.
Przenośna wyważarka i analizator drgań Balanset-1A
Balanset-1A to przenośny analizator drgań i urządzenie do wyważania zasilane przez USB, przeznaczone do wyważania jedno- i dwupłaszczyznowego wirników we własnych łożyskach. Zestaw pełny (Full Kit) obejmuje jednostkę interfejsu, dwa czujniki drgań, optyczny tachometr laserowy, taśmę odblaskową, oprogramowanie do wyważania dla systemu Windows na nośniku USB, statyw magnetyczny, wagę cyfrową oraz walizkę transportową. Wymaga zgodnego komputera z systemem Windows z wolnym portem USB; komputer …
Czujnik wibracji
Czujnik drgań do urządzeń wyważających typu Balanset, oparty na akcelerometrze ADXL335. Standardowo dostarczany z kablem o długości 5 m do pomiaru drgań podczas wyważania wirnika i analizy. Dostępna jest opcja z kablem o długości 10 m.
Czujnik optyczny (tachometr laserowy)
Optyczny czujnik laserowy do urządzeń do wyważania Balanset, oparty na zmodyfikowanym tachometrze HS2234. Mierzy prędkość obrotową bezdotykowo za pomocą znacznika odblaskowego umieszczonego na wirniku. Standardowo dostarczany z kablem o długości 5 m; dostępna jest opcja z kablem 10 m.
Balanset-4
Balanset-4 to czterokanałowy analizator drgań i system wyważania umożliwiający korektę w jednej do czterech płaszczyznach. Przeznaczony do wałów kardanowych i wirników opartych na czterech łożyskach, może również służyć jako układ pomiarowy dla wyważarki. Zestaw zawiera cztery czujniki drgań, optyczny tachometr laserowy, interfejs USB, oprogramowanie, stojak magnetyczny, wagę oraz walizkę transportową.
Stojak magnetyczny Insize-60-kgf
Regulowany stojak magnetyczny służący do ustawiania laserowego czujnika prędkości obrotowej w zestawach wyważających Balanset. Przełączalna podstawa magnetyczna zapewnia siłę przytrzymania do 60 kgf na odpowiednich powierzchniach ferromagnetycznych. Regulowane ramiona i przeguby ułatwiają wyrównanie czujnika względem znaku odblaskowego na wirniku.
Taśma odblaskowa
Srebrna samoprzylepna taśma odblaskowa do optycznego tachometru laserowego w zestawach wyważających Balanset. Należy przykleić niewielki kawałek taśmy do wirnika, aby uzyskać odblaskowy punkt odniesienia do pomiaru prędkości obrotowej. Dostarczana w odcinku o długości 1 m, co pozwala na wykonanie wielu ustawień.
Wyważarka dynamiczna "Balanset-1A" OEM
Balanset-1A OEM to podstawowy zestaw pomiarowy do wyważania wirników jedno- i dwupłaszczyznowego oraz analizy drgań. Obejmuje jednostkę interfejsu USB, dwa czujniki drgań, optyczny tachometr laserowy, taśmę odblaskową oraz oprogramowanie do wyważania dla systemu Windows na nośniku USB. W porównaniu z zestawem pełnym nie zawiera statywu magnetycznego, wagi cyfrowej ani walizki transportowej. Wymaga zgodnego komputera z systemem Windows z …
Dopuszczalne niewyważenie resztkowe
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - wprowadź dane wirnika, uzyskaj Uper
Wyniki - ISO 1940-1
Dopuszczalne niewyważenie resztkowe
aby obliczyć tolerancję
Klasy jakości wyważenia G-Grade
Skala logarytmiczna ze współczynnikiem 2,5 między sąsiednimi stopniami - od ultraprecyzyjnego G 0,4 do morskiego G 4000
Kompletna tabela klasy G - ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| Klasa G | e·ω (mm/s) | Typowe rodzaje wirników | Uwagi |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Żyroskopy, precyzyjne wrzeciona, napędy dysków optycznych | Blisko granicy konwencjonalnego wyważania |
| G 1.0 | 1.0 | Napędy wrzecion szlifierskich, magnetofony, małe precyzyjne tworniki | Wymaga bardzo czystych warunków |
| G 2.5 | 2.5 | Turbiny gazowe & parowe, turbogeneratory, turbosprężarki, silniki wysokoobrotowe | Zapobiega przedwczesnemu uszkodzeniu łożysk |
| G 6.3 | 6.3 | Wentylatory, pompy, koła zamachowe, silniki elektryczne, obrabiarki, rolki papieru | Najpopularniejszy - domyślny stopień |
| G 16 | 16 | Wały kardana (specjalne), maszyny rolnicze, kruszarki, wentylatory kopalniane | Ciężkie, poważne warunki pracy |
| G 40 | 40 | Koła i felgi samochodowe, wały kardana (standardowe), wolnoobrotowe wentylatory | Dominuje zmienność opon |
