ISO 1940-1 är en internationell standard som definierar balanseringskvalitetskrav för styva rotorer med hjälp av ett system av G-kvaliteter. Den tillhandahåller formeln U_per = (9549 x G x M) / n för att beräkna tillåten kvarvarande obalans, och en tabell som mappar G-kvaliteter till rotortyper. Den har ersatts av ISO 21940-11, men G-kvalitetsvärdena och -metoden förblir identiska.

Hur beräknar man tillåten kvarvarande obalans från en G-klass?

Använd formeln: U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, där G är graderingsnumret i mm/s, M är rotormassan i kg och n är maximal drifthastighet i varv/min. Till exempel, en 50 kg rotor vid 3000 varv/min med G 6,3: U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3000 = 1003 g-mm.

Vilken G-klass ska jag använda för en pump, fläkt eller motor?

G 6.3 för de flesta industriella fläktar, pumpar och allmänna elmotorer. G 2.5 för höghastighetspumpar eller pumpar för kritisk drift (API 610), gasturbiner och turbokompressorer. G 1.0 för precisionsslipspindlar. G 16 för icke-kritisk jordbruks- eller krossutrustning.

Hur fördelar man tolerans mellan två korrigeringsplan?

För symmetriska rotorer: delad 50/50. För asymmetriska rotorer mellan lager: U_vänster = U_per x (b/L), U_höger = U_per x (a/L), där a och b är avstånden från masscentrum till vänster och höger lager, L = a + b. För frihängande rotorer krävs momentbaserad omberäkning med snävare toleranser.

Vilka typer av obalans definierar ISO 1940-1?

Tre typer: Statisk obalans (massaxeln parallell men förskjuten, korrigerad i ett plan), parobalans (massaxeln genom masscentrum men lutad, korrigerad i två plan) och dynamisk obalans (generellt fall som kombinerar båda, korrigerad i två plan).

Kan jag verifiera att en portabel balanseringsmaskin överensstämmer med ISO 1940-1?

Ja. Balanset-1A har en inbyggd toleransberäknare enligt ISO 1940. Den beräknar U_per, fördelar mellan plan, jämför uppmätt residual med gränsen och genererar en formell balansrapport som dokumenterar överensstämmelse med den specificerade G-kvaliteten.

ISO 1940-1 — Balanseringskvalitetskrav för stela rotorer — Vibromera

ISO 1940-1 — Krav på balanskvalitet för stela rotorer

Q: Vad är skillnaden mellan ISO 1940-1 och ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 ersätter ISO 1940-1:2003 som en del av den omfattande ISO 21940-serien. G-klasssystemet, toleransvärdena och tillämpningsrekommendationerna är identiska. ISO 21940-11 innehåller mindre redaktionella förbättringar men inga tekniska förändringar.

Q: Vad är en stel rotor?

En stel rotor är en vars elastiska deformationer under centrifugalkrafter är försumbart små jämfört med de angivna obalanstoleranserna över hela dess driftshastighetsområde. En rotor balanserad vid låg hastighet förblir balanserad vid driftshastighet. Rotorer över sin första kritiska böjningshastighet är flexibla.

Anordningar

Bärbar balanserare & vibrationsanalysator Balanset-1A

Delar

Vibrationssensor

Delar

Optisk sensor (laservarvtalsmätare)

Vibromera rotorbalanseringssats: bärväska, flerkanalig signalomvandlare, handhållen analysator, magnetisk bas, vibrationssensorer och spiralformade kablar.

Anordningar

Balanset-4

Delar

Magnetiskt stativ i storlek 60 kgf

Delar

Reflekterande tejp

Balanset-1A. Bärbar balanserare, vibrationsanalysator

Anordningar

Dynamisk balanserare "Balanset-1A" OEM

📌 Kanonisk referensartikel - vibromera.eu

Den grundläggande internationella standarden som definierar G-klassade balanseringskvalitetssystem — från G 0,4 (gyroskop) till G 4000 (marindieslar). Nu införlivad i ISO 21940-11, med identiska G-klassvärden och metodik.

