ISO 1940-1 - Zahteve glede kakovosti uravnoteženja za toge rotorje
Temeljni mednarodni standard, ki opredeljuje sistem kakovosti uravnoteženja razreda G - od G 0,4 (žiroskopi) do G 4000 (ladijski dizelski motorji). Zdaj je vključen v standard ISO 21940-11 z enakimi vrednostmi razreda G in metodologijo.
Vibromera v Balanset-1A vgradi celotno tabelo razredov od G 0.4 do G 4000, tako da naprava takoj po teku s poskusno utežjo poroča o doseženi kakovosti uravnoteženja glede na ISO 1940-1.
Dovoljena preostala neuravnoteženost
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - vnesite podatke o rotorju, dobite Una
Rezultati - ISO 1940-1
Dovoljena preostala neuravnoteženost
za izračun tolerance
Razredi kakovosti uravnoteženja G
Logaritemska lestvica s faktorjem 2,5 med sosednjimi razredi - od ultra natančnega G 0,4 do pomorskega G 4000
📋 Celotna tabela razreda G - ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| G-razred | e·ω (mm/s) | Tipični tipi rotorjev | Opombe |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Žiroskopi, natančna vretena, pogoni za optične diske | Blizu meje konvencionalnega uravnoteženja |
| G 1.0 | 1.0 | Pogoni za brušenje vretena, magnetofoni, majhni precizni armature | Zahteva izjemno čiste pogoje |
| G 2.5 | 2.5 | Plinske in parne turbine, turbogeneratorji, turbokompresorji, hitri motorji | Preprečuje prezgodnje poškodbe ležajev |
| G 6.3 | 6.3 | Ventilatorji, črpalke, vztrajniki, elektromotorji, strojna orodja, papirni zvitki | Najpogostejši - privzeti razred |
| G 16 | 16 | kardanske gredi (posebne), kmetijski stroji, drobilniki, rudniški ventilatorji | Za zahtevno uporabo, ostri pogoji |
| G 40 | 40 | Avtomobilska kolesa in platišča, kardanske gredi (standardno), počasni ventilatorji | Prevladujejo razlike v pnevmatikah |
| G 100 | 100 | Popolni motorji avtomobilov, tovornjakov in lokomotiv | Motorji z notranjim izgorevanjem kot sklopi |
| G 250 | 250 | Klopne gredi visokohitrostnih dizelskih motorjev | Na ravni komponente |
| G 630 | 630 | ročične gredi velikih štiritaktnih motorjev, ladijskih dizelskih motorjev na elastičnih nosilcih | Velik batni sistem z nizko hitrostjo |
| G 1600 | 1600 | ročične gredi velikih dvotaktnih motorjev | Zelo počasi, masivni temelji |
| G 4000 | 4000 | Klopne gredi nizkohitrostnih ladijskih dizelskih motorjev na togih temeljih | Najbolj ohlapne zahteve |
📊 Predhodno izračunane tolerance za običajne industrijske rotorje
| Vrsta rotorja | Masa (kg) | RPM | G | Una (g-mm) | Na letalo | ena (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Majhen motor | 8 | 2 900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| Ventilator HVAC | 45 | 1 480 | G 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Delovno kolo črpalke | 25 | 2 950 | G 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Turbokompresor | 120 | 8 000 | G 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Zvitek papirja | 2 000 | 300 | G 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Ventilator elektrarne | 350 | 990 | G 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Vreteno za brušenje | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Avtomobilsko kolo | 12 | 800 | G 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Metode dodeljevanja toleranc - ISO 1940-1, poglavje 7
| Vrsta rotorja | Dodelitev | Formula | Opombe |
|---|---|---|---|
| Simetrični | Enakomerna razdelitev | UL=UR=Una/2 | Najenostavnejši primer. Motorji, nekaj ventilatorjev. |
| Asimetrični medležajni sistem | Proporcionalno | UL=Una-(b/L) | Najpogostejša metoda. |
| Previsni (konzolni) | Na podlagi trenutka | Statični izračuni | Strožje tolerance na previsni ravnini. |
| Ozko (letala so blizu) | Ločeni statični + parni | V skladu s standardom ISO 21940-12 | Različni učinki vibracij. |
Kaj je ISO 1940-1?
