Ako vypočítate prípustnú zostatkovú nevyváženosť z triedy G?

Použite vzorec: U_na (g-mm) = (9549 x G x M) / n, kde G je číslo triedy v mm/s, M je hmotnosť rotora v kg a n sú maximálne prevádzkové otáčky v otáčkach za minútu. Napríklad rotor s hmotnosťou 50 kg pri 3000 otáčkach za minútu s G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Akú triedu G mám použiť pre čerpadlo, ventilátor alebo motor?

G 6.3 pre väčšinu priemyselných ventilátorov, čerpadiel a elektromotorov. G 2.5 pre vysokorýchlostné čerpadlá alebo čerpadlá pre kritické prevádzky (API 610), plynové turbíny a turbokompresory. G 1.0 pre presné brúsne vretená. G 16 pre nekritické poľnohospodárske alebo drviace zariadenia.

Ako rozdeliť toleranciu medzi dve korekčné roviny?

Pri symetrických rotoroch: rozdeľte 50/50. Pri asymetrických rotoroch s medzinápravovými ložiskami: Pri rotoroch s previsnutými ložiskami je potrebný prepočet na základe momentu s prísnejšími toleranciami.

Aké typy nerovnováhy definuje norma ISO 1940-1?

Tri typy: Statická nevyváženosť (os hmotnosti je rovnobežná, ale posunutá, korigovaná v jednej rovine), párová nevyváženosť (os hmotnosti prechádza stredom hmotnosti, ale je naklonená, korigovaná v dvoch rovinách) a dynamická nevyváženosť (všeobecný prípad kombinujúci obe, korigovaný v dvoch rovinách).

Môžem overiť zhodu s normou ISO 1940-1 pomocou prenosného vyvažovacieho zariadenia?

Áno. Balanset-1A obsahuje zabudovanú kalkulačku tolerancie ISO 1940. Vypočíta U_per, rozdelí medzi roviny, porovná nameraný zvyšok s limitom a vygeneruje formálnu správu o vyvážení dokumentujúcu zhodu so špecifikovanou triedou G.

ISO 1940-1 - Požiadavky na kvalitu vyváženia tuhých rotorov - Vibromera

ISO 1940-1 - Požiadavky na kvalitu rovnováhy pre tuhé rotory

Q: Čo je norma ISO 1940-1?

ISO 1940-1 je medzinárodná norma, ktorá definuje požiadavky na kvalitu vyváženia pevných rotorov pomocou systému stupňov G. Uvádza vzorec U_per = (9549 x G x M) / n na výpočet prípustnej zostatkovej nevyváženosti a tabuľku, ktorá priraďuje stupne G k typom rotorov. Bola nahradená normou ISO 21940-11, ale hodnoty tried G a metodika zostávajú rovnaké.

Q: Aký je rozdiel medzi normami ISO 1940-1 a ISO 21940-11?

Norma ISO 21940-11:2016 nahrádza normu ISO 1940-1:2003 ako súčasť komplexnej série noriem ISO 21940. Systém triedy G, tolerančné hodnoty a odporúčania pre použitie sú identické. Norma ISO 21940-11 obsahuje menšie redakčné vylepšenia, ale žiadne technické zmeny.

Q: Čo je to pevný rotor?

Tuhý rotor je taký, ktorého pružné deformácie pod vplyvom odstredivých síl sú zanedbateľne malé v porovnaní so špecifikovanými toleranciami nevyváženosti v celom rozsahu prevádzkových otáčok. Rotor vyvážený pri nízkych otáčkach zostáva vyvážený pri prevádzkových otáčkach. Rotory nad ich prvou kritickou rýchlosťou ohybu sú pružné.

Zariadenia

Prenosný vyvažovač a analyzátor vibrácií Balanset-1A

Diely

Senzor vibrácií

Diely

Optický senzor (laserový tachometer)

Súprava na vyvažovanie rotora Vibromera: prenosné puzdro, viackanálový prevodník signálu, ručný analyzátor, magnetická základňa, vibračné senzory a špirálové káble.

