ISO 1940-1 este un standard internațional care definește cerințele de calitate a echilibrului pentru rotoarele rigide utilizând un sistem de grade G. Acesta furnizează formula U_per = (9549 x G x M) / n pentru a calcula dezechilibrul rezidual admisibil și un tabel de corespondență între gradele G și tipurile de rotoare. Aceasta a fost înlocuită de ISO 21940-11, dar valorile gradului G și metodologia rămân identice.

Cum se calculează dezechilibrul rezidual admisibil al unei clase G?

Utilizați formula: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, unde G este numărul gradului în mm/s, M este masa rotorului în kg, iar n este viteza maximă de serviciu în RPM. De exemplu, un rotor de 50 kg la 3000 RPM cu G 6.3: U_per = (9549 x 6.3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Ce grad G ar trebui să folosesc pentru o pompă, un ventilator sau un motor?

G 6.3 pentru majoritatea ventilatoarelor industriale, pompelor și motoarelor electrice generale. G 2.5 pentru pompe de mare viteză sau pentru servicii critice (API 610), turbine cu gaz și turbocompresoare. G 1.0 pentru fusurile de rectificat de precizie. G 16 pentru echipamente agricole sau de concasare necritice.

Cum se alocă toleranța între două planuri de corecție?

Pentru rotoarele simetrice: împărțiți 50/50. Pentru rotoarele asimetrice între rulmenți: U_stânga = U_per x (b/L), U_dreapta = U_per x (a/L), unde a și b sunt distanțele de la centrul de greutate la rulmenții din stânga și din dreapta, L = a + b. Pentru rotoarele supraînălțate, este necesară recalcularea bazată pe moment cu toleranțe mai stricte.

Ce tipuri de dezechilibru definește ISO 1940-1?

Trei tipuri: Dezechilibru static (axa masei paralelă, dar deplasată, corectată într-un plan), Dezechilibru de cuplu (axa masei prin centrul masei, dar înclinată, corectată în două planuri) și Dezechilibru dinamic (caz general care le combină pe ambele, corectat în două planuri).

Pot verifica conformitatea cu ISO 1940-1 cu un aparat de echilibrare portabil?

Da. Balanset-1A include un calculator de toleranță ISO 1940 încorporat. Acesta calculează U_per, alocă între planuri, compară reziduurile măsurate cu limita și generează un raport formal de echilibrare care documentează conformitatea cu gradul G specificat.

ISO 1940-1 - Cerințe privind calitatea echilibrului pentru rotoare rigide - Vibromera

ISO 1940-1 - Echilibrarea cerințelor de calitate pentru rotoare rigide

Q: Care este diferența dintre ISO 1940-1 și ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 înlocuiește ISO 1940-1:2003 ca parte a seriei complete ISO 21940. Sistemul de grad G, valorile de toleranță și recomandările de aplicare sunt identice. ISO 21940-11 încorporează îmbunătățiri editoriale minore, dar fără modificări tehnice.

Q: Ce este un rotor rigid?

Un rotor rigid este un rotor ale cărui deformări elastice sub acțiunea forțelor centrifuge sunt neglijabil de mici în comparație cu toleranțele de dezechilibrare specificate pe întreaga sa gamă de viteze de funcționare. Un rotor echilibrat la viteză mică rămâne echilibrat la viteza de funcționare. Rotoarele care depășesc prima lor viteză critică de încovoiere sunt flexibile.

Balansator portabil, analizor de vibrații

Dispozitive

Ebalansator portabil și analizor de vibrații Balanset-1A.

Piese

Senzor de vibrații.

Piese

Senzor optic (tahometru laser).

Kit de echilibrare a rotorului Vibromera: geantă de transport, condiționare semnal multicanal, analizor portabil, bază magnetică, senzori de vibrații și cabluri spiralate.

Dispozitive

Balanset-4.

Piese

Stand magnetic Insize-60-kgf.

Piese

Ceasetă reflectorizantă.

Balanset-1A. Echilibrator portabil, analizor de vibrații

Dispozitive

Ebalansator dinamic "Balanset-1A" OEM.

📌 Articol de referință canonic - vibromera.eu

Standardul internațional fundamental care definește sistemul de calitate al echilibrului de grad G - de la G 0,4 (giroscoape) la G 4000 (motoare diesel marine). Acum încorporat în ISO 21940-11, cu valori și metodologie identice pentru gradul G.

