Como você calcula o desequilíbrio residual permitido de um grau G?

Use a fórmula: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, em que G é o número da classe em mm/s, M é a massa do rotor em kg e n é a velocidade máxima de serviço em RPM. Por exemplo, um rotor de 50 kg a 3000 RPM com G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Qual grau G devo usar para uma bomba, ventilador ou motor?

G 6.3 para a maioria dos ventiladores industriais, bombas e motores elétricos em geral. G 2,5 para bombas de alta velocidade ou de serviço crítico (API 610), turbinas a gás e turbocompressores. G 1.0 para fusos de retificação de precisão. G 16 para equipamentos agrícolas ou de trituração não críticos.

Como você aloca a tolerância entre dois planos de correção?

Para rotores simétricos: dividir 50/50. Para rotores assimétricos entre mancais: U_esquerda = U_per x (b/L), U_direita = U_per x (a/L), em que a e b são distâncias do centro de massa aos mancais esquerdo e direito, L = a + b. Para rotores suspensos, é necessário um recálculo baseado no momento com tolerâncias mais rígidas.

Quais são os tipos de desequilíbrio definidos pela ISO 1940-1?

Três tipos: Desequilíbrio estático (eixo de massa paralelo, mas deslocado, corrigido em um plano), desequilíbrio de casal (eixo de massa através do centro de massa, mas inclinado, corrigido em dois planos) e desequilíbrio dinâmico (caso geral que combina ambos, corrigido em dois planos).

Posso verificar a conformidade com a ISO 1940-1 com um balanceador portátil?

Sim. O Balanset-1A inclui uma calculadora de tolerância ISO 1940 integrada. Ele calcula U_per, aloca entre planos, compara o resíduo medido com o limite e gera um relatório formal de balanceamento que documenta a conformidade com o grau G especificado.

ISO 1940-1 - Requisitos de qualidade de balanceamento para rotores rígidos - Vibromera

ISO 1940-1 - Equilibrar os requisitos de qualidade para rotores rígidos

Q: O que é a ISO 1940-1?

A ISO 1940-1 é uma norma internacional que define os requisitos de qualidade de balanceamento para rotores rígidos usando um sistema de graus G. Ela fornece a fórmula U_per = (9549 x G x M) / n para calcular o desequilíbrio residual permitido e uma tabela que mapeia os graus G para os tipos de rotores. Ela foi substituída pela ISO 21940-11, mas os valores de grau G e a metodologia permanecem idênticos.

Q: Qual é a diferença entre a ISO 1940-1 e a ISO 21940-11?

A ISO 21940-11:2016 substitui a ISO 1940-1:2003 como parte da abrangente série ISO 21940. O sistema de grau G, os valores de tolerância e as recomendações de aplicação são idênticos. A ISO 21940-11 incorpora pequenas melhorias editoriais, mas nenhuma alteração técnica.

Q: O que é um rotor rígido?

Um rotor rígido é aquele cujas deformações elásticas sob forças centrífugas são insignificantes em comparação com as tolerâncias de desbalanceamento especificadas em toda a sua faixa de velocidade operacional. Um rotor balanceado em baixa velocidade permanece balanceado na velocidade de operação. Os rotores acima de sua primeira velocidade crítica de flexão são flexíveis.

Balanceador portátil, analisador de vibração

Dispositivos

Balanceador portátil e analisador de vibração Balanset-1A

Peças

Sensor de vibração

Peças

Sensor óptico (tacômetro a laser).

Kit de balanceamento de rotor Vibromera: estojo de transporte, condicionador de sinal multicanal, analisador portátil, base magnética, sensores de vibração e cabos espiralados.

Dispositivos

Balanset-4

Peças

Tamanho do suporte magnético-60-kgf

Peças

Fita reflexiva

Balanset-1A. Balanceador portátil, analisador de vibração

Dispositivos

Balanceador dinâmico "Balanset-1A" OEM

📌 Artigo de referência canônico - vibromera.eu

O padrão internacional fundamental que define o sistema de qualidade de balanceamento de grau G - de G 0,4 (giroscópios) a G 4000 (motores diesel marítimos). Agora incorporada à ISO 21940-11, com metodologia e valores de grau G idênticos.

