理解平衡容差

设备

便携式平衡器和振动分析仪 Balanset-1A

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部件

振动传感器。

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部件

光学传感器（激光转速计）。

$146.72 原价为：$146.72。$106.49当前价格为：$106.49。

设备

Balanset-4

$8,049.74

部件

磁座尺寸-60-kgf。

$54.43

部件

反射胶带。

$11.83

设备

Dynamic balancer "Balanset-1A" OEM

$2,052.96 原价为：$2,052.96。$1,774.90当前价格为：$1,774.90。

定义：什么是平衡容差？

平衡公差 是最大允许量 残余不平衡量 之后可以留在转子中的 平衡 已完成。它代表验收标准，用于定义转子是否已充分平衡以满足其预期用途。平衡公差可以用给定半径处的特定不平衡质量（单位为克毫米或盎司英寸）或振动幅度（单位为毫米/秒或密耳）来表示。.

公差由国际标准定义，主要是 ISO 21940 这些系列标准根据转子类型、运行速度和应用场景，规定了平衡质量等级。这些标准确保了不同行业和设备类型之间平衡的一致性、安全性和有效性。.

为什么平衡容忍度很重要

建立适当的平衡容差至关重要，原因有以下几点：

• 安全： 过大的残余不平衡会导致机器故障，对人员和周围设备造成安全隐患。.
• 设备寿命： 在公差范围内运行可最大限度地减少振动引起的轴承、密封件和结构部件的磨损，从而延长使用寿命。.
• 质量保证： 公差为平衡工作提供了客观的验收标准，确保质量的一致性。.
• 经济平衡： 公差代表了在实现完美平衡（这是不可能的）的成本和可接受的运行性能之间取得的实际妥协。.
• 符合行业标准： 符合公认的公差标准表明符合行业最佳实践，并且可能是法规或保修条款的要求。.

ISO 21940-11：主要标准

ISO 21940-11（原 ISO 1940-1）是国际公认的平衡质量要求标准。它定义了一系列平衡质量等级，称为 G 等级，其中 G 代表“平衡质量等级”，数值表示以毫米/秒为单位的特定不平衡偏心率。.

通用平衡质量等级（G级）

该标准定义了G等级，范围从G 0.4（最高精度）到G 4000（最低精度）。常用等级包括：

• G 0.4： 精密磨床主轴、陀螺仪（最高精度）
• G 1.0： 高精度机床主轴、涡轮增压器
• G 2.5： 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
• G 6.3： 大多数通用机械、电动机转子（2极）、离心机、风机、泵
• G16： 农业机械、破碎机、多缸柴油发动机
• G 40： 运行缓慢的设备，刚性安装的四缸柴油发动机

G 值越低表示公差越小（允许的不平衡量越小），而 G 值越高则允许的残余不平衡量越大。.

计算平衡公差

允许的残余不平衡量取决于三个因素：转子的质量、其运行转速以及所选的平衡质量等级。计算遵循以下关系：

在线容差计算器

为了快速准确地计算允许的剩余不平衡量，请使用我们的 残余不平衡公差计算器. 该计算器可根据 ISO 1940/21940 标准，针对各种机器类型、转子质量和运行速度自动计算公差值，并提供单平面或双平面平衡选项。.

允许的剩余不平衡公式

呃_每 = (G × M) / (ω / 1000)

在哪里：

• 呃_每 = 允许的残余不平衡量（克毫米或 g·mm）
• 格 = 平衡质量等级（例如，G 6.3 为 6.3）
• M = 转子质量（千克）
• ω 角速度（弧度/秒）= (2π × 转速) / 60

使用转速的简化公式

为了实际应用，该公式可以简化为：

呃_每 (克·毫米) = (9549 × 克 × 米) / 转速

在哪里：

• M 转子质量（千克）
• 转速 = 服务速度，单位为每分钟转数
• 格 = 平衡质量等级

计算示例

考虑一个具有以下规格的电机转子：

• 质量：50公斤
• 运转速度：3000 转/分钟
• 所需平衡质量：G 6.3

呃_每 = (9549 × 6.3 × 50) / 3000 = 100.4 g·mm

这意味着该转子的最大允许残余不平衡量约为 100 g·mm。如果校正平面半径为 100 毫米，则相当于在该半径处存在 1.0 克的残余不平衡量。.

您可以使用我们的工具验证此计算结果或计算不同机器类型的公差。 在线计算器.

单平面公差与双平面公差

计算出的公差适用于单个平面内的总不平衡量。 单平面平衡. 。 为了 双平面（动态）平衡, ISO 21940-11 提供了在两个校正平面之间分配总公差的指导原则，通常根据平面之间的距离和转子的几何形状将公差分配给每个平面。.

基于振动的公差

虽然 ISO 21940-11 标准规定了不平衡质量限值，但现场动平衡通常采用振幅作为验收标准，因为振幅可以直接测量。基于振动的公差通常由以下方式定义：

ISO 20816系列

这些标准根据均方根速度（mm/s 或 in/s）规定了各种类型机器可接受的振动限值。常见振动区域包括：

• A 区： 新投入使用的机器（振动极低）
• B区： 适合长期运行
• C区： 在有限时间内可以接受，但应计划采取纠正措施。
• D区： 这是不可接受的，必须立即采取纠正措施。

实际领域标准

许多平衡技师都遵循以下经验法则：

• 振动降低至初始水平的 25% 以下 = 平衡成功
• 绝对振动低于 2.8 毫米/秒 (0.11 英寸/秒) 通常对大多数工业设备来说是可以接受的。
• 残余振动低于 1.0 毫米/秒 (0.04 英寸/秒) = 极佳的平衡性能

影响可达到耐受性的因素

能否满足平衡容差取决于几个实际因素：

1. 设备能力

• 平衡仪器的测量精度
• 振动传感器的灵敏度
• 重量放置分辨率（重量放置的精确度）

2. 转子和机器特性

• 机械状况（松动、轴承磨损、基础问题等）可能导致无法达到严格的公差要求。
• 在附近或附近运行 临界速度 这使得精确平衡更加困难
• 系统响应的非线性

3. 实际限制

• 无障碍 校正平面
• 可用重量增量（只能以离散数值增加重量）
• 安装孔或连接点的角度分辨率

容差与平衡能力

区分以下几点很重要：

• 规定的公差： 标准或规范规定的最大允许剩余不平衡量。
• 可实现的平衡： 在既定的设备能力和限制条件下，实际能够达到的平衡水平。
• 经济平衡： 超过这个点后，进一步改进将不再具有成本效益。

对于大多数工业现场平衡而言，不平衡水平达到所需公差的 2-3 倍，代表着卓越的工作成果，并确保了测量不确定性和操作变化的裕度。.

文件和验收

平衡公差的正确记录包括：

• 指定的 G级 或容差值
• 计算出的允许剩余不平衡量（U）_每)
• 平衡后测得的残余不平衡量
• 对比结果显示符合性：实测值 ≤ 允许值
• 验收签名或批注

该文档提供了客观证据，证明平衡工作符合规范，并可作为未来维护评估的基准。.

何时使用更紧或更宽松的公差

更严格的公差在以下情况下是合理的：

• 高速运转（对安全和轴承寿命至关重要）
• 需要最小振动的精密设备
• 对振动敏感的轻质或柔性结构
• 位于对振动敏感的工艺或仪器附近的设备

较宽松的公差在以下情况下可以接受：

• 低速重型设备
• 结构坚固，抗振性能高
• 短期或不经常使用的设备
• 经济因素比性能提升的增量更重要。

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