Tillåten kvarvarande obalans

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 — ange rotordata, hämta U_per

G-kvalitet (Balanserad kvalitet)

Rotormassa (kg)

Max hastighet (VARVTAL)

Korrigeringsplan

Korrigeringsradie (mm, valfritt)

Resultat — ISO 1940-1

Tillåten kvarvarande obalans

⚖️Ange rotorparametrar
att beräkna tolerans

G-grad balanserade kvalitetsgrader

Logaritmisk skala med faktor 2,5 mellan angränsande grader — från ultraprecision G 0,4 till marin G 4000

G 1.0

e·ω = 1,0 mm/s

Precisionsslipspindlar, bandspelare, små höghastighetsankare

G 2.5

e·ω = 2,5 mm/s

Gas-/ångturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, högvarvsmotorer

G 6.3

e·ω = 6,3 mm/s

Standard — fläktar, pumpar, svänghjul, motorer, maskindrivningar

G 16

e·ω = 16 mm/s

Jordbruksmaskiner, krossar, kardanaxlar, drivkomponenter

📋 Komplett G-klasstabell — ISO 1940-1 / ISO 21940-11

G-klass	e-ω (mm/s)	Typiska rotortyper	Anteckningar
G 0.4	0.4	Gyroskop, precisionsspindlar, optiska skivenheter	Nära gränsen för konventionell balansering
G 1.0	1.0	Slipspindeldrivningar, bandspelare, små precisionsarmaturer	Kräver ultrarena förhållanden
G 2.5	2.5	Gas- och ångturbiner, turbogeneratorer, turbokompressorer, högvarvsmotorer	Förhindrar förtida lagerskador
G 6.3	6.3	Fläktar, pumpar, svänghjul, elmotorer, verktygsmaskiner, pappersrullar	Vanligast — standardbetyg
G 16	16	Kardanaxlar (special), jordbruksmaskiner, krossar, gruvfläktar	Tunga, svåra förhållanden
G 40	40	Bilhjul och fälgar, kardanaxlar (standard), långsamma fläktar	Däckvariationen dominerar
G 100	100	Kompletta motorer för bilar, lastbilar, lok	Förbränningsmotorer som enheter
G 250	250	Vevaxlar i högvarviga dieselmotorer	Komponentnivå
G 630	630	Vevaxlar på stora fyrtaktsmotorer, marindieslar på elastiska fästen	Stor låghastighets fram- och återgående
G 1600	1600	Vevaxlar i stora tvåtaktsmotorer	Mycket långsamma, massiva fundament
G 4000	4000	Vevaxlar på lågvarviga marindieslar på styva fundament	Lösaste krav

📊 Förberäknade toleranser för vanliga industriella rotorer

Rotortyp	Vikt (kg)	varvtal	G	U_per (g·mm)	Per plan	e_per (µm)
Liten motor	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
HVAC-fläkt	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Pumphjul	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbokompressor	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Pappersrulle	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Kraftverksfläkt	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Slipspindel	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Bilhjul	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Toleranstilldelningsmetoder — ISO 1940-1 Kapitel 7

Rotortyp	Tilldelning	Formel	Anteckningar
Symmetrisk	Jämn fördelning	U_L=U_R=U_per/2	Enklaste fallet. Motorer, några fläktar.
Asymmetrisk mellanlager	Proportionell	U_L=U_per·(b/l)	Vanligaste metoden.
Överhäng (utkragande)	Momentbaserad	Statiska ekvationer	Snävare toleranser på överhängande plan.
Smal (flygplanen stänger)	Separat statisk + par	Enligt ISO 21940-12	Olika vibrationseffekter.

Vad är ISO 1940-1?

Snabbt svar

ISO 1940-1 (Mekanisk vibration — Balanseringskvalitetskrav för rotorer i konstant (stelt) tillstånd) definierar G-klass balanseringssystem för kvalitet för styva rotorer. Formeln U_per = (9549 × G × M) / n beräknar tillåten restprodukt obalans. Ersatt av ISO 21940-11:2016 med identiska värden. Standardklass för industrimaskiner: G 6.3.

ISO 1940-1 är det grundläggande dokumentet för rotorbalansering världen över. Dess G-klasssystem är de facto språket för balansering: "balans till G 6.3" förstås av alla specialister världen över. Standarden täcker styva rotorer från små precisionsspindlar till massiva vevaxlar och ger ett universellt ramverk för att specificera, beräkna och verifiera balanseringskvalitet.