Dezechilibru rezidual admisibil

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - introduceți datele rotorului, obțineți U_pe

G-Grade (calitatea echilibrului)

Masa rotorului (kg)

Viteza maximă (RPM)

Planuri de corecție

Raza de corecție (mm, opțional)

Rezultate - ISO 1940-1

Dezechilibru rezidual admisibil

⚖️Introduceți parametrii rotorului
pentru a calcula toleranța

Gradele de calitate ale echilibrului G-Grade

Scară logaritmică cu factor 2,5 între gradele adiacente - de la ultraprecizie G 0,4 la marină G 4000

G 1.0

e-ω = 1,0 mm/s

Fusuri de rectificare de precizie, magnetofoane, armături mici de mare viteză

G 2.5

e-ω = 2,5 mm/s

Turbine cu gaz/vapoare, turbogeneratoare, turbocompresoare, motoare de mare viteză

G 6.3

e-ω = 6,3 mm/s

Standard - ventilatoare, pompe, volane, motoare, acționări pentru mașini-unelte

G 16

e-ω = 16 mm/s

Mașini agricole, concasoare, arbori cardanici, componente de transmisie

📋 Tabel complet G-Grade - ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Grad G	e-ω (mm/s)	Tipuri tipice de rotoare	Note
G 0.4	0.4	Giroscoape, fusuri de precizie, unități de discuri optice	Aproape de limita de echilibrare convențională
G 1.0	1.0	Mașini de rectificat axuri, magnetofoane, armături de precizie mică	Necesită condiții ultra-curate
G 2.5	2.5	Turbine cu gaz și abur, turbogeneratoare, turbocompresoare, motoare de mare viteză	Previne deteriorarea prematură a rulmenților
G 6.3	6.3	Ventilatoare, pompe, volane, motoare electrice, mașini-unelte, role de hârtie	Cele mai frecvente - gradul implicit
G 16	16	Arbori cardanici (speciali), mașini agricole, concasoare, ventilatoare de mină	Utilizare intensivă, condiții severe
G 40	40	Roți și jante auto, arbori cardanici (standard), ventilatoare lente	Variația anvelopelor domină
G 100	100	Motoare complete de mașini, camioane, locomotive	Motoare IC ca ansambluri
G 250	250	Arbori cotiți ai motoarelor diesel de mare viteză	La nivel de componentă
G 630	630	Arbori cotiți ai motoarelor mari în 4 timpi, motoare diesel marine pe suporturi elastice	Reciproc mare cu viteză redusă
G 1600	1600	Arbori cotiți ai motoarelor mari în 2 timpi	Foarte lent, fundații masive
G 4000	4000	Arbori cotiți ai motoarelor diesel marine cu turație redusă pe fundații rigide	Cele mai lejere cerințe

📊 Toleranțe precalculate pentru rotoarele industriale comune

Tipul rotorului	Masa (kg)	RPM	G.	U_pe (g-mm)	Pe avion	e_pe (µm)
Motor mic	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilator HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Rotor pompă	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbocompresor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Rolă de hârtie	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilator de centrală electrică	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Ax de rectificat	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Roată auto	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Metode de alocare a toleranței - ISO 1940-1 capitolul 7

Tipul rotorului	Alocarea	Formulă	Note
Simetric	Împărțire egală	U_L.=U_R=U_pe/2	Cel mai simplu caz. Motoare, câteva ventilatoare.
Asimetric între suporturi	Proporţional	U_L.=U_pe-(b/L)	Cea mai comună metodă.
Supraînălțare (cantilever)	Pe bază de moment	Ecuații de statică	Toleranțe mai strânse pe planul supraînălțat.
Îngust (avioane apropiate)	Separat static+cuplu	Conform ISO 21940-12	Efecte diferite ale vibrațiilor.

Ce este ISO 1940-1?

Răspuns rapid

ISO 1940-1 (Vibrații mecanice - Cerințe de calitate ale echilibrului rotoarelor într-o stare constantă (rigidă)) definește Sistem de echilibrare a calității G-grade pentru rotoarele rigide. Formula U_pe = (9 549 × G × M) / n calculează reziduul admisibil dezechilibra. Înlocuit de ISO 21940-11:2016 cu valori identice. Clasa implicită pentru utilajele industriale: G 6.3.