Desequilíbrio residual permitido

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - insira os dados do rotor, obtenha U_por

G-Grade (qualidade de equilíbrio)

Massa do rotor (kg)

Velocidade máxima (RPM)

Planos de correção

Raio de correção (mm, opcional)

Resultados - ISO 1940-1

Desbalanceamento residual permitido

⚖️Insira os parâmetros do rotor
para calcular a tolerância

Graus de qualidade do balanço G-Grade

Escala logarítmica com fator 2,5 entre graus adjacentes - de ultraprecisão G 0,4 a marítimo G 4000

G 1.0

e-ω = 1,0 mm/s

Eixos de retificação de precisão, gravadores de fita, pequenas armaduras de alta velocidade

G 2.5

e-ω = 2,5 mm/s

Turbinas a gás/vapor, turbo-geradores, turbo-compressores, motores de alta velocidade

G 6.3

e-ω = 6,3 mm/s

Padrão - ventiladores, bombas, volantes de inércia, motores, acionamentos de máquinas-ferramenta

G 16

e-ω = 16 mm/s

Máquinas agrícolas, trituradores, eixos cardan, componentes de acionamento

Tabela completa de grau G - ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Grau G	e-ω (mm/s)	Tipos típicos de rotor	Notas
G 0.4	0.4	Giroscópios, fusos de precisão, unidades de disco óptico	Próximo ao limite do balanceamento convencional
G 1.0	1.0	Acionamentos de eixo de retificação, gravadores de fita, armaduras de pequena precisão	Requer condições ultralimpas
G 2.5	2.5	Turbinas a gás e a vapor, turbogeradores, turbocompressores, motores de alta velocidade	Evita danos prematuros aos rolamentos
G 6.3	6.3	Ventiladores, bombas, volantes de inércia, motores elétricos, máquinas-ferramentas, rolos de papel	Mais comum - grau padrão
G 16	16	Eixos cardan (especiais), máquinas agrícolas, trituradores, ventiladores de minas	Serviço pesado, condições severas
G 40	40	Rodas e aros de automóveis, eixos cardan (padrão), ventiladores lentos	A variação dos pneus é dominante
G 100	100	Motores completos de carros, caminhões e locomotivas	Motores IC como conjuntos
G 250	250	Virabrequins de motores a diesel de alta velocidade	Nível do componente
G 630	630	Virabrequins de grandes motores de 4 tempos, motores diesel marítimos em suportes elásticos	Grande movimento alternativo de baixa velocidade
G 1600	1600	Virabrequins de grandes motores de 2 tempos	Muito lento, fundações maciças
G 4000	4000	Virabrequins de motores diesel marítimos de baixa velocidade em fundações rígidas	Requisitos mais flexíveis

Tolerâncias pré-calculadas para rotores industriais comuns

Tipo de rotor	Massa (kg)	RPM	G	Você_por (g-mm)	Por avião	e_por (µm)
Motor pequeno	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilador HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Impulsor da bomba	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbo-compressor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Rolo de papel	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilador de usina de energia	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Eixo de moagem	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Roda de carro	12	800	G 40	5 729	2 865	477

Métodos de alocação de tolerância - ISO 1940-1 Capítulo 7

Tipo de rotor	Alocação	Fórmula	Notas
Simétrico	Divisão igualitária	Você_eu=U_R=U_por/2	Caso mais simples. Motores, alguns ventiladores.
Assimétrico entre mancais	Proporcional	Você_eu=U_por-(b/L)	Método mais comum.
Sobreposto (cantilever)	Baseado em momentos	Equações de estática	Tolerâncias mais rígidas no plano suspenso.
Estreito (planos próximos)	Estática separada + par	De acordo com a ISO 21940-12	Diferentes efeitos de vibração.

O que é a ISO 1940-1?

Resposta rápida

ISO 1940-1 (Vibração mecânica - requisitos de qualidade de balanceamento de rotores em um estado constante (rígido)) define o Sistema de qualidade de equilíbrio de grau G para rotores rígidos. A fórmula Você_por = (9 549 × G × M) / n calcula o resíduo permissível desequilíbrio. Substituído por ISO 21940-11:2016 com valores idênticos. Grau padrão para maquinário industrial: G 6.3.