Standarden gäller endast för stel rotorer — de vars elastiska deformationer under centrifugalkrafter är försumbara över hela driftshastighetsområdet. Flexibla rotorer (som arbetar över den första kritiska böjningshastigheten) omfattas av ISO 21940-12.

Konceptet med stel rotor

En rotor klassificeras som stel om dess massfördelning inte förändras signifikant när hastigheten varierar från noll till maximal driftshastighet. Den viktigaste konsekvensen: En rotor som balanseras vid låg hastighet på en balanseringsmaskin förblir balanserad vid sin driftshastighet. Detta möjliggör balansering vid 300–600 varv/min på en verkstadsmaskin samtidigt som toleranser uppfylls vid 3 000+ varv/min i drift.

Om en rotor arbetar i det superkritiska området (ovanför den första böjningen kritisk hastighet) eller nära resonans, avböjningar förändrar den effektiva massfördelningen, och balansering vid låg hastighet kan vara ineffektiv vid hög hastighet. Sådana rotorer klassificeras som flexibla.

Vad ISO 1940-1 INTE täcker

Rotorer med förändrad geometri (ledaxlar, helikopterblad). Resonans i rotor-stöd-fundamentsystem. Aerodynamiska och hydrodynamiska krafter som inte är relaterade till massfördelning. För fläktar specifikt, se ISO 14694 (BV/FV-kategorier).

Typer av obalans

Obalans = rotorns tröghetsaxel ≠ rotationsaxel. I vektorform: U = m × r (g·mm). ISO 1940-1 klassificerar tre typer:

Statisk obalans: Tröghetsaxel parallell med rotationsaxeln men förskjuten. En enda obalanserad massaekvivalent. Korrigerbar i ett plan. Typiskt: remskivor, smala kugghjul, fläkthjul (L/D < 0,5).
Parets obalans: Tröghetsaxeln genom masscentrum men lutad. Nettokraften är noll, men ett par gungar rotorn. Kräver två plan.
Dynamisk obalans: Generellt fall — statisk + par kombinerat. Tröghetsaxeln är varken parallell eller skärande rotationsaxel. Kräver två plan. De flesta riktiga rotorer har dynamisk obalans.

Specifik obalans (excentricitet)

Specifik obalans

e = U / M

e i µm (g·mm/kg) | U = obalans (g·mm) | M = rotormassa (kg) — förskjutning av masscentrum från rotationsaxeln

G-kvaliteten definieras som produkten e × ω (mm/s) — den linjära hastigheten för rotorns masscentrum i omloppsbana runt rotationsaxeln. Detta enda tal karakteriserar balanskvaliteten oberoende av rotorstorlek och hastighet.

G-gradsystemet — Fysisk grund

Masslikhet

För geometriskt lika rotorer: U_per ∝ M → specifik obalans e_per bör vara konstant. En standard gäller för alla storlekar.

Hastighetslikhet

Centrifugalkraften F = M·e·ω². För att bibehålla acceptabla lagerbelastningar vid olika hastigheter, e_per måste minska när ω ökar:

G-klassdefinition

G = e_per × ω = konstant (mm/s)

G 6,3 = masscentrumbanor vid ≤ 6,3 mm/s | Intilliggande lutningar skiljer sig åt med en faktor 2,5

Beräkning av tillåten kvarvarande obalans

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 Toleransformel

U_per = (9549 × G × M) / n

U_per i g·mm | G = lutning (mm/s) | M = rotormassa (kg) | n = max. varvtal | 9 549 = 60 000/(2π)

Utarbetat exempel: Fläktrotor, G 6.3

Given: Centrifugalfläkthjul, M = 200 kg, n = 1 500 varv/min, G 6,3.

Total: U_per = 9 549 × 6,3 × 200 / 1 500 = 8 021 g·mm

Excentricitet: e_per = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Per plan (symmetrisk, 2): 8 021 / 2 = 4 011 g·mm

Vid R = 400 mm: 4 011 / 400 = 10,0 g per plan

Använd alltid maximal servicehastighet

Varvtalet i formeln måste vara det högsta varvtalet i drift – inte balanseringsmaskinens hastighet. Många rotorer är balanserade vid 300–600 varv/min, men toleransen måste använda den faktiska drifthastigheten (t.ex. 1 480 varv/min). Att använda balanseringsmaskinens hastighet ger farligt lösa toleranser.