Hiter odgovor
ISO 1940-1 (Mehanske vibracije - Zahteve glede kakovosti uravnoteženja rotorjev v stalnem (togem) stanju) opredeljuje Sistem kakovosti uravnoteženja razreda G za toge rotorje. Enačba Una = (9 549 × G × M) / n izračuna dovoljeni ostanek neuravnoteženost. Nadomešča ISO 21940-11:2016 z enakimi vrednostmi. Privzeti razred za industrijske stroje: G 6.3.
ISO 1940-1 je temeljni dokument za uravnoteženje rotorjev po vsem svetu. Njegov sistem razredov G je dejanski jezik uravnoteženja: "uravnoteženje po standardu G 6.3" razumejo vsi strokovnjaki po vsem svetu. Standard zajema toge rotorje od majhnih preciznih vreten do masivnih ročičnih gredi in zagotavlja univerzalni okvir za določanje, izračunavanje in preverjanje kakovosti uravnoteženja.
Standard velja le za tog rotorji - rotorji, katerih elastične deformacije pod vplivom centrifugalnih sil so zanemarljive v celotnem območju obratovalne hitrosti. Prožni rotorji (ki delujejo nad prvo kritično hitrostjo upogibanja) so zajeti v standardu ISO 21940-12.
Koncept togega rotorja
Rotor je tog, če se njegova porazdelitev mase pri spreminjanju hitrosti od nič do največje obratovalne hitrosti bistveno ne spreminja. Ključna posledica: rotor, uravnotežen pri nizki hitrosti na izravnalnem stroju, ostane uravnotežen pri delovni hitrosti. To omogoča uravnoteženje pri 300-600 vrtljajih na minuto na stroju v delavnici, pri čemer so upoštevane tolerance pri 3 000+ vrtljajih na minuto v obratovanju.
Če rotor deluje v nadkritičnem območju (nad prvim upogibom kritična hitrost) ali v bližini resonanca, deformacije spremenijo porazdelitev efektivne mase in uravnoteženje pri nizki hitrosti je lahko pri visoki hitrosti neučinkovito. Takšni rotorji se uvrščajo med prožne.
Česa ISO 1940-1 NE pokriva
Rotorji s spreminjajočo se geometrijo (členaste gredi, lopatice helikopterjev). Resonanca v sistemih rotorja, podpore in temeljev. Aerodinamične in hidrodinamične sile, ki niso povezane s porazdelitvijo mase. Posebej za ventilatorje glej ISO 14694 (za ventilatorje specifične kategorije BV in meje vibracij).
Vrste neravnovesja
Neuravnoteženost = os vztrajnosti rotorja ≠ os vrtenja. V vektorski obliki: U = m × r (g-mm). Standard ISO 1940-1 razvršča tri vrste:
- Statična neuravnoteženost: Inercijska os je vzporedna z osjo vrtenja, vendar premaknjena. Enotna neuravnotežena ekvivalentna masa. Popravljivo v eno letalo. Značilno: jermenice, ozki zobniki, rotorji ventilatorjev (L/D < 0,5).
- Neuravnoteženost parov: Os vztrajnosti poteka skozi masno središče, vendar je nagnjena. Neto sila je enaka nič, vendar par (par) niha rotor. Zahteva se . dve ravnini.
- Dinamično neuravnoteženje: Splošni primer - kombinacija statičnega in parnega sistema. Os vztrajnosti ni niti vzporedna niti se ne križa z osjo vrtenja. Zahteva se . dve ravnini. Večina pravih rotorjev ima dinamično neuravnoteženost.
