O que é a norma ISO 1940-2?

Resposta rápida

ISO 1940-2 (Vibração mecânica — Requisitos de qualidade de balanceamento — VocabulárioA norma internacional que define a terminologia usada no balanceamento de rotores é a NR-1 (Rotor Balanceing Standard). Ela fornece definições precisas e baseadas em princípios físicos para todos os termos-chave — desde a análise de balanceamento de rotores até a definição da terminologia utilizada no balanceamento de rotores. desequilíbrio tipos (estático, acoplado, dinâmico) para classificações de rotores (rígido, flexível), métodos de correção, tipos de máquinas, e classificações de qualidade. É o "dicionário" essencial que apoia ISO 1940-1 e todos os outros padrões de balanceamento. Substituído por ISO 21940-2 com terminologia idêntica.

Quando um engenheiro na Alemanha especifica "correção de desbalanceamento dinâmico para G 6,3 em dois planos", um técnico no Japão precisa entender exatamente o que é necessário — a mesma condição do rotor, o mesmo procedimento de balanceamento e o mesmo critério de aceitação. A ISO 1940-2 torna isso possível ao fornecer um vocabulário único e internacionalmente aceito para toda a área.

A norma não é um procedimento ou uma especificação de tolerância — é uma padrão de terminologia. Seu papel é eliminar a ambiguidade para que outros padrões (ISO 1940-1 para tolerâncias, ISO 14694 Para os fãs, ISO 10816 (para avaliação de vibração) pode usar linguagem precisa e inequívoca.

Análise detalhada dos termos

A distinção entre rígido e flexível

Esta é a classificação mais importante no balanceamento. A distinção determina tudo: qual norma se aplica, qual equipamento é necessário, quantas superfícies são requeridas e a que velocidade o balanceamento deve ser realizado.

Rotor rígido (definição ISO 1940-2)

Um rotor cujo desbalanceamento pode ser corrigido em quaisquer dois planos arbitrários e, após a correção, o desbalanceamento residual não se altera significativamente em nenhuma velocidade até a velocidade máxima de serviço. Teste prático: se a primeira dobra velocidade crítica se a velocidade estiver bem acima da velocidade máxima de serviço (normalmente > 1,5× ou mais), o rotor fica rígido.

Rotor flexível (definição ISO 1940-2)

Um rotor que se deforma elasticamente em sua velocidade de serviço, de modo que seu estado de desbalanceamento se altere. Deve ser balanceado na velocidade de serviço ou próximo a ela em mais de dois planos. Aplica-se a: Turbogeradores de grande porte, compressores de alta velocidade em múltiplos estágios, bobinas longas de máquinas de papel em alta velocidade. Abrangido pela norma ISO 21940-12.

A grande maioria dos rotores industriais — motores elétricos, ventiladores, bombas, volantes, eixos — são rotores rígidos. ISO 1940-1 O sistema de classificação G aplica-se diretamente a rotores rígidos.

Os três tipos de desequilíbrio

A norma ISO 1940-2 define três tipos fundamentais com base na relação geométrica entre o eixo principal de inércia e o eixo de rotação. Compreender esses tipos é essencial para selecionar o procedimento de balanceamento correto:

Vetor de desequilíbrio
U = m × r (magnitude) U∠θ (forma polar)
m = massa desequilibrada (g) | r = distância do eixo (mm) | θ = posição angular (°)
  • Desequilíbrio estático produz um vigor — ambos os mancais vibram em fase a 1× RPM. O rotor pode ser detectado como desbalanceado mesmo sem rotação (a gravidade o revela nas arestas de corte). Um plano de correção é suficiente. Típico para rotores estreitos em forma de disco (L/D < 0,5): polias estreitas, impulsores de ventiladores, volantes finos.
  • Desequilíbrio do casal produz um momento — Os rolamentos vibram com uma defasagem de 180° a 1× RPM. A força resultante é zero (o centro de massa está no eixo), mas dois pontos pesados iguais e opostos em diferentes posições axiais criam um binário de oscilação. Detectável apenas durante a rotação. Requer dois planos de correção.
  • Desequilíbrio dinâmico = estática + momento combinados. O caso geral para todos os rotores reais que não são perfeitamente simétricos. Tanto a força quanto o momento estão presentes. Os mancais vibram a 1× sem relação de fase nem defasagem exata de 180°. Requer balanceamento em dois planos.