ISO 1940-1 este documentul de bază pentru echilibrarea rotoarelor la nivel mondial. Sistemul său de grad G este limbajul de facto al echilibrării: "echilibrare la G 6.3" este înțeles de orice specialist la nivel global. Standardul se referă la rotoare rigide, de la mici fusuri de precizie la arbori cotiți masivi, oferind un cadru universal pentru specificarea, calcularea și verificarea calității echilibrării.

Standardul se aplică numai pentru rigid rotoare - cele ale căror deformări elastice sub acțiunea forțelor centrifuge sunt neglijabile în întreaga gamă de viteze de funcționare. Rotoarele flexibile (care funcționează peste prima viteză critică de încovoiere) sunt reglementate de ISO 21940-12.

Conceptul de rotor rigid

Un rotor este clasificat ca fiind rigid dacă distribuția masei sale nu se modifică semnificativ atunci când viteza variază de la zero la viteza maximă de funcționare. Consecința cheie: un rotor echilibrat la viteză mică pe o mașină de echilibrat rămâne echilibrat la viteza sa de funcționare. Acest lucru permite echilibrarea la 300-600 RPM pe o mașină de atelier, respectând în același timp toleranțele la 3 000+ RPM în service.

Dacă un rotor funcționează în regiunea supercritică (peste prima încovoiere viteză critică) sau în apropiere de rezonanţă, devierile modifică distribuția efectivă a masei, iar echilibrarea la viteză mică poate fi ineficientă la viteză mare. Astfel de rotoare sunt clasificate ca flexibile.

Ce NU acoperă ISO 1940-1

Rotoare cu geometrie variabilă (arbori articulați, pale de elicopter). Rezonanța în sistemele rotor-suport-fundație. Forțe aerodinamice și hidrodinamice care nu sunt legate de distribuția masei. Pentru ventilatoare în special, a se vedea ISO 14694 (categoriile BV/FV).

Tipuri de dezechilibru

Dezechilibra = axa de inerție a rotorului ≠ axa de rotație. În formă vectorială: U = m × r (g-mm). ISO 1940-1 clasifică trei tipuri:

Dezechilibru static: Axa inerției paralelă cu axa de rotație, dar deplasată. Echivalent cu o singură masă dezechilibrată. Corectabil în un avion. Tipice: scripeți, angrenaje înguste, rotoare de ventilator (L/D < 0,5).
Dezechilibru de cuplu: Axa de inerție trece prin centrul de masă, dar este înclinată. Forța netă zero, dar un cuplu (pereche) balansează rotorul. Necesită două planuri.
Dezechilibru dinamic: Caz general - static + cuplu combinat. Axa inerției nu este nici paralelă, nici intersectează axa de rotație. Necesită două planuri. Majoritatea rotoarelor reale au dezechilibru dinamic.

Dezechilibru specific (excentricitate)

Dezechilibru specific

e = U / M

e în µm (g-mm/kg) | U = dezechilibru (g-mm) | M = masa rotorului (kg) - deplasarea centrului de greutate de la axa de rotație

Gradul G este definit ca produsul e × ω (mm/s) - viteza liniară a centrului de masă al rotorului care orbitează în jurul axei de rotație. Acest număr unic caracterizează calitatea echilibrului independent de dimensiunea și viteza rotorului.

Sistemul G-Grade - Baza fizică

Similaritatea masei

Pentru rotoare similare din punct de vedere geometric: U_pe ∝ M → dezechilibru specific e_pe ar trebui să fie constante. Un singur standard se aplică tuturor dimensiunilor.

Similaritatea vitezei

Forța centrifugă F = M-e-ω². Pentru a menține sarcini acceptabile ale rulmenților la diferite viteze, e_pe trebuie să scadă pe măsură ce ω crește:

G-Grade Definiție

G = e_pe × ω = constantă (mm/s)

G 6.3 = centrul de masă orbitează la ≤ 6.3 mm/s | Gradele adiacente diferă cu un factor de 2.5

Calcularea dezechilibrului rezidual admisibil

Formula de toleranță ISO 1940-1 / ISO 21940-11

U_pe = (9 549 × G × M) / n

U_pe în g-mm | G = grad (mm/s) | M = masa rotorului (kg) | n = turație maximă de serviciu | 9 549 = 60 000/(2π)

Exemplu de lucru: Rotor de ventilator, G 6.3

Dat: Rotor ventilator centrifugal, M = 200 kg, n = 1 500 RPM, G 6.3.

