ИСО 1940-1 — Захтеви за квалитет балансирања за круте роторе
Основни међународни стандард који дефинише квалитетни систем балансирања G-класе — од G 0.4 (жироскопи) до G 4000 (морски дизели). Сада укључен у ISO 21940-11, са идентичним вредностима и методологијом G-класе.
Vibromera уграђује потпуну табелу класа од G 0.4 до G 4000 у Balanset-1A, тако да уређај одмах након пробног мерења са тегом извештава о постигнутом квалитету балансирања према ISO 1940-1.
Дозвољена преостала неравнотежа
ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — унесите податке о ротору, добијте Uпо
Резултати — ISO 1940-1
Дозвољени резидуални дисбаланс
да се израчуна толеранција
Г-Грејд Баланс Квалитет Грејдова
Логаритамска скала са фактором 2,5 између суседних степена — од ултра-прецизне G 0.4 до морске G 4000
📋 Комплетна табела G-класе — ISO 1940-1 / ISO 21940-11
| G-разред | е·ω (мм/с) | Типични типови ротора | Белешке |
|---|---|---|---|
| G 0.4 | 0.4 | Жироскопи, прецизне вретена, оптичке јединице за дискове | Близу границе конвенционалног балансирања |
| G 1.0 | 1.0 | погонска вратила, снимачи на траку, мале прецизне арматуре | Захтева ултра-чисте услове |
| Г 2.5 | 2.5 | Гасне и парне турбине, турбогенератори, турбокомпресори, високобрзински мотори | Спречава преурањено оштећење лежаја |
| Г 6.3 | 6.3 | Вентилатори, пумпе, маховици, електрични мотори, машински алати, ролни папира | Најчешће — подразумевана оцена |
| Г 16 | 16 | Карданске осовине (специјалне), пољопривредни машини, дробилице, рударски вентилатори | За тешке и сурове услове |
| Г 40 | 40 | Аутомобилске гуме и фелне, карданске осовине (стандардне), спори вентилатори | Варијанта точкова доминира |
| Г 100 | 100 | Цели мотори аутомобила, камиона, локомотива | Моторе са унутрашњим сагоревањем као склопове |
| Г 250 | 250 | Коленаста вратила високобрзинских дизел мотора | На нивоу компоненти |
| Г 630 | 630 | Коленаста вратила великих четворотактних мотора, морских дизела на еластичним носачима | Велики клипни нискобрзински |
| Г 1600 | 1600 | Коленаста вратила великих двотактних мотора | Веома споро, масивне основе |
| Г 4000 | 4000 | Коленаста вратила нискобрзинских поморских дизел-мотора на чврстим темељима | Најслабији захтеви |
📊 Претходно израчунате толеранције за уобичајене индустријске роторе
| Тип ротора | Маса (кг) | RPM | Г | Упо (грама-милиметар) | По равни | eпо (микрометара) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мали мотор | 8 | 2 900 | Г 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| вентилатор за грејање, вентилацију и климатизацију | 45 | 1 480 | Г 6.3 | 1 835 | 918 | 40.8 |
| Ротор пумпе | 25 | 2 950 | Г 6.3 | 510 | 255 | 20.4 |
| Турбокомпресор | 120 | 8 000 | Г 2.5 | 358 | 179 | 3.0 |
| Ролна папира | 2 000 | 300 | Г 6.3 | 401 000 | 200 500 | 200.5 |
| Вентилатор електране | 350 | 990 | Г 2.5 | 8 468 | 4 234 | 24.2 |
| Брусеће вретено | 2 | 24 000 | G 1.0 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
| Точак аутомобила | 12 | 800 | Г 40 | 5 729 | 2 865 | 477 |
📐 Методе расподеле толеранција — ISO 1940-1 Поглавље 7
| Тип ротора | Алокација | Формула | Белешке |
|---|---|---|---|
| Симетричан | Једнако подељено | УЛ=UР=Uпо/2 | Најједноставнији случај. Мотори, неки вентилатори. |
| Асиметрично између лежајева | Пропорционално | УЛ=Uпо·(б/Л) | Најчешћи метод. |
| Препуст (конзола) | Засновано на тренутку | Статичке једначине | Строже толеранције на препуштеној равни. |
| Уско (планови близу) | Одвоји статику и пар | Према ISO 21940-12 | Различити ефекти вибрације. |
Шта је ISO 1940-1?
Брзи одговор
ИСО 1940-1 (Механичке вибрације — захтеви за квалитет балансирања ротора у константном (крутом) стању) дефинише Систем квалитета за балансирање G-класе за круте роторе. Формула Упо = (9 549 × G × M) / n рачуна дозвољени резидуал неравнотежа. Замењено ISO 21940-11:2016 са идентичним вредностима. Стандардна оцена за индустријске машине: Г 6.3.