Desequilíbrio específico e a conexão de grau G

Desequilíbrio específico (e = U/M) é a métrica fundamental que permite a comparação universal da qualidade do balanceamento. Um rotor de 5 kg com desbalanceamento de 50 g·mm tem e = 10 µm. Um rotor de 500 kg com desbalanceamento de 5 000 g·mm também tem e = 10 µm — qualidade de balanceamento idêntica apesar da diferença de massa de 100 vezes.

O Grau G amplia isso incorporando a velocidade: G = e × ω, resultando em um único número (mm/s) que caracteriza a qualidade do equilíbrio independentemente da massa e da velocidade. Este é o fundamento do ISO 1940-1 sistema de tolerância.

Planos de correção versus planos de tolerância

A norma ISO 1940-2 estabelece uma distinção crucial que muitas vezes passa despercebida na prática:

  • Planos de tolerância = os planos de apoio onde a vibração e as cargas dinâmicas são mais críticas. Desbalanceamento admissível Upor está especificado aqui.
  • Planos de correção = locais fisicamente acessíveis onde os pesos podem ser colocados (cubo do ventilador, anéis de extremidade do motor, ressaltos do eixo). Frequentemente em posições axiais diferentes das dos rolamentos.

Convertendo Upor A conversão de planos de tolerância para planos de correção exige conhecimento da geometria do rotor. Para rotores assimétricos ou com balanço excessivo, essa conversão pode alterar significativamente as tolerâncias por plano. Balanset-1A Essa conversão é feita automaticamente quando as dimensões do rotor são inseridas.

Tipos de máquinas de balanceamento

Os dois tipos fundamentais de máquinas refletem diferentes princípios de medição física:

  • Rolamento macio: Frequência natural da suspensão bem abaixo da velocidade de operação → medidas da máquina deslocamento. Requer calibração para cada novo rotor. Historicamente significativo; seu uso está em declínio.
  • Rolamento duro: Frequência natural da suspensão bem acima da velocidade de operação → medidas da máquina vigor. Calibrado permanentemente — aceita rotores diferentes sem necessidade de calibração individual. O tipo moderno dominante.

Instrumentos de balanceamento de campo como o Balanset-1A Utilizam um princípio diferente: não são uma "máquina" no sentido da norma ISO, mas usam os próprios rolamentos e suportes do rotor como sistema de medição, empregando o método do peso de teste (coeficiente de influência) para determinar a correção sem a necessidade de uma máquina de balanceamento dedicada.

Referência cruzada: onde cada termo é usado

Normas que fazem referência ao vocabulário da ISO 1940-2

ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Utiliza todos os termos de tolerância e qualidade — grau G, Upor, tolerância de equilíbrio, desequilíbrio residual. O principal consumidor deste vocabulário.

ISO 14694: Utiliza termos de rotor (rígido), termos de desbalanceamento e se estende com categorias BV/FV específicas para ventiladores, baseadas em classes G.

ISO 10816 / ISO 20816: Utiliza termos de medição — velocidade de vibração, RMS, pontos de medição da caixa de rolamentos.

ISO 21940-12: Amplia a definição flexível do rotor com procedimentos de múltiplas velocidades e múltiplos planos.

API 610 / API 617: As normas para o setor petrolífero fazem referência às classes G da norma ISO 1940 e à terminologia de desequilíbrio para especificações de bombas e compressores.

ISO 1940-2 → ISO 21940-2: Transição

A norma ISO 21940-2 substituiu formalmente a ISO 1940-2. A terminologia é idêntica — todas as definições permanecem inalteradas. A numeração ISO 21940 reflete a integração à abrangente série ISO 21940, que cobre todos os aspectos de vibração mecânica e balanceamento. Ambas as designações são aceitas na prática industrial.


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