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

Excentricitate: e_pe = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Pe plan (simetric, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

La R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g per avion

Utilizați întotdeauna viteza maximă a serviciului

Viteza din formulă trebuie să fie cea mai mare turație în serviciu - nu viteza mașinii de echilibrat. Multe rotoare sunt echilibrate la 300-600 RPM, dar toleranța trebuie să utilizeze viteza reală de serviciu (de exemplu, 1 480 RPM). Utilizarea vitezei mașinii de echilibrat produce toleranțe periculos de slabe.

Alocarea către planurile de corecție

U_pe se aplică la centrul de greutate al rotorului. În practică, echilibrarea se face în două planuri (lângă rulmenți). Normele capitolului 7:

Rotori simetrici

CoM la punctul median → egal: U_L. = U_R = U_pe / 2.

Asimetric între suporturi

Alocarea asimetrică

U_stânga = U_pe × (b / L) | U_corect = U_pe × (a / L)

a = CoM la rulmentul din stânga | b = CoM la rulmentul din dreapta | L = a + b

Rotori supraînălțați

Masa suspendată creează un moment de încovoiere care încarcă ambii rulmenți. Este necesară recalcularea pe baza momentului → de obicei, o toleranță mult mai strictă pe planul suspendat. Comun pentru pompe, compresoare cu o singură treaptă, rotoare de ventilator în consolă.

Erorile și verificarea

Surse de eroare

Sistematic: Deriva de calibrare a mașinii, mandrine excentrice, efectele cheii (ISO 8821), deformarea termică.
Aleatoriu: Zgomotul senzorului, jocul suportului, variația așezării rotorului.

Eroarea totală nu trebuie să depășească 10-15% din toleranță. Dacă este mai mare, strângeți corespunzător toleranța de lucru.

Efecte de asamblare

Echilibrarea componentelor ≠ echilibrarea ansamblului. Excentricitatea cuplajului, excentricitatea radială, ajustările slabe pot anula activitatea componentelor. Echilibrați rotorul asamblat.

Metode de verificare

Test de indexare: Rotiți rotorul cu 180° pe mandrină, măsurați din nou. Modificare = eroare de fixare.
Test de greutate de încercare: Adăugați o masă cunoscută, verificați dacă modificarea măsurată a vectorului corespunde așteptărilor.
Verificare pe teren: Măsurarea vibrațiilor pe rulmenți per ISO 10816.

Balanset-1A: Conformitate ISO 1940-1 încorporată

The Balanset-1A automatizează ISO 1940-1: introduceți masa, viteza, gradul G → instant U_pe cu alocarea automată a planului. După echilibrare, se compară reziduurile cu limita. Funcția F6 Reports generează un protocol formal care documentează gradul G obținut. Precizie ±5% viteză, ±1° fază - suficient pentru G 16 până la G 2.5. Funcția Balanset-4 se extinde la patru canale pentru rotoare complexe cu mai mulți rulmenți.

Exemple lucrate

Cazul 1: Motor electric - G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 RPM, 35 kg, simetric între rulmenți.

Toleranță: U_pe = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/plan.

La R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plan. Magazin echilibrat: 180 g-mm rezidual. ✅

Cazul 2: Pompă - rotor suspendat, G 6.3

Rotor: Arbore + rotor 18 kg, 2 950 RPM. Rotor 6 kg, depășit 120 mm. Întinderea rulmentului 250 mm.

Total: U_pe = 367 g-mm. Alocarea momentului: față ≈ 202, spate ≈ 165 g-mm.

Câmp echilibrat cu Balanset-1A monoplan: 8,5 g la 230°. Final: 95 g-mm. ✅

Cazul 3: Turbocompresor - G 2.5

Rotor: 3 trepte, 65 kg, 12 000 RPM. Ușor asimetric.

Toleranță: U_pe = 129 g-mm → 65/plan → la R = 95 mm: 0,68 g/plan.

Precizie subgramă → numai mașină de mare viteză de atelier. Test index: eroare de mandrină < 5 g-mm. Final: 28 g-mm/plan. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Valori de grad G, formule, tabele de aplicare - identic. Nu există modificări tehnice.
Seria ISO 21940: Partea 11 (calitate), Partea 12 (flexibil), Partea 14 (proceduri), Partea 21 (descrieri), Partea 31 (susceptibilitate), Partea 32 (chei).
Ambele denumiri sunt utilizate în mod interschimbabil în practică.
ISO 14694 Categoriile BV fac trimitere directă la gradele G.