ISO 1940-1 је основни документ за балансирање ротора широм света. Његов G-систем је де факто језик балансирања: "балансирати по G 6,3" разуме сваки стручњак широм света. Стандард обухвата круте роторе, од ситних прецизних вретена до масивних коленастих вратила, пружајући универзални оквир за специфицирање, прорачун и проверу квалитета баланса.
Стандард се примењује само на крутим ротори — они чије су еластичне деформације под центрифугалним силама занемарљиве у целом опсегу радних брзина. Флексибилни ротори (који раде изнад прве критичне брзине савијања) обухваћени су ISO 21940-12.
Концепт крутог ротора
Ротор се класификује као крути ако се његова расподела масе не мења значајно како се брзина мења од нуле до максималне радне брзине. Кључна последица: Ротор уравнотежен при малој брзини на машини за балансирање остаје уравнотежен и при својој радној брзини. Ово омогућава балансирање на 300–600 о/мин на радионици, уз постизање толеранција при 3000+ о/мин у експлоатацији.
Ако ротор ради у суперкритичном региону (изнад првог савијања критична брзина) или близу резонанцијом, дефлекције мењају ефективну расподелу масе, а балансирање при малој брзини може бити неефикасно при великој брзини. Такви ротори се класификују као флексибилни.
Шта ISO 1940-1 не обухвата
Ротори са променљивом геометријом (зглобна вратила, лопатице хеликоптера). Резонанца у системима ротор–ослонац–темељ. Аеродинамичке и хидродинамичке силе које нису повезане са расподелом масе. За вентилаторе посебно видети ISO 14694 (BV категорије специфичне за вентилаторе и границе вибрација).
Врсте неравнотеже
Неравнотежа = роторска осовина инерције ≠ осовина ротације. У векторском облику: U = m × r (g·мм). ISO 1940-1 класификује три типа:
- Статичка неуравнотеженост: Оса инерције је паралелна са осом ротације, али је померена. Еквивалент једној неуравнотеженој маси. Може се кориговати у једној равни. Типично: блокови, уски зупчаници, вентилаторски импелери (L/D < 0,5).
- Неуравнотеженост пара: Оса инерције пролази кроз центар масе, али је нагнута. Нето сила је нула, али момент (пар) заљуљује ротор. Потребно је две равни.
- Динамичка неравнотежа: Општи случај — комбиновани статички и моменатни дебаланс. Оса инерције није ни паралелна ни пресечна са осом ротације. Потребне су две равни. Већина стварних ротора има динамички небаланс.
Специфична неуравнотеженост (екцентричност)
Г-степен се дефинише као производ е × ω (мм/с) — линеарна брзина центра масе ротора у орбити око осе ротације. Ова једна бројка карактерише квалитет балансирања независно од величине и брзине ротора.
Систем Г-Грејд — физичка основа
Масна сличност
За геометријски сличне роторе: Uпо ∝ M → специфична неуравнотеженост eпо треба да буде константна. Један стандард важи за све величине.
Сличност брзине
Центрифугална сила F = M·e·ω². Да би се одржала прихватљива оптерећења лежаја при различитим брзинама, eпо мора да се смањује како се ω повећава:
Израчунавање дозвољене преостале неравнотеже
Радни пример: ротор вентилатора, G 6.3
Дато: Радни точак центрифугалног вентилатора, M = 200 kg, n = 1 500 об/мин, G 6.3.
Укупно: Упо = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 г·мм
ексцентрицитет: eпо = 8 021 / 200 = 40,1 µм
По равни (симетрично, 2): 8 021 / 2 = 4 011 г·мм
При R = 400 мм: 4 011 / 400 = 10,0 г по равни
Увек користите максималну брзину услуге
Брзина у формули мора бити највиши број обртаја у минути у експлоатацији — а не брзина балансирајуће машине. Многи ротори се балансирају на 300–600 о/мин, али толеранција мора да се заснива на стварној брзини у експлоатацији (нпр. 1 480 о/мин). Коришћење брзине балансирајуће машине доводи до опасно великих толеранција.
Распоређивање на исправне равни
Упо примењује се на центар масе ротора. У пракси, балансирање у две равни (у близини лежајева). Правила поглавља 7:
Симетрични ротори
Тежиште на средини → једнако: UЛ = УР = Упо / 2.
Асиметрично између лежајева
Надвиснути ротори
Изашла маса ствара савијајући момент који оптерећује оба лежаја. Потребна је прерачунавање засновано на моменту → обично много строжа толеранција на висећем равни. Често код пумпи, једностепених компресора, конзолних роторских импелера вентилатора.
Грешке и верификација
Извори грешака
- Систематски: Одступање при калибрацији машине, ексцентрични мандрели, ефекти кључалног жлеба (ISO 8821), термичка деформација.
- Случајно: Шум сензора, подршка за игру, варијација у седењу ротора.
Укупна грешка не сме прећи 10–15% толеранције. Ако је већа, сходно томе ускорите радну толеранцију.