Specifična neuravnoteženost (ekscentričnost)
Razred G je opredeljen kot izdelek e × ω (mm/s) - linearna hitrost masnega središča rotorja, ki kroži okoli osi vrtenja. To edino število označuje kakovost ravnotežja neodvisno od velikosti in hitrosti rotorja.
Sistem razredov G - fizikalna osnova
Podobnost mase
Za geometrijsko podobne rotorje: Una ∝ M → specifična neuravnoteženost ena mora biti konstantna. En standard velja za vse velikosti.
Podobnost hitrosti
Centrifugalna sila F = M-e-ω². Za ohranjanje sprejemljivih obremenitev ležajev pri različnih hitrostih je ena se mora s povečevanjem ω zmanjševati:
Izračun dovoljene preostale neuravnoteženosti
Delovni primer: G 6.3: Vrtilnik ventilatorja, G 6.3
Dano: Rotor centrifugalnega ventilatorja, M = 200 kg, n = 1 500 vrtljajev na minuto, G 6,3.
Skupaj: Una = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm
Ekscentričnost: ena = 8 021 / 200 = 40,1 µm
Na ravnino (simetrično, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g-mm
Pri R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g na ravnino
Vedno uporabljajte največjo hitrost storitve
Število vrtljajev v formuli mora biti najvišje število vrtljajev v obratovanju - ne število vrtljajev izravnalnega stroja. Veliko rotorjev se uravnoteži pri 300-600 vrtljajih na minuto, vendar je treba pri toleranci uporabiti dejansko delovno hitrost (npr. 1 480 vrtljajev na minuto). Uporaba hitrosti balansirnega stroja povzroča nevarno ohlapne tolerance.
Dodelitev v letala popravkov
Una velja za masno središče rotorja. V praksi se ravnotežje izvaja v dveh ravninah (v bližini ležajev). Pravila iz poglavja 7:
Simetrični rotorji
CoM na srednji točki → enako: UL = UR = Una / 2.
Asimetrično mednosno letev
Rotorji s previsom
Previsoka masa povzroča upogibni moment, ki obremenjuje oba ležaja. Potreben je ponovni izračun na podlagi momenta → običajno veliko manjša toleranca na previsni ravnini. Pogosto pri črpalkah, enostopenjskih kompresorjih, konzolnih lopaticah ventilatorjev.
Napake in preverjanje
Viri napak
- Sistematično: Odmik kalibracije stroja, ekscentrični trni, vplivi vbodnih utorov (ISO 8821), toplotne deformacije.
- Naključno: Hrup senzorja, zračnost nosilca, odstopanja pri posedanju rotorja.
Skupna napaka ne sme presegati 10-15% tolerance. Če je večja, ustrezno povečajte delovno toleranco.
Učinki sestavljanja
Izravnava sestavnih delov ≠ izravnava sklopa. Ekscentričnost sklopke, radialni tek, ohlapno prileganje lahko izničijo delo komponent. Izravnajte sestavljeni rotor.
Metode preverjanja
- Indeksni test: Obrnite rotor za 180° na trnju in ponovno izmerite. Sprememba = napaka pri pritrditvi.
- Preizkusna teža: Dodajte znano maso in preverite, ali se izmerjena sprememba vektorja ujema s pričakovanji.
- Preverjanje na terenu: Merjenje vibracij na ležajih na ISO 10816.
Balanset-1A: vgrajena skladnost s standardom ISO 1940-1
Balanset-1A avtomatizira ISO 1940-1: vnesite maso, hitrost, razred G → trenutni Una s samodejnim dodeljevanjem letal. Po uravnoteženju primerja preostanek z omejitvijo. Funkcija F6 Reports ustvari uradni protokol, ki dokumentira doseženo stopnjo G. Natančnost ±5% hitrosti, ±1° faze - zadostuje za G 16 do G 2,5. Balanset-4 razširitev na štiri kanale za kompleksne rotorje z več ležaji.
Delovni primeri
Primer 1: Električni motor - G 6.3
Rotor: 15 kW, 1 460 vrt/min, 35 kg, simetrični medležajni.