Allokering till korrigeringsplan

U_per gäller rotorns masscentrum. I praktiken balans i två plan (nära lagren). Kapitel 7 reglerar:

Symmetriska rotorer

CoM vid mittpunkten → lika med: U_L = U_R = U_per / 2.

Asymmetrisk mellanlager

Asymmetrisk allokering

U_vänster = U_per × (b / L) | U_rätt = U_per × (a / L)

a = CoM till vänster bäring | b = CoM till höger bäring | L = a + b

Överhängande rotorer

Tvärmassa skapar böjmoment som belastar båda lagren. Momentbaserad omberäkning behövs → vanligtvis mycket snävare tolerans på tvärplanet. Vanligt för pumpar, enstegskompressorer och utskjutande fläkthjul.

Fel och verifiering

Felkällor

Systematisk: Maskinkalibreringsdrift, excentriska dorn, kilspårseffekter (ISO 8821), termisk distorsion.
Slumpmässig: Sensorbrus, stödspel, variation i rotorsäte.

Det totala felet får inte överstiga toleransen på 10–15%. Om den är större, skärp arbetstoleransen därefter.

Monteringseffekter

Komponentbalansering ≠ monteringsbalans. Kopplingens excentricitet, radiellt rundkast, lösa passningar kan omintetgöra komponentarbetet. Trimma balansera den monterade rotorn.

Verifieringsmetoder

Indextest: Rotera rotorn 180° på dornen, mät om. Byte = fixturfel.
Provviktstest: Lägg till känd massa, verifiera att den uppmätta vektorförändringen stämmer överens med förväntan.
Fältkontroll: Mät vibrationer på lager per ISO 10816.

Balanset-1A: Inbyggd ISO 1940-1-överensstämmelse

Den Balanset-1A automatiserar ISO 1940-1: ange massa, hastighet, G-klass → omedelbar U_per med automatisk planallokering. Efter balansering jämförs residual med gränsvärde. F6-rapportfunktionen genererar ett formellt protokoll som dokumenterar den uppnådda G-graden. Noggrannhet ±5% hastighet, ±1° fas — tillräcklig för G 16 till G 2.5. Den Balanset-4 sträcker sig till fyra kanaler för komplexa rotorer med flera lager.

Fungerade exempel

Fall 1: Elmotor — G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 varv/min, 35 kg, symmetrisk mellanlagrar.

Tolerans: U_per = 9 549 × 6,3 × 35 / 1 460 = 1 442 g·mm → 721/plan.

Vid R = 80 mm: 721 / 80 = 9,0 g/plan. Butiksbalanserad: 180 g·mm restvikt. ✅

Fall 2: Pump — överhängande impeller, G 6.3

Rotor: Axel + pumphjul 18 kg, 2 950 varv/min. Pumphjul 6 kg, överhäng 120 mm. Lagerbredd 250 mm.

Total: U_per = 367 g·mm. Momentfördelning: fram ≈ 202, bak ≈ 165 g·mm.

Fältbalanserat med Balanset-1A enkelplan: 8,5 g vid 230°. Slutvikt: 95 g·mm. ✅

Fall 3: Turbokompressor — G 2.5

Rotor: 3-stegs, 65 kg, 12 000 varv/min. Något asymmetrisk.

Tolerans: U_per = 129 g·mm → 65/plan → vid R = 95 mm: 0,68 g/plan.

Precision på under ett gram → endast verkstadsmaskin med hög hastighet. Indextest: dornfel < 5 g·mm. Slutgiltigt: 28 g·mm/plan. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

G-klassvärden, formler, tillämpningstabeller — identisk. Inga tekniska ändringar.
ISO 21940-serien: Del 11 (kvalitet), Del 12 (flexibel), Del 14 (förfaranden), Del 21 (beskrivningar), Del 31 (mottaglighet), Del 32 (nycklar).
Båda beteckningarna används omväxlande i praktiken.
ISO 14694 BV-kategorier refererar direkt till G-klasser.