Zariadenia

Balanset-4

Diely

Magnetický stojan Insize-60-kgf

Diely

Reflexná páska

Balanset-1A. Prenosný vyvažovač , analyzátor vibrácií

Zariadenia

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

📌 Kanonický referenčný článok - vibromera.eu

Základná medzinárodná norma definujúca systém kvality váh triedy G - od G 0,4 (gyroskopy) po G 4000 (lodné diesely). Teraz je začlenená do normy ISO 21940-11 s identickými hodnotami a metodikou triedy G.

Prípustná zostatková nevyváženosť

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - zadajte údaje o rotore, získajte U_za

Trieda G (kvalita vyváženia)

Hmotnosť rotora (kg)

Maximálna rýchlosť (RPM)

Korekčné roviny

Polomer korekcie (mm, voliteľné)

Výsledky - ISO 1940-1

Prípustná zostatková nevyváženosť

⚖️Zadajte parametre rotora
na výpočet tolerancie

Triedy kvality G-Grade Balance

Logaritmická stupnica s faktorom 2,5 medzi susednými stupňami - od veľmi presného G 0,4 po námorný G 4000

G 1.0

e-ω = 1,0 mm/s

Presné brúsne vretená, magnetofóny, malé vysokorýchlostné armatúry

G 2.5

e-ω = 2,5 mm/s

Plynové/parné turbíny, turbogenerátory, turbokompresory, vysokorýchlostné motory

G 6.3

e-ω = 6,3 mm/s

Štandard - ventilátory, čerpadlá, zotrvačníky, motory, pohony obrábacích strojov

G 16

e-ω = 16 mm/s

Poľnohospodárske stroje, drviče, kardanové hriadele, komponenty pohonu

📋 Kompletná tabuľka triedy G - ISO 1940-1 / ISO 21940-11

G-trieda	e-ω (mm/s)	Typické typy rotorov	Poznámky
G 0.4	0.4	Gyroskopy, presné vretená, optické diskové jednotky	Blízka hranica konvenčného vyvažovania
G 1.0	1.0	Brúsenie vretenových pohonov, magnetofónov, malých presných armatúr	Vyžaduje mimoriadne čisté podmienky
G 2.5	2.5	Plynové a parné turbíny, turbogenerátory, turbokompresory, vysokorýchlostné motory	Zabraňuje predčasnému poškodeniu ložiska
G 6.3	6.3	Ventilátory, čerpadlá, zotrvačníky, elektromotory, obrábacie stroje, papierové kotúče	Najbežnejšie - predvolená trieda
G 16	16	Kardanové hriadele (špeciálne), poľnohospodárske stroje, drviče, banské ventilátory	Ťažké zaťaženie, náročné podmienky
G 40	40	Kolesá a disky automobilov, kardanové hriadele (štandard), pomalé ventilátory	Prevláda variácia pneumatík
G 100	100	Kompletné motory osobných a nákladných automobilov a lokomotív	IC motory ako zostavy
G 250	250	Kľukové hriadele vysokorýchlostných dieselových motorov	Na úrovni komponentov
G 630	630	Kľukové hriadele veľkých štvortaktných motorov, lodné dieselové motory na pružnom uložení	Veľké nízkootáčkové vratné
G 1600	1600	Kľukové hriadele veľkých dvojtaktných motorov	Veľmi pomalé, masívne základy
G 4000	4000	Kľukové hriadele nízkootáčkových lodných dieselov na pevných základoch	Najvoľnejšie požiadavky

📊 Predbežne vypočítané tolerancie pre bežné priemyselné rotory

Typ rotora	Hmotnosť (kg)	RPM	G	U_za (g-mm)	Na lietadlo	e_za (µm)
Malý motor	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilátor HVAC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Obežné koleso čerpadla	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbokompresor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Rolka papiera	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilátor elektrárne	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Brúsne vreteno	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Koleso auta	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Metódy prideľovania tolerancie - ISO 1940-1 kapitola 7