| G 100 | 100 | Kompletne silniki samochodów osobowych, ciężarowych, lokomotyw | Silniki spalinowe jako zespoły |
| G 250 | 250 | Wały korbowe wysokoobrotowych silników wysokoprężnych | Poziom komponentu |
| G 630 | 630 | Wały korbowe dużych silników 4-suwowych, okrętowych silników wysokoprężnych na elastycznych mocowaniach | Duże silniki posuwisto-zwrotne o niskiej prędkości |
| G 1600 | 1600 | Wały korbowe dużych silników 2-suwowych | Bardzo powolne, masywne fundamenty |
| G 4000 | 4000 | Wały korbowe wolnoobrotowych silników okrętowych na sztywnych fundamentach | Najluźniejsze wymagania |
📊 Wstępnie obliczone tolerancje dla typowych wirników przemysłowych
| Typ wirnika | Masa (kg) | obr./min | G | Uper (g·mm) | Na płaszczyznę | eper (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mały silnik | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| Wentylator HVAC | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Wirnik pompy | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbosprężarka | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Rolka papieru | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Wentylator elektrowni | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Wrzeciono szlifierskie | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Koło samochodowe | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Metody alokacji tolerancji — ISO 1940-1 Rozdział 7
| Typ wirnika | Przydział | Wzór | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Symetryczny | Równy podział | UL=UR=Uper/2 | Najprostszy przypadek. Silniki, niektóre wentylatory. |
| Asymetryczny międzyłożyskowy | Proporcjonalny | UL=Uper·(b/L) | Najpopularniejsza metoda. |
| Nawis (wspornik) | Oparte na momencie | Równania statyki | Węższe tolerancje na płaszczyźnie zawisu. |
| Wąski (płaszczyzny blisko siebie) | Oddzielny rozkład statyczny i dynamiczny | Zgodnie z normą ISO 21940-12 | Różne efekty wibracji. |
Co to jest ISO 1940-1?
Szybka odpowiedź
ISO 1940-1 (Wibracje mechaniczne — wymagania dotyczące jakości wyważenia wirników w stanie stałym (sztywnym)) definiuje System klas jakości wyważenia G dla sztywnych wirników. Wzór Uper = (9 549 × G × M) / n oblicza dopuszczalne resztkowe niewyważenie niewyważenie. Zastąpiony przez ISO 21940-11:2016 o identycznych wartościach. Domyślna klasa dla maszyn przemysłowych: G 6.3.
ISO 1940-1 to podstawowy dokument dotyczący wyważania wirników na całym świecie. System klasy G jest de facto językiem wyważania: "wyważenie do G 6.3" jest rozumiane przez każdego specjalistę na całym świecie. Norma obejmuje sztywne wirniki, od małych precyzyjnych wrzecion po masywne wały korbowe, zapewniając uniwersalne ramy do określania, obliczania i weryfikacji jakości wyważania.
Norma ma zastosowanie wyłącznie do sztywny wirniki, których odkształcenia sprężyste pod wpływem sił odśrodkowych są pomijalne w całym zakresie prędkości roboczych. Wirniki elastyczne (pracujące powyżej pierwszej krytycznej prędkości zginania) są objęte normą ISO 21940-12.
Koncepcja sztywnego wirnika
Wirnik jest klasyfikowany jako sztywny, jeśli jego rozkład masy nie zmienia się znacząco, gdy prędkość zmienia się od zera do maksymalnej prędkości roboczej. Kluczowa konsekwencja: Wirnik wyważony przy niskiej prędkości na wyważarce pozostaje wyważony przy prędkości roboczej. Pozwala to na wyważanie przy 300–600 RPM na maszynie warsztatowej, przy jednoczesnym zachowaniu tolerancji przy 3 000+ RPM w serwisie.
Jeśli wirnik pracuje w obszarze nadkrytycznym (powyżej pierwszej częstotliwości giętnej prędkość krytyczna) lub w pobliżu rezonans, ugięcia zmieniają efektywny rozkład masy, a wyważanie przy niskich prędkościach może być nieskuteczne przy wysokich prędkościach. Takie wirniki są klasyfikowane jako elastyczne.
Czego NIE obejmuje norma ISO 1940-1
Wirniki o zmiennej geometrii (wały przegubowe, łopaty śmigłowców). Rezonans w układach wirnik–podpora–fundament. Siły aerodynamiczne i hydrodynamiczne niezwiązane z rozkładem masy. Dla wentylatorów, patrz Norma ISO 14694 (specyficzne dla wentylatorów kategorie BV i limity drgań).