Toleranca: Una = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/ravnina.
Pri R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/ploščo. Uravnoteženo v delavnici: preostanek 180 g-mm. ✅
Primer 2: Črpalka - previsni rotor, G 6.3
Rotor: Gred + rotor 18 kg, 2 950 vrtljajev na minuto. Vrtavka 6 kg, previs 120 mm. Razpon ležaja 250 mm.
Skupaj: Una = 367 g-mm. Razporeditev momentov: spredaj ≈ 202, zadaj ≈ 165 g-mm.
Uravnoteženo na terenu z Balanset-1A enojna ravnina: 8,5 g pri 230°. Končni rezultat: 95 g-mm. ✅
Primer 3: Turbokompresor - G 2,5
Rotor: 3-stopenjski, 65 kg, 12 000 vrtljajev na minuto. Nekoliko asimetričen.
Toleranca: Una = 129 g-mm → 65/ravnina → pri R = 95 mm: 0,68 g/ploskev.
Podgramska natančnost → samo stroj za visoke hitrosti. Test indeksa: napaka trna < 5 g-mm. Končni rezultat: 28 g-mm/ploščo. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Vrednosti razreda G, formule, preglednice uporabe - enaki. Brez tehničnih sprememb.
- Serija ISO 21940: del (kakovost), 12. del (prožnost), 14. del (postopki), 21. del (opisi), 31. del (dovzetnost), 32. del (ključi).
- Obe poimenovanji se v praksi uporabljata izmenično.
- ISO 14694 Kategorije BV se neposredno sklicujejo na razrede G.
Sorodni standardi
- ISO 21940-11: Ta standard - sistem razreda G.
- ISO 21940-12: Prilagodljivo uravnoteženje rotorja.
- ISO 10816 / ISO 20816: Vrednotenje vibracij - obratovalni rezultat kakovosti uravnoteženja.
- ISO 14694: Za ventilatorje specifične kategorije BV, razredi uravnoteženja in meje vibracij.
- ISO 8821: Vpliv na ključ (konvencija polovičnega ključa).
- API 610 / API 617: Naftne črpalke/kompresorji s sklicevanjem na ISO 1940.
Uradni standard: ISO 1940-1 na ISO Store →
Na tej strani
Kalkulator toleranc Miza razreda G Kaj je ISO 1940-1? Koncept togega rotorja Vrste neravnovesja Statično / par / dinamično Specifična neuravnoteženost Sistem razreda G Zakoni o podobnosti Formula tolerance Dodelitev ravnine Simetrično / asimetrično Previsoki rotorji Napake in preverjanje Študije primerov (3) ISO 21940-11 Prehod Pogosta vprašanja (8 vprašanj)Oprema za uravnoteženje
Prenosno uravnoteženje na terenu z vgrajenim kalkulatorjem toleranc ISO 1940 in preverjanjem razreda G.
Balanset-1A → Balanset-4 →Pogosto zastavljena vprašanja - ISO 1940-1
Sistem kakovosti uravnoteženja razreda G za toge rotorje
▸ Kakšna je razlika med ISO 1940-1 in ISO 21940-11?
▸ Kako izračunam dovoljeno preostalo neuravnoteženost?
▸ Kaj je togi rotor?
▸ Kateri razred G za črpalke, ventilatorje ali motorje?
▸ Kako dodeliti toleranco med ravninami?
▸ Katere so tri vrste neuravnoteženosti?
▸ Zakaj so ocene G na logaritemski lestvici?
▸ Ali lahko preverim skladnost s prenosnim balanserjem?
Ravnotežje za ISO 1940-1 - Na terenu
Prenosne tehtnice Vibromera vključujejo vgrajene kalkulatorje toleranc ISO 1940, samodejno dodeljevanje ravnin in uradna poročila o tehtanju, ki dokumentirajo doseženo stopnjo G.
Poiščite opremo za uravnoteženje →