Typ rotora	Pridelenie	Vzorec	Poznámky
Symetrické	Rovnomerné rozdelenie	U_L=U_R=U_za/2	Najjednoduchší prípad. Motory, niektoré ventilátory.
Asymetrické medziľahlé ložiská	Proporcionálne	U_L=U_za-(b/L)	Najbežnejšia metóda.
Previsnuté (konzolové)	Momentálne	Statické rovnice	Prísnejšie tolerancie na previsnutej rovine.
Úzke (roviny blízko)	Oddelený statický + pár	Podľa normy ISO 21940-12	Rôzne účinky vibrácií.

Čo je norma ISO 1940-1?

Rýchla odpoveď

ISO 1940-1 (Mechanické vibrácie - požiadavky na kvalitu rovnováhy rotorov v konštantnom (tuhom) stave) definuje Systém kvality vyváženia triedy G pre tuhé rotory. Vzorec U_za = (9 549 × G × M) / n vypočíta prípustný zvyšok nevyváženosť. Nahradené ISO 21940-11:2016 s rovnakými hodnotami. Predvolená trieda pre priemyselné stroje: G 6.3.

ISO 1940-1 je základným dokumentom pre vyvažovanie rotorov na celom svete. Jej systém triedy G je de facto jazykom vyvažovania: "vyváženie podľa G 6.3" chápe každý odborník na celom svete. Norma sa vzťahuje na tuhé rotory od malých presných vretien až po masívne kľukové hriadele a poskytuje univerzálny rámec na špecifikáciu, výpočet a overovanie kvality vyváženia.

Norma sa vzťahuje len na tuhý rotory - tie, ktorých pružné deformácie pod vplyvom odstredivých síl sú zanedbateľné v celom rozsahu prevádzkových otáčok. Na pružné rotory (pracujúce nad prvou kritickou rýchlosťou ohybu) sa vzťahuje norma ISO 21940-12.

Koncepcia tuhého rotora

Rotor sa klasifikuje ako tuhý, ak sa jeho rozloženie hmotnosti výrazne nemení pri zmene otáčok od nuly po maximálne prevádzkové otáčky. Kľúčový dôsledok: rotor vyvážený pri nízkych otáčkach na vyvažovacom stroji zostáva vyvážený pri svojich prevádzkových otáčkach. To umožňuje vyvažovanie pri 300-600 otáčkach za minútu na dielenskom stroji pri dodržaní tolerancií pri 3 000+ otáčkach za minútu v prevádzke.

Ak rotor pracuje v nadkritickej oblasti (nad prvým ohybom kritická rýchlosť) alebo v blízkosti rezonancia, výchylky menia efektívne rozloženie hmotnosti a vyvažovanie pri nízkych rýchlostiach môže byť pri vysokých rýchlostiach neúčinné. Takéto rotory sa klasifikujú ako pružné.

Na čo sa norma ISO 1940-1 NEvzťahuje

Rotory s meniacou sa geometriou (kĺbové hriadele, lopatky vrtuľníka). Rezonancia v systémoch rotor-nosný základ. Aerodynamické a hydrodynamické sily, ktoré nesúvisia s rozložením hmotnosti. Konkrétne pre ventilátory pozri ISO 14694 (kategórie BV/FV).

Typy nevyváženosti

Nerovnováha = os zotrvačnosti rotora ≠ os otáčania. Vo vektorovom tvare: U = m × r (g-mm). ISO 1940-1 klasifikuje tri typy:

Statická nerovnováha: Os zotrvačnosti rovnobežná s osou otáčania, ale posunutá. Ekvivalent jednej nevyváženej hmotnosti. Opraviteľné v jedno lietadlo. Typické: remenice, úzke prevody, obežné kolesá ventilátorov (L/D < 0,5).
Párová nerovnováha: Os zotrvačnosti prechádza stredom hmotnosti, ale je naklonená. Čistá sila je nulová, ale dvojica (pár) otriasa rotorom. Vyžaduje sa . dve roviny.
Dynamická nevyváženosť: Všeobecný prípad - statický + kombinovaný pár. Os zotrvačnosti nie je ani rovnobežná, ani pretínajúca os otáčania. Vyžaduje sa dve roviny. Väčšina skutočných rotorov má dynamickú nevyváženosť.