Rodzaje niewyważenia
Niewyważenie = oś bezwładności wirnika ≠ oś obrotu. W postaci wektorowej: U = m × r (g·mm). ISO 1940-1 klasyfikuje trzy typy:
- Niewyważenie statyczne: Oś bezwładności równoległa do osi obrotu, ale przesunięta. Pojedynczy ekwiwalent masy niewyważonej. Możliwość korekty w jedna płaszczyzna. Typowe: koła pasowe, wąskie koła zębate, wirniki wentylatorów (L/D < 0,5).
- Niewyważenie pary: Oś bezwładności przechodzi przez środek masy, ale jest przechylona. Siła netto zerowa, ale para kołysze wirnikiem. Wymaga dwie płaszczyzny.
- Niewyważenie dynamiczne: Przypadek ogólny - połączenie statyka + para. Oś bezwładności nie jest równoległa ani nie przecina osi obrotu. Wymaga dwie płaszczyzny. Większość rzeczywistych wirników ma niewyważenie dynamiczne.
Niewyważenie właściwe (ekscentryczność)
Klasa G jest definiowana jako iloczyn e × ω (mm/s) - prędkość liniowa środka masy wirnika okrążającego oś obrotu. Ta pojedyncza liczba charakteryzuje jakość wyważenia niezależnie od rozmiaru i prędkości wirnika.
System G-Grade - podstawy fizyczne
Podobieństwo masy
Dla wirników o podobnej geometrii: Uper ∝ M → niewyważenie właściwe eper powinna być stała. Jeden standard dotyczy wszystkich rozmiarów.
Podobieństwo prędkości
Siła odśrodkowa F = M·e·ω². Aby utrzymać dopuszczalne obciążenia łożysk przy różnych prędkościach, eper musi maleć wraz ze wzrostem ω:
Obliczanie dopuszczalnego niewyważenia resztkowego
Przykład praktyczny: Wirnik wentylatora, G 6.3
Biorąc pod uwagę: Wirnik wentylatora odśrodkowego, M = 200 kg, n = 1 500 obr/min, G 6.3.
Łącznie: Uper = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm
Ekscentryczność: eper = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Na płaszczyznę (symetryczna, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm
Przy R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g na płaszczyznę
Zawsze używaj maksymalnej prędkości pracy
Prędkość we wzorze musi być najwyższą prędkością obrotową podczas pracy - nie prędkością wyważarki. Wiele wirników jest wyważanych przy 300-600 obr/min, ale tolerancja musi uwzględniać rzeczywistą prędkość roboczą (np. 1 480 obr/min). Użycie prędkości wyważarki powoduje niebezpiecznie luźne tolerancje.
Przydział do płaszczyzn korekcyjnych
Uper odnosi się do środka masy wirnika. W praktyce wyważenie odbywa się w dwóch płaszczyznach (w pobliżu łożysk). Zasady rozdziału 7:
Wirniki symetryczne
CoM w punkcie środkowym → równe: UL = UR = Uper / 2.
Asymetryczne między łożyskami
Wirniki wysunięte
Masa przewieszona tworzy moment zginający obciążający oba łożyska. Konieczne ponowne obliczenie na podstawie momentu → zazwyczaj znacznie mniejsza tolerancja na płaszczyźnie przewieszenia. Typowe dla pomp, sprężarek jednostopniowych, wspornikowych wirników wentylatorów.
Błędy i weryfikacja
Źródła błędów
- Systematyczne: Dryft kalibracji maszyny, trzpienie mimośrodowe, efekty rowków wpustowych (ISO 8821), odkształcenia termiczne.
- Losowy: Szum czujnika, luz wspornika, zmiana osadzenia wirnika.
Całkowity błąd nie może przekraczać 10-15% tolerancji. Jeśli jest większy, należy odpowiednio zmniejszyć tolerancję roboczą.
Efekty montażu
Wyważanie podzespołów ≠ wyważanie zespołów. Mimośrodowość sprzęgła, bicie promieniowe, luźne pasowania mogą zniweczyć pracę podzespołów. Wyważyć poprawką zmontowany wirnik.
Metody weryfikacji
- Test indeksu: Obrócić rotor o 180° na trzpieniu, ponownie zmierzyć. Zmiana = błąd mocowania.
- Próbny test wagi: Dodaj znaną masę, sprawdź, czy zmierzona zmiana wektora jest zgodna z oczekiwaniami.
- Kontrola w terenie: Pomiar wibracji na łożyskach na ISO 10816.