A ISO 1940-1 é o documento fundamental para o balanceamento de rotores em todo o mundo. Seu sistema de grau G é a linguagem de fato do balanceamento: "balanceamento para G 6.3" é entendido por todos os especialistas do mundo. A norma abrange rotores rígidos, desde minúsculos eixos de precisão até enormes virabrequins, fornecendo uma estrutura universal para especificar, calcular e verificar a qualidade do balanceamento.

O padrão se aplica somente a rígido rotores - aqueles cujas deformações elásticas sob forças centrífugas são insignificantes em toda a faixa de velocidade de operação. Os rotores flexíveis (operando acima da primeira velocidade crítica de flexão) são cobertos pela ISO 21940-12.

O conceito de rotor rígido

Um rotor é classificado como rígido se sua distribuição de massa não se alterar significativamente à medida que a velocidade varia de zero até a velocidade máxima de operação. A principal consequência: um rotor balanceado em baixa velocidade em uma máquina de balanceamento permanece balanceado em sua velocidade operacional. Isso permite o balanceamento a 300-600 RPM em uma máquina de oficina e o cumprimento das tolerâncias a 3.000+ RPM em serviço.

Se um rotor operar na região supercrítica (acima da primeira curvatura velocidade crítica) ou próximo a ressonância, Se os rotores forem flexíveis, as deflexões alteram a distribuição efetiva da massa, e o balanceamento em baixa velocidade pode ser ineficaz em alta velocidade. Esses rotores são classificados como flexíveis.

O que a ISO 1940-1 NÃO cobre

Rotores com geometria variável (eixos articulados, pás de helicóptero). Ressonância em sistemas de fundação de suporte de rotor. Forças aerodinâmicas e hidrodinâmicas não relacionadas à distribuição de massa. Para ventiladores especificamente, consulte ISO 14694 (categorias BV/FV).

Tipos de Desequilíbrio

Desequilíbrio = eixo de inércia do rotor ≠ eixo de rotação. Em forma de vetor: U = m × r (g-mm). A ISO 1940-1 classifica três tipos:

Desequilíbrio estático: Eixo de inércia paralelo ao eixo de rotação, mas deslocado. Equivalente a uma única massa desequilibrada. Corrigível em um avião. Típico: polias, engrenagens estreitas, impulsores de ventiladores (L/D < 0,5).
Desequilíbrio do casal: Eixo de inércia através do centro de massa, mas inclinado. A força líquida é zero, mas um par (par) balança o rotor. Requer dois planos.
Desequilíbrio dinâmico: Caso geral - estático + par combinado. O eixo de inércia não é paralelo nem faz interseção com o eixo de rotação. Requer dois planos. A maioria dos rotores reais tem desequilíbrio dinâmico.

Desequilíbrio específico (excentricidade)

Desequilíbrio específico

e = U / M

e em µm (g-mm/kg) | U = desbalanceamento (g-mm) | M = massa do rotor (kg) - deslocamento do centro de massa em relação ao eixo de rotação

O grau G é definido como o produto e × ω (mm/s) - a velocidade linear do centro de massa do rotor que orbita o eixo de rotação. Esse único número caracteriza a qualidade do equilíbrio independentemente do tamanho e da velocidade do rotor.

O sistema G-Grade - Base física

Similaridade de massa

Para rotores geometricamente semelhantes: U_por ∝ M → desequilíbrio específico e_por deve ser constante. Um padrão se aplica a todos os tamanhos.

Similaridade de velocidade

Força centrífuga F = M-e-ω². Para manter cargas de rolamento aceitáveis em diferentes velocidades, e_por deve diminuir à medida que ω aumenta:

Definição de grau G

G = e_por × ω = constante (mm/s)

G 6.3 = o centro de massa orbita a ≤ 6,3 mm/s | Os graus adjacentes diferem pelo fator 2,5

Calculando o Desequilíbrio Residual Permissível

Fórmula de tolerância ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Você_por = (9 549 × G × M) / n

Você_por em g-mm | G = grau (mm/s) | M = massa do rotor (kg) | n = RPM máxima de serviço | 9 549 = 60 000/(2π)

Exemplo de trabalho: Rotor do ventilador, G 6.3

Dado: Rotor do ventilador centrífugo, M = 200 kg, n = 1.500 RPM, G 6,3.