Špecifická nevyváženosť (excentricita)

Špecifická nerovnováha

e = U / M

e v µm (g-mm/kg) | U = nevyváženosť (g-mm) | M = hmotnosť rotora (kg) - posunutie stredu hmotnosti od osi otáčania

Trieda G je definovaná ako súčin e × ω (mm/s) - lineárna rýchlosť obehu stredu hmotnosti rotora okolo osi otáčania. Toto jediné číslo charakterizuje kvalitu vyváženia nezávisle od veľkosti a rýchlosti rotora.

Systém G-Grade - fyzikálny základ

Hmotnostná podobnosť

Pre geometricky podobné rotory: U_za ∝ M → špecifická nerovnováha e_za by mala byť konštantná. Jedna norma platí pre všetky veľkosti.

Podobnosť rýchlosti

Odstredivá sila F = M-e-ω². Na udržanie prijateľného zaťaženia ložiska pri rôznych rýchlostiach je e_za sa musí so zvyšujúcim sa ω znižovať:

Definícia triedy G

G = e_za × ω = konštanta (mm/s)

G 6,3 = stred hmotnosti obieha rýchlosťou ≤ 6,3 mm/s | Susedné stupne sa líšia o faktor 2,5

Výpočet prípustnej zostatkovej nevyváženosti

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 Tolerančný vzorec

U_za = (9 549 × G × M) / n

U_za v g-mm | G = stupeň (mm/s) | M = hmotnosť rotora (kg) | n = maximálne prevádzkové otáčky | 9 549 = 60 000/(2π)

Vypracovaný príklad: Rotor ventilátora, G 6.3

Vzhľadom na to, že: Obežné koleso odstredivého ventilátora, M = 200 kg, n = 1 500 ot/min, G 6,3.

Celkom: U_za = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm

Výstrednosť: e_za = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Na rovinu (symetrické, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

Pri R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g na rovinu

Vždy používajte maximálnu rýchlosť služby

Otáčky vo vzorci musia byť najvyššie otáčky v prevádzke - nie otáčky vyvažovacieho stroja. Mnohé rotory sú vyvážené pri 300-600 otáčkach za minútu, ale tolerancia musí používať skutočné prevádzkové otáčky (napr. 1 480 otáčok za minútu). Použitie otáčok vyvažovačky vedie k nebezpečne nízkym toleranciám.

Pridelenie do opravných lietadiel

U_za sa vzťahuje na stred hmotnosti rotora. V praxi sa vyvažuje v dvoch rovinách (v blízkosti ložísk). Pravidlá kapitoly 7:

Symetrické rotory

CoM v stredovom bode → rovná sa: U_L = U_R = U_za / 2.

Asymetrické medziľahlé nosiče

Asymetrické prideľovanie

U_vľavo = U_za × (b / L) | U_vpravo = U_za × (a / L)

a = CoM na ľavý smer | b = CoM na pravý smer | L = a + b

Previsnuté rotory

Previsnutá hmotnosť vytvára ohybový moment zaťažujúci obe ložiská. Potrebný je prepočet na základe momentu → zvyčajne oveľa prísnejšia tolerancia na previsnutej rovine. Bežné pre čerpadlá, jednostupňové kompresory, konzolové obežné kolesá ventilátorov.

Chyby a overovanie

Zdroje chýb

Systematické: Kalibračný posun stroja, excentrické tŕne, vplyv drážky (ISO 8821), tepelné skreslenie.
Náhodné: Hluk snímača, vôľa podpery, odchýlka uloženia rotora.