Balanset-1A: Wbudowana zgodność z normą ISO 1940-1
Balanset-1A automatyzuje ISO 1940-1: wprowadź masę, prędkość, stopień G → natychmiastowe Uper z automatycznym przydzielaniem płaszczyzn. Po zbalansowaniu porównuje resztę z limitem. Funkcja F6 Reports generuje formalny protokół dokumentujący osiągniętą klasę G. Dokładność ±5% prędkości, ±1° fazy - wystarczająca dla G 16 do G 2.5. Funkcja Balanset-4 rozszerza się do czterech kanałów dla złożonych wirników wielołożyskowych.
Przykłady obliczeniowe
Przypadek 1: Silnik elektryczny - G 6.3
Wirnik: 15 kW, 1 460 obr/min, 35 kg, międzyłożyskowy symetryczny.
Tolerancja: Uper = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721 g·mm/płaszczyznę.
Przy R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/płaszczyznę. Wyważenie sklepowe: 180 g-mm resztkowego niewyważenia. ✅
Przypadek 2: Pompa - wirnik przewieszony, G 6.3
Wirnik: Wał + wirnik 18 kg, 2 950 obr./min. Wirnik przewieszony 6 kg, wysięg 120 mm. Rozstaw łożysk 250 mm.
Łącznie: Uper = 367 g·mm. Przydział momentu: przód ≈ 202, tył ≈ 165 g·mm.
Wyważone w terenie z Balanset-1A jednopłaszczyznowo: 8,5 g przy 230°. Końcowy: 95 g·mm. ✅
Przypadek 3: Turbosprężarka - G 2,5
Wirnik: 3-stopniowa, 65 kg, 12 000 obr./min. Lekko asymetryczny.
Tolerancja: Uper = 129 g·mm → 65 g·mm/płaszczyznę → przy R = 95 mm: 0,68 g/płaszczyznę.
Precyzja poniżej grama → tylko szybkoobrotowa maszyna warsztatowa. Test indeksowania: błąd trzpienia < 5 g·mm. Końcowy: 28 g·mm/płaszczyznę. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Wartości klasy G, wzory, tabele zastosowań - identyczne. Brak zmian technicznych.
- Seria ISO 21940: Część 11 (jakość), Część 12 (elastyczność), Część 14 (procedury), Część 21 (opisy), Część 31 (podatność), Część 32 (klucze).
- Oba oznaczenia są w praktyce stosowane zamiennie.
- Norma ISO 14694 Kategorie BV odnoszą się bezpośrednio do klas G.
Powiązane normy
- ISO 21940-11: Ten standard - system klasy G.
- ISO 21940-12: Elastyczne wyważanie wirnika.
- ISO 10816 / ISO 20816: Ocena wibracji - wynik operacyjny jakości wyważenia.
- Norma ISO 14694: Kategorie BV, klasy wyważenia i limity drgań specyficzne dla wentylatorów.
- ISO 8821: Wpływ klucza (konwencja półklucza).
- API 610 / API 617: Pompy/kompresory do ropy naftowej odwołujące się do ISO 1940.
Oficjalny standard: ISO 1940-1 na ISO Store →
Na tej stronie
Kalkulator tolerancji Tabela G-Grade Co to jest ISO 1940-1? Koncepcja sztywnego wirnika Rodzaje niewyważenia Statyczny / Para / Dynamiczny Niewyważenie właściwe System G-Grade Prawa podobieństwa Wzór tolerancji Podział płaszczyzn Symetryczny / Asymetryczny Wirniki wysunięte Błędy & weryfikacja Studia przypadków (3) Przejście do ISO 21940-11 FAQ (8 pytań)Urządzenia do balansowania
Przenośne wyważanie w terenie z wbudowanym kalkulatorem tolerancji ISO 1940 i weryfikacją klasy G.
Balanset-1A → Balanset-4 →Często zadawane pytania — ISO 1940-1
System jakości wyważenia klasy G dla sztywnych rotorów
▸ Jaka jest różnica między ISO 1940-1 a ISO 21940-11?
▸ Jak obliczyć dopuszczalne niewyważenie resztkowe?
▸ Co to jest sztywny wirnik?
▸ Jaka klasa G dla pomp, wentylatorów lub silników?
▸ Jak przydzielić tolerancję między płaszczyznami?
▸ Jakie są trzy rodzaje niewyważenia?
▸ Dlaczego oceny G mają skalę logarytmiczną?
▸ Czy mogę zweryfikować zgodność z przenośną wyważarką?
Wyważenie do ISO 1940-1 — w terenie
Przenośne wyważarki Vibromera posiadają wbudowane kalkulatory tolerancji ISO 1940, automatyczne przydzielanie płaszczyzn i formalne raporty wyważania dokumentujące osiągniętą klasę G.
Przeglądaj sprzęt do wyważania →