Total: Você_por = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm

Excentricidade: e_por = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Por plano (simétrico, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

Em R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g por avião

Use sempre a velocidade máxima do serviço

A velocidade na fórmula deve ser a RPM mais alta em serviço - não a velocidade da máquina de balanceamento. Muitos rotores são balanceados a 300-600 RPM, mas a tolerância deve usar a velocidade real de serviço (por exemplo, 1.480 RPM). O uso da velocidade da máquina de balanceamento produz tolerâncias perigosamente frouxas.

Alocação para planos de correção

Você_por aplica-se ao centro de massa do rotor. Na prática, faça o balanceamento em dois planos (próximo aos mancais). Regras do Capítulo 7:

Rotores simétricos

CoM no ponto médio → igual: U_eu = U_R = U_por / 2.

Assimétrico entre os rolamentos

Alocação assimétrica

Você_esquerda = U_por × (b / L) | U_direito = U_por × (a / L)

a = CoM para a direção esquerda | b = CoM para a direção direita | L = a + b

Rotores suspensos

A massa suspensa cria um momento de flexão que carrega ambos os rolamentos. É necessário um recálculo baseado no momento → normalmente, a tolerância é muito mais rígida no plano suspenso. Comum em bombas, compressores de estágio único, impulsores de ventiladores em balanço.

Erros e verificação

Fontes de erro

Sistemático: Desvio de calibração da máquina, mandris excêntricos, efeitos de rasgos de chaveta (ISO 8821), distorção térmica.
Aleatório: Ruído do sensor, folga do suporte, variação do assento do rotor.

O erro total não deve exceder 10-15% de tolerância. Se for maior, aperte a tolerância de trabalho de acordo.

Efeitos de montagem

Balanceamento de componentes ≠ balanceamento de montagem. A excentricidade do acoplamento, o desvio radial e os ajustes frouxos podem anular o trabalho dos componentes. Faça o balanceamento do rotor montado.

Métodos de verificação

Teste de índice: Gire o rotor 180° no mandril e meça novamente. Mudança = erro de fixação.
Teste de peso de prova: Adicione uma massa conhecida e verifique se a alteração do vetor medido corresponde à expectativa.
Verificação de campo: Medir a vibração nos rolamentos por ISO 10816.

Balanset-1A: conformidade com a ISO 1940-1 incorporada

O Balanset-1A automatiza a ISO 1940-1: insira massa, velocidade, grau G → instante U_por com alocação automática de planos. Após o balanceamento, compara o residual com o limite. A função F6 Reports gera um protocolo formal que documenta o grau G alcançado. Precisão ±5% de velocidade, ±1° de fase - suficiente para G 16 a G 2.5. A função Balanset-4 se estende a quatro canais para rotores complexos com vários rolamentos.

Exemplos práticos

Caso 1: Motor elétrico - G 6.3

Rotor: 15 kW, 1.460 RPM, 35 kg, simétrico entre mancais.

Tolerância: Você_por = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/plano.

Em R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plano. Balanceamento da loja: 180 g-mm residual. ✅

Caso 2: Bomba - Impulsor suspenso, G 6.3

Rotor: Eixo + impulsor 18 kg, 2 950 RPM. Impulsor de 6 kg suspenso em 120 mm. Extensão do rolamento 250 mm.

Total: Você_por = 367 g-mm. Alocação de momento: dianteiro ≈ 202, traseiro ≈ 165 g-mm.

Campo equilibrado com Balanset-1A plano único: 8,5 g a 230°. Final: 95 g-mm. ✅

Caso 3: Turbo-compressor - G 2,5

Rotor: 3 estágios, 65 kg, 12.000 RPM. Ligeiramente assimétrico.

Tolerância: Você_por = 129 g-mm → 65/plano → em R = 95 mm: 0,68 g/plano.