Ефекти склопа
Балансирање компоненти ≠ балансирање склопа. Ексцентричност споја, радијално одступање, лабави прилагоди могу поништити рад компоненти. Извршите завршно балансирање састављеног ротора.
Методе верификације
- Индекс тест: Ротирајте ротор 180° на мандрелу, поново измерите. Промена = грешка у стезању.
- Испитивање пробне тежине: Додајте познату масу, проверите да ли се измењена вредност вектора поклапа са очекиваном.
- Провера на терену: Измерити вибрације на лежајевима по ISO 10816.
Balanset-1A: Уграђена усаглашеност са ISO 1940-1
Balanset-1A аутоматизује ISO 1940-1: унесите масу, брзину, G-класу → тренутни Uпо са аутоматском расподелом плоча. Након балансирања упоређује остатак са ограничењем. Функција извештаја F6 генерише формални протокол који документује постигнути G-град. Прецизност ±5% брзина, ±1° фаза — довољно за G 16 до G 2.5. Balanset-4 проширује се на четири канала за комплексне роторе са више подшипника.
Решени примери
Случај 1: Електрични мотор — G 6.3
Ротор: 15 kW, 1 460 о/мин, 35 кг, симетричан између лежајева.
Толеранција: Упо = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 г·мм → 721/плоча.
При R = 80 мм: 721 / 80 = 9,0 г/површина. Балансирање точкова: 180 г·мм остатка. ✅
Случај 2: пумпа — преоптерећен импелер, G 6.3
Ротор: Вршило + импелер 18 кг, 2 950 обртаја у минути. Импелер 6 кг, прекорачење 120 мм. Размак лежајева 250 мм.
Укупно: Упо = 367 г·мм. Расподела момента: предњи ≈ 202, задњи ≈ 165 г·мм.
Поље уравнотежено са Balanset-1A једнопланско: 8,5 г на 230°. Финално: 95 г·мм. ✅
Случај 3: Турбо-компресор — G 2.5
Ротор: 3-степена, 65 кг, 12 000 о/мин. Благо асиметричан.
Толеранција: Упо = 129 г·мм → 65/плоча → при R = 95 мм: 0,68 г/плоча.
Прецизност испод грама → обрада само на високобрзинској машини. Индексни тест: грешка вретена < 5 g·mm. Коначно: 28 g·mm по равни. ✅
ISO 1940-1 → ISO 21940-11
- Вредности G-степена, формуле, табеле примене — идентичан. Без техничких промена.
- ISO 21940 серија: Део 11 (квалитет), Део 12 (флексибилан), Део 14 (процедуре), Део 21 (описи), Део 31 (осетљивост), Део 32 (кључеви).
- Обе ознаке се у пракси користе наизменично.
- ISO 14694 Категорије BV директно се позивају на G-оцене.
Повезани стандарди
- ISO 21940-11: Овај стандард — систем G-класе.
- ISO 21940-12: Флексибилно балансирање ротора.
- ISO 10816 / ISO 20816: Оценјивање вибрација — оперативни резултат квалитета балансирања.
- ISO 14694: BV категорије, степени балансирања и границе вибрација специфичне за вентилаторе.
- ISO 8821: Утицај кључа (конвенција полукључа).
- API 610 / API 617: Нафтне пумпе/компресори са референцом на ISO 1940.
Званични стандард: ISO 1940-1 на ISO продавници →
На овој страници
Калкулатор толеранције Сто Г-класе Шта је ISO 1940-1? Концепт крутог ротора Врсте неравнотеже Статички / Пар / Динамички Специфична неуравнотеженост Систем Г-Грејд Закони сличности Формула толеранције Расподела по равнима Симетрично / Асиметрично Надвишени ротори Грешке и верификација Студије случаја (3) ISO 21940-11 Прелаз Често постављана питања (8 питања)Опрема за балансирање
Преносиво теренско балансирање са уграђеним калкулатором толеранције ISO 1940 и верификацијом G-класе.
Balanset-1A → Balanset-4 →Често постављана питања — ISO 1940-1
Систем управљања квалитетом G-класе за круте роторе
▸ Која је разлика између ISO 1940-1 и ISO 21940-11?
▸ Како да израчунам дозвољени преостали неравнотеж?
▸ Шта је крути ротор?
▸ Који G-град за пумпе, вентилаторе или моторе?
▸ Како распоредити толеранцију између равни?
▸ Која су три типа неуравнотежености?
▸ Зашто су Г-оцене на логаритамској скали?
▸ Могу ли да проверим усаглашеност преносивим балансером?
Баланс по ISO 1940-1 — на терену
Преносиви балансери Vibromera укључују уграђене калкулаторе толеранције по ISO 1940, аутоматску расподелу равни и формалне извештаје о балансирању који документују постигнути G-степен.
Прегледајте опрему за балансирање →
