什么是平衡等级？ISO 标准和分类 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡 什么是平衡等级？ISO 标准和分类 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡

什么是平衡等级？ISO标准和分类

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了解平衡等级分类

定义：什么是平衡等级？

A 平衡等级 （也称为平衡质量等级或） G级) 是一个标准化的分类系统，它规定了不同类型旋转机械所需的平衡质量。主要由以下因素定义： ISO 21940-11 平衡等级标准（原ISO 1940-1）根据设备的运行特性对其进行分类，并赋予相应的等级。 平衡公差.

该等级制度确保所有参与方——制造商、维护技术人员和最终用户——在指定和验证转子平衡质量时，都遵循一致的、国际公认的标准。.

G级系统

平衡等级以“G”后跟一个数值表示，例如 G 2.5、G 6.3 或 G 16。该数值表示允许的残余量的乘积。 不平衡 偏心距（单位：毫米）和角速度（单位：弧度/秒）。简单来说，它表示允许的不平衡振动速度，单位为毫米/秒。.

关键原则

较低的G值表示对平衡的要求更严格（允许的残余不平衡量更小），而较高的G值则允许更大的残余不平衡量。该系统能够识别不同类型的设备，这些设备因其速度、质量、应用和运行环境的不同，对平衡质量的要求也大相径庭。.

常用平衡等级及其应用

ISO 21940-11 定义了从 G 0.4（最高精度）到 G 4000（最低精度）的等级。以下是最常见的等级：

G 0.4 – 超高精度

应用：

  • 磨床主轴
  • 陀螺仪
  • 精密测量设备

特征： 需要专门的平衡设备和受控环境。通常在专业的精密平衡车间进行。.

G 1.0 – 高精度

应用：

  • 高精度机床主轴
  • 涡轮增压器
  • 高速离心机
  • 计算机光驱

特征： 需要严格控制所有平衡参数并使用高质量的仪器。.

G 2.5 – 精密工业

应用：

  • 燃气轮机和蒸汽轮机
  • 刚性涡轮发电机转子
  • 压缩机
  • 机床驱动装置
  • 中大型电动机（有特殊要求）
  • 离心分离器

特征： 高质量、高速工业设备的标准。可通过良好的……实现。 实地平衡 实践。.

G 6.3 – 通用工业（最常见）

应用：

  • 通用电动机
  • 流程工业机械
  • 离心泵
  • 风扇和鼓风机
  • 齿轮箱
  • 通用机械转子
  • 中速压缩机

特征： 这是大多数工业机械的“标准”等级。它在可实现性和性能之间取得了良好的平衡。使用便携式平衡设备即可轻松实现。.

G 16 – 重工业

应用：

  • 传动轴（螺旋桨轴、万向轴）
  • 六个或六个以上气缸的多缸柴油发动机
  • 破碎机
  • 农业机械
  • 发动机的各个部件

特征： 适用于对振动耐受性较高的坚固耐用、低速运转的设备。.

G 40 及以上 – 超重工业

应用：

  • 四缸柴油发动机（G 40）
  • 刚性安装的低速机械
  • 非常庞大、转速缓慢的设备

特征： 适用于体积庞大、转速缓慢的设备，在这些设备上，高精度平衡在经济上不合理，在技术上也不必要。.

如何选择合适的平衡等级

选择合适的平衡等级需要考虑以下几个因素：

1. 设备类型和设计

ISO 21940-11 提供了详细的表格，将设备类型与推荐的牌号对应起来。这是选择牌号的主要依据。.

2. 运行速度

高速设备通常需要更严格的平衡（更低的 G 值），因为离心力与速度的平方成正比。.

3. 安装方式

安装在柔性基础或隔离系统上的设备通常比刚性安装的设备能承受更高的 G 值。.

4. 与人员的距离

出于噪音和安全考虑，在有人居住的空间内使用的机械设备可能需要更严格的平衡。.

5. 特殊要求

某些应用领域（医疗设备、精密制造、航空航天）对平衡的要求比标准工业实践更为严格。.

6. 经济因素

每提高一个等级，平衡成本就会增加。所选等级应满足运行需求，避免过度设计。.

等级与允许的不平衡之间的关系

平衡等级用于计算最大允许值 残余不平衡量 针对特定转子：

公式

呃每 (克·毫米) = (9549 × 克 × 米) / 转速

在哪里：

  • 呃每 = 允许的残余不平衡量（克毫米）
  • 格 = 平衡质量等级编号（例如，6.3 代表 G 6.3）
  • M 转子质量（千克）
  • 转速 = 服务速度，单位为每分钟转数

示例

一台100公斤重的风扇转子，转速为1500转/分，等级为G 6.3：

呃每 = (9549 × 6.3 × 100) / 1500 = 401 g·mm

如果校正平面半径为 200 毫米，则允许的残余不平衡量为 2.0 克。.

多速和变速考虑因素

对于运行速度范围较广的机械：

  • 恒速运行： 以正常操作速度施加坡度
  • 变速： 以最大连续运行速度施加坡度
  • 突破临界速度： 为了 柔性转子, 在临界速度下，可能需要特别考虑平衡问题，这可能需要模态平衡技术。

验证与验收

后 平衡 完成后，必须根据规定的等级验证所达到的平衡质量：

测量方法

  • 直接不平衡测量： 在平衡机上，残余不平衡量被直接测量并与U进行比较。每
  • 振动测量： 在现场动平衡中，振动幅度被用作动平衡质量的间接指标。

验收标准

转子在以下情况下被认为是合格的：

  • 测量得到的残余不平衡量 ≤ 计算得到的 U每, ， 或者
  • 振动水平符合 ISO 20816 或其他适用的振动标准

历史背景：ISO 1940 至 ISO 21940

G级体系最初建立于ISO 1940-1（1986年首次发布）。2016年，ISO 1940系列标准进行了修订并重新编号为ISO 21940系列，其中ISO 21940-11取代了ISO 1940-1。基本原理和等级值基本保持不变，但新标准规定：

  • 更新后的设备分类
  • 更清晰的年级选择指导
  • 更好地与其他转子动力学标准集成
  • 改进柔性转子制造工艺

常见误解

误区一：“越紧越好”

现实： 过度追求平衡质量会增加成本，却没有相应的收益。在G6.3设备适用的应用中，G2.5设备并不一定比G6.3设备性能更好。.

误区二：“等级直接等于振动水平”

现实： 虽然相关，但G值代表的是允许的不平衡偏心率，而不是振动幅度。实际振动取决于平衡质量以外的许多因素。.

误区三：“工厂里所有设备都适用同一等级”

现实： 即使在同一工厂内，不同类型的设备对钢材的等级要求也不同。例如，精密磨床和破碎机对钢材平衡的要求就截然不同。.

文档和规范

在制定平衡工作方案时，文档应明确说明：

  • 所需的平衡等级（例如，“平衡等级达到 ISO 21940-11 标准的 G 6.3”）
  • 公差计算的服务速度
  • 所需校正平面数量
  • 验证方法（车间平衡机或现场振动测量）

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