ISO 21940-11: Denna standard — G-klasssystem.
ISO 21940-12: Flexibel rotorbalansering.
ISO 10816 / ISO 20816: Vibrationsutvärdering — operativt resultat av balanskvalitet.
ISO 14694: Fläktspecifika BV/FV-kategorier → G-klasser.
ISO 8821: Kilspårsinflytande (halvnyckelkonvention).
API 610 / API 617: Petroleumpumpar/kompressorer enligt ISO 1940.

Officiell standard: ISO 1940-1 på ISO-butiken →

← Tillbaka till Ordlista Index

Vanliga frågor — ISO 1940-1

G-klassat balanssystem för styva rotorer

▸ Vad är skillnaden mellan ISO 1940-1 och ISO 21940-11?

ISO 21940-11:2016 ersätter ISO 1940-1:2003. G-kvalitetssystemet, toleransvärden och tillämpningstabeller är identisk. ISO 21940-11 innehåller mindre redaktionella förbättringar men inga tekniska förändringar. Båda beteckningarna används synonymt.

▸ Hur beräknar jag tillåten kvarvarande obalans?

U_per = (9549 × G × M) / n — G = lutning (mm/s), M = massa (kg), n = maxvarvtal. Exempel: 50 kg vid 3 000 varv/min, G 6,3 → 9 549 × 6,3 × 50 / 3 000 = 1 003 g·mm. Dividera med plan för värdet per plan.

▸ Vad är en stel rotor?

En rotor vars elastiska deformationer under centrifugalkrafter är försumbart små över dess driftshastighetsområde. Balanserad vid låg hastighet → förblir balanserad vid driftshastighet. Rotorer över första böjningen kritisk hastighet är flexibla och kräver ISO 21940-12.

▸ Vilken G-klass för pumpar, fläktar eller motorer?

G 6.3 — de flesta fläktar, pumpar, General Motors. G 2.5 — turbiner, turbokompressorer, kritiska pumpar (API 610). G 1.0 — slipspindlar. G 16 — jordbruks-/krossmaskiner. För fans: ISO 14694 BV-kategorier mappas till G-grader.

▸ Hur fördelar man tolerans mellan plan?

Symmetrisk: 50/50. Asymmetrisk: proportionell mot lagerreaktioner — U_vänster = U_per×(b/L). Överhäng: momentbaserat med snävare tolerans mot överhängsplanet. Balanset-1A hanterar allokering automatiskt.

▸ Vilka tre typer av obalans finns det?

Statisk — förskjuten men parallell, enplansfix. Par — lutad genom CoM, tvåplansfix. Dynamisk — allmän (statisk+par), tvåplansfix. De flesta verkliga rotorer: dynamisk obalans.

▸ Varför är G-betyg på en logaritmisk skala?

Faktor 2,5 mellan olika kvaliteter täcker hela spektrumet från gyroskop (G 0,4) till marindieslar (G 4000). Logaritmisk skalning är lämplig eftersom upplevd vibrationsstyrka och lagerlivslängd följer logaritmiska samband. Varje steg ≈ samma relativa kvalitetsförändring.

▸ Kan jag verifiera överensstämmelsen med en bärbar balanseringsmaskin?

Ja. Balanset-1AInbyggd ISO 1940-kalkylator, automatisk planallokering, realtidsjämförelse av residual kontra gräns, formell balansrapport. ±5% noggrannhet tillräcklig för G 16–G 2.5. För G 1.0 krävs noggrann förberedelse.

Relaterade artiklar i ordlistan

Balansera kvalitetsbetyg

Interaktiv G-klasskalkylator med fullständiga toleranstabeller

ISO 14694

Fläktspecifika BV/FV-kategorier mappas till G-klasser

ISO 10816-1

Vibrationsutvärdering — mätning av balanskvalitet under drift

Obalans

Typer, mätning och korrigering av massobalans

Naturfrekvens

Kritiska hastigheter och gränsen mellan stel och flexibel rotor

Rotorbalansering

Balanseringsprocedurer i ett och två plan

Balans enligt ISO 1940-1 — I fält

Vibromeras bärbara balanserare inkluderar inbyggda ISO 1940-toleransberäknare, automatisk planallokering och formella balansrapporter som dokumenterar den uppnådda G-kvaliteten.

Bläddra bland balanseringsutrustning →