Precisão do subgrama → somente na máquina de alta velocidade da loja. Teste de índice: erro do mandril < 5 g-mm. Final: 28 g-mm/plano. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Valores de grau G, fórmulas, tabelas de aplicação - idêntico. Não há alterações técnicas.
Série ISO 21940: Parte 11 (qualidade), Parte 12 (flexível), Parte 14 (procedimentos), Parte 21 (descrições), Parte 31 (suscetibilidade), Parte 32 (chaves).
Ambas as designações são usadas de forma intercambiável na prática.
ISO 14694 As categorias BV fazem referência direta aos graus G.

ISO 21940-11: Esse padrão - sistema de grau G.
ISO 21940-12: Balanceamento de rotor flexível.
ISO 10816 / ISO 20816: Avaliação de vibração - resultado operacional da qualidade da balança.
ISO 14694: Categorias BV/FV específicas do ventilador → Classes G.
ISO 8821: Influência do teclado (convenção de meia tecla).
API 610 / API 617: Bombas/compressores de petróleo com referência à ISO 1940.

Padrão oficial: ISO 1940-1 no ISO Store →

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Perguntas frequentes - ISO 1940-1

Sistema de qualidade de balanceamento de grau G para rotores rígidos

▸ Qual é a diferença entre a ISO 1940-1 e a ISO 21940-11?

A ISO 21940-11:2016 substitui a ISO 1940-1:2003. O sistema de grau G, os valores de tolerância e as tabelas de aplicação são idêntico. A ISO 21940-11 inclui pequenas melhorias editoriais, mas nenhuma alteração técnica. Ambas as designações são usadas de forma intercambiável.

▸ Como faço para calcular o desequilíbrio residual permitido?

Você_por = (9 549 × G × M) / n - G = grau (mm/s), M = massa (kg), n = RPM máxima. Exemplo: 50 kg a 3.000 RPM, G 6,3 → 9.549 × 6,3 × 50 / 3.000 = 1 003 g-mm. Divida por planos para obter o valor por plano.

▸ O que é um rotor rígido?

Um rotor cujas deformações elásticas sob forças centrífugas são insignificantes em sua faixa de velocidade operacional. Equilibrado em baixa velocidade → permanece equilibrado na velocidade de operação. Rotores acima da primeira flexão velocidade crítica são flexíveis e exigem a ISO 21940-12.

▸ Qual é o grau G para bombas, ventiladores ou motores?

G 6.3 - a maioria dos ventiladores, bombas e motores em geral. G 2.5 - turbinas, turbocompressores, bombas críticas (API 610). G 1.0 - fusos de moagem. G 16 - agrícolas/trituradores. Para os fãs: ISO 14694 As categorias do BV são mapeadas para os graus G.

▸ Como alocar a tolerância entre os planos?

Simétrico: 50/50. Assimétrico: proporcional às reações do rolamento - U_esquerda = U_por×(b/L). Sobrelevação: baseada no momento com tolerância mais rígida do plano de sobrelevação. O Balanset-1A lida com a alocação automaticamente.

▸ Quais são os três tipos de desequilíbrio?

Estático - deslocado, mas paralelo, com fixação em um plano. Casal - inclinado através do CoM, fixação em dois planos. Dinâmico - geral (estático+acoplado), fixação em dois planos. A maioria dos rotores reais: desbalanceamento dinâmico.

▸ Por que os graus G estão em uma escala logarítmica?

O fator 2,5 entre os graus abrange toda a faixa de giroscópios (G 0,4) a motores diesel marítimos (G 4000). A escala logarítmica é apropriada porque a gravidade da vibração percebida e a vida útil do rolamento seguem relações logarítmicas. Cada etapa ≈ a mesma mudança relativa na qualidade.

▸ Posso verificar a conformidade com um balanceador portátil?

Sim. Balanset-1ACalculadora ISO 1940 incorporada, alocação automática de plano, comparação em tempo real de residual versus limite, relatório formal de equilíbrio. Precisão de ±5% suficiente para G 16-G 2.5. Para G 1.0, é necessária uma preparação cuidadosa.

Equilíbrio com a ISO 1940-1 - No campo

Os balanceadores portáteis da Vibromera incluem calculadoras de tolerância ISO 1940 integradas, alocação automática de planos e relatórios formais de balanceamento que documentam o grau G alcançado.

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