ISO 21940-11: Acest standard - sistemul G-grade.
ISO 21940-12: Echilibrarea rotorului flexibil.
ISO 10816 / ISO 20816: Evaluarea vibrațiilor - rezultatul operațional al calității echilibrului.
ISO 14694: Categorii BV/FV specifice ventilatoarelor → clasele G.
ISO 8821: Influența claviaturii (convenția semiclaviaturii).
API 610 / API 617: Pompe/compresoare petroliere care fac referire la ISO 1940.

Standard oficial: ISO 1940-1 privind Magazinul ISO →

← Înapoi la indexul glosarului

Întrebări frecvente - ISO 1940-1

Sistem de echilibrare de calitate G-grade pentru rotoare rigide

▸ Care este diferența dintre ISO 1940-1 și ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 înlocuiește ISO 1940-1:2003. Sistemul gradului G, valorile de toleranță și tabelele de aplicare sunt identic. ISO 21940-11 include îmbunătățiri editoriale minore, dar nu și modificări tehnice. Ambele denumiri sunt utilizate interșanjabil.

▸ Cum se calculează dezechilibrul rezidual admisibil?

U_pe = (9 549 × G × M) / n - G = grad (mm/s), M = masă (kg), n = turație maximă. Exemplu: 50 kg la 3 000 RPM, G 6,3 → 9 549 × 6,3 × 50 / 3 000 = 1 003 g-mm. Împărțiți la planuri pentru a obține valoarea per plan.

▸ Ce este un rotor rigid?

Rotor ale cărui deformații elastice sub acțiunea forțelor centrifuge sunt neglijabil de mici pe întreaga gamă de viteze de funcționare. Echilibrat la viteză mică → rămâne echilibrat la viteza de funcționare. Rotoare peste prima încovoiere viteză critică sunt flexibile și necesită ISO 21940-12.

▸ Ce G-grade pentru pompe, ventilatoare sau motoare?

G 6.3 - majoritatea ventilatoarelor, pompelor, motoarelor generale. G 2.5 - turbine, turbocompresoare, pompe critice (API 610). G 1.0 - fusuri de rectificat. G 16 - agricultori / zdrobitori. Pentru fani: ISO 14694 Categoriile BV corespund gradelor G.

▸ Cum se alocă toleranța între planuri?

Simetric: 50/50. Asimetric: proporțional cu reacțiile rulmentului - U_stânga = U_pe×(b/L). Supraînălțare: bazată pe moment, cu o toleranță mai strictă la supraînălțare în plan. Metoda Balanset-1A gestionează alocarea în mod automat.

▸ Care sunt cele trei tipuri de dezechilibru?

Statică - deplasat, dar paralel, fixat pe un singur plan. Cuplu - înclinat prin CoM, fixare în două planuri. Dinamică - general (static+cuplu), fixare pe două planuri. Majoritatea rotoarelor reale: dezechilibru dinamic.

▸ De ce gradele G sunt pe o scară logaritmică?

Factorul 2,5 între grade acoperă întreaga gamă de la giroscoape (G 0,4) la motoarele diesel marine (G 4000). Scalarea logaritmică este adecvată deoarece severitatea percepută a vibrațiilor și durata de viață a rulmenților urmează relații logaritmice. Fiecare treaptă ≈ aceeași modificare relativă a calității.

▸ Pot verifica conformitatea cu un balancer portabil?

Da. Balanset-1A: Calculator ISO 1940 încorporat, alocare automată a planului, comparare în timp real a reziduurilor vs. limită, raport formal de echilibru. Precizie ±5% suficientă pentru G 16-G 2.5. Pentru G 1.0, este necesară o pregătire atentă.

Articole legate de glosar

Calitatea echilibrului

Calculator interactiv de grad G cu tabele de toleranță complete

ISO 14694

Categorii BV/FV specifice ventilatoarelor care corespund gradelor G

ISO 10816-1

Evaluarea vibrațiilor - măsurarea calității echilibrului în serviciu

Dezechilibra

Tipuri, măsurarea și corectarea dezechilibrului de masă

Frecvență naturală

Viteze critice și limita rotor rigid/flexibil

Echilibrarea rotorului

Proceduri de echilibrare pe un singur plan și pe două planuri

Echilibrul față de ISO 1940-1 - Pe teren

Aparatele de echilibrare portabile Vibromera includ calculatoare de toleranță ISO 1940 încorporate, alocarea automată a planului și rapoarte oficiale de echilibrare care documentează gradul G obținut.

Parcurgeți echipamente de echilibrare →