Celková chyba nesmie prekročiť 10-15% tolerancie. Ak je väčšia, primerane sprísnite pracovnú toleranciu.

Účinky montáže

Vyváženie komponentov ≠ vyváženie zostavy. Excentricita spojky, radiálne hádzanie, voľné uloženie môžu negovať prácu s komponentom. Vyváženie zostaveného rotora.

Metódy overovania

Indexový test: Otočte rotor o 180° na tŕni, premerajte. Zmena = chyba prípravku.
Skúšobný hmotnostný test: Pridajte známu hmotnosť, overte, či nameraná zmena vektora zodpovedá očakávaniu.
Kontrola v teréne: Meranie vibrácií na ložiskách na ISO 10816.

Balanset-1A: zabudovaný súlad s normou ISO 1940-1

Stránka Balanset-1A automatizuje ISO 1940-1: zadajte hmotnosť, rýchlosť, stupeň G → okamžité U_za s automatickým prideľovaním lietadiel. Po vybalansovaní porovnáva zostatok oproti limitu. Funkcia F6 Reports generuje formálny protokol dokumentujúci dosiahnutý stupeň G. Presnosť ±5% rýchlosti, ±1° fázy - dostatočná pre G 16 až G 2,5. . Balanset-4 rozširuje sa na štyri kanály pre zložité rotory s viacerými ložiskami.

Pracovné príklady

Prípad 1: Elektrický motor - G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 otáčok za minútu, 35 kg, symetrický medzi ložiskami.

Tolerancia: U_za = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/plocha.

Pri R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plochu. Vyvážený obchod: 180 g-mm zostatok. ✅

Prípad 2: Čerpadlo - previsnuté obežné koleso, G 6.3

Rotor: Hriadeľ + obežné koleso 18 kg, 2 950 ot/min. Obežné koleso 6 kg s presahom 120 mm. Rozpätie ložísk 250 mm.

Celkom: U_za = 367 g-mm. Rozdelenie momentu: vpredu ≈ 202, vzadu ≈ 165 g-mm.

Vyvážené pole s Balanset-1A jednoplošný: 8,5 g pri 230°. Konečná: 95 g-mm. ✅

Prípad 3: Turbokompresor - G 2.5

Rotor: 3-stupňový, 65 kg, 12 000 ot/min. Mierne asymetrický.

Tolerancia: U_za = 129 g-mm → 65/plocha → pri R = 95 mm: 0,68 g/plochu.

Presnosť podprogramu → iba vysokorýchlostný stroj v dielni. Indexový test: chyba tŕňa < 5 g-mm. Konečná hodnota: 28 g-mm/plocha. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Hodnoty triedy G, vzorce, aplikačné tabuľky - identické. Žiadne technické zmeny.
Séria ISO 21940: Časť 11 (kvalita), Časť 12 (flexibilita), Časť 14 (postupy), Časť 21 (popisy), Časť 31 (citlivosť), Časť 32 (kľúče).
Obe označenia sa v praxi používajú zameniteľne.
ISO 14694 Kategórie BV priamo odkazujú na triedy G.

ISO 21940-11: Tento štandard - systém triedy G.
ISO 21940-12: Pružné vyvažovanie rotora.
ISO 10816 / ISO 20816: Hodnotenie vibrácií - prevádzkový výsledok kvality vyváženia.
ISO 14694: Kategórie BV/FV špecifické pre ventilátory → triedy G.
ISO 8821: Vplyv na kľúčovú dráhu (konvencia polovičného kľúča).
API 610 / API 617: Ropné čerpadlá/kompresory s odkazom na ISO 1940.

Oficiálny štandard: ISO 1940-1 na ISO Store →

← Späť na index slovníka

Často kladené otázky - ISO 1940-1

Systém kvality vyváženia triedy G pre tuhé rotory

▸ Aký je rozdiel medzi normami ISO 1940-1 a ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 nahrádza normu ISO 1940-1:2003. Systém triedy G, tolerančné hodnoty a tabuľky použitia sú identické. ISO 21940-11 obsahuje drobné redakčné vylepšenia, ale žiadne technické zmeny. Obe označenia sa používajú zameniteľne.

▸ Ako vypočítam prípustnú zostatkovú nerovnováhu?

U_za = (9 549 × G × M) / n - G = stupeň (mm/s), M = hmotnosť (kg), n = maximálne otáčky. Príklad: 50 kg pri 3 000 otáčkach za minútu, G 6,3 → 9 549 × 6,3 × 50 / 3 000 = 1 003 g-mm. Hodnotu na rovinu vydeľte rovinami.

▸ Čo je to pevný rotor?

Rotor, ktorého pružné deformácie pod vplyvom odstredivých síl sú v celom rozsahu prevádzkových otáčok zanedbateľne malé. Vyvážený pri nízkych otáčkach → zostáva vyvážený pri prevádzkových otáčkach. Rotory nad prvým ohybom kritická rýchlosť sú flexibilné a vyžadujú normu ISO 21940-12.

▸ Aká trieda G pre čerpadlá, ventilátory alebo motory?

G 6.3 - väčšina ventilátorov, čerpadiel, všeobecných motorov. G 2.5 - turbíny, turbokompresory, kritické čerpadlá (API 610). G 1.0 - brúsne vretená. G 16 - poľnohospodárske/drviče. Pre fanúšikov: ISO 14694 Kategórie BV sa priraďujú k triedam G.

▸ Ako prideliť toleranciu medzi rovinami?

Symetrické: 50/50. Asymetrické: úmerné reakciám ložiska - U_vľavo = U_za×(b/L). Prevýšenie: na základe momentu s prísnejšou toleranciou prevýšenia. . Balanset-1A automaticky spracováva prideľovanie.

▸ Aké sú tri typy nerovnováhy?

Statická stránka - posunutá, ale paralelná, jednorovinná oprava. Pár - naklonená cez CoM, dvojrovinná fixácia. Dynamické - všeobecná (statická+spojková), dvojrovinná oprava. Väčšina skutočných rotorov: dynamická nevyváženosť.

▸ Prečo sú stupne G na logaritmickej stupnici?

Koeficient 2,5 medzi triedami pokrýva celý rozsah od gyroskopov (G 0,4) po lodné diesely (G 4000). Logaritmické škálovanie je vhodné, pretože vnímaná intenzita vibrácií a životnosť ložísk sa riadia logaritmickými vzťahmi. Každý krok ≈ rovnaká relatívna zmena kvality.

▸ Môžem overiť súlad s prenosným balancerom?

Áno. Balanset-1A: zabudovaná kalkulačka ISO 1940, automatické prideľovanie lietadiel, porovnanie zostatku s limitom v reálnom čase, formálna správa o zostatku. Presnosť ±5% dostatočná pre G 16-G 2,5. Pre G 1,0 je potrebná dôkladná príprava.

Súvisiace články s glosárom

Stupeň kvality vyváženia

Interaktívna kalkulačka triedy G s úplnými tabuľkami tolerancií

ISO 14694

Kategórie BV/FV špecifické pre ventilátory, ktoré sa mapujú na triedy G

ISO 10816-1

Hodnotenie vibrácií - meranie kvality rovnováhy v prevádzke

Nerovnováha

Typy, meranie a korekcia nevyváženosti hmotnosti

Prirodzená frekvencia

Kritické rýchlosti a hranica tuhý/ohybný rotor

Vyvažovanie rotora

Postupy vyvažovania v jednej rovine a v dvoch rovinách

Bilancia podľa ISO 1940-1 - V teréne

Prenosné vyvažovačky Vibromera obsahujú zabudované kalkulačky tolerancie ISO 1940, automatické prideľovanie rovín a formálne správy o vyvážení dokumentujúce dosiahnutú triedu G.

Prehľadávať vyvažovacie zariadenia →