ISO 21940-21：平衡机的描述和评估
ISO 21940-21 是一项国际标准，规定了制造商应如何描述 平衡机 而且，最关键的是，如何证明其性能确实如宣传所言。它属于现代 ISO 21940 家庭 转子平衡 （该标准取代了较早的ISO 1940系列），并与 ISO 21940-12 适用于柔性转子以及 ISO 21940-13 用于现场作业。第21部分规定了一套标准化程序，用于说明机器的技术特性，并利用经校准的测试转子验证其精度。符合该标准可让买家或审核员确信，某台机器确实符合国际公认的性能标准，而非仅是供应商宣传的数据。
1. 范围与设备描述
本标准适用于 全部 用于……的平衡机类型 刚性转子 — 包括硬轴承和软轴承两种设计。其首要任务是建立一套正式的通用术语体系，用于规范制造商对机器的描述和规格说明，从而使不同制造商生产的两台机器能够在同等条件下进行比较。
必填信息包括机器的物理容量及其测量系统：
- 转子外壳： 该机器可承受的转子最小和最大质量、轴颈直径以及转子长度。
- 速度范围 性能有保障的平衡转速范围。
- 驱动系统 转子的驱动方式——皮带驱动、端部驱动（万向节或联轴器）或自驱动（气动或转子自带电机）——因为每种方式都会影响转子的精度和实际适用范围。
- 测量系统： 拾音器的类型、不平衡量和角度的指示，以及平面分离能力。
通过要求所有供应商公布相同的数据集，《第21部分》确保了采购方能够基于清晰、标准化的依据，判断某台机器是否真正适合其转子——这是任何宣传手册的华丽辞藻都无法替代的。
硬轴承与软轴承机器
这一区别很重要，因为这两种架构虽然采用相同的评估标准，但表现却大相径庭。 硬轴承机械 在现代商店中更为常见：它们的支架坚固，能够测量离心力，并且能够固定一个 永久校准 这与安装的转子无关。 软轴承机器 在共振频率以下运行支座，测量位移，并且必须针对每种新型转子使用试重进行重新校准。第21部分兼顾了这两种情况，因此其试验是以测量结果为依据，而非基于特定的传感原理。
2. 转子与测试质量块
性能测试的可靠性取决于用于运行该测试的测试环境。因此，第21部分对 验证转子 和 试验质量 这些因素决定了评估标准。试制转子并非普通的生产零件；它们是经过精密加工、尺寸稳定的部件，其制造精度达到了极高的水平 残余不平衡量，对几何形状、材料和表面光洁度有严格的要求，以确保转子本身不会给测试带来误差。
测试质量——在特定半径处添加的小型已知质量，用于产生精确已知的 不平衡 — 必须经过校准，且其校准结果可追溯至国家标准，最好附有 校准证书. 测试设备的标准化，使得测试结果在不同的机器、操作人员和地点之间具有可重复性和可比性。如果您需要将测试质量及其半径转换为它所产生的离心力，那么 不平衡计算器产生的离心力 一步完成运算。
3. 性能测试
这是该标准的实质所在：一种明确的、循序渐进的测试方法，旨在客观量化机器的能力。其中两项主要测试占据了最重要的地位。
- 可实现的最低残余不平衡度（U3月 /MARU）： 灵敏度的终极测试。该测试以平衡良好的校准转子为基准，测量设备能够反复且可靠地检测出的最小残余不平衡量。实际上，这体现了设备的电子和机械 噪音底限 — 其分辨能力的极限。它直接链接到 平衡敏感性，您可以使用 平衡机灵敏度计算器.
- 不平衡消除率 (URR)： 这是对精度和效率的直接衡量。在标定转子上施加已知的不平衡量；机器对其进行测量并计算出修正值；应用该单次修正后，再次测量残余不平衡量。URR 即单次修正后不平衡量减少的百分比。URR 为 95% 意味着机器在单次操作中消除了 95% 的初始不平衡量。 更正 这一步——正是精准高效机器的标志，它无需操作员进行无休止的试运行。
第21部分还规定了其他关键检查： 平面分离能力 （确认双平面机器能够正确区分 静态和耦合不平衡 横跨两个 校正平面 （无串扰）以及 在整个速度范围内性能的一致性，这样，一台在某种速度下运行精准的机器，在另一种速度下也不会出现性能下降。
4. 验收标准与文档
最后一个要素是明确的“通过/未通过”评估框架。对于URR测试，标准规定了机器必须达到的最低合格百分比（通常为95%或更高），才能被视为符合要求。而MARU值的处理方式则有所不同：它本身并非“通过/未通过”的分界线，而是一个 声明的 一个用于量化机器灵敏度的数值，用户可据此判断其噪声底限是否足够低，以满足其最严格的要求 平衡质量等级.
最后，该标准要求进行全面的 测试报告 记录每次测试的条件和结果。该报告即为该设备的官方性能证书——它向最终用户保证，该设备的性能是经过严格且国际公认的程序验证的，而非由销售方单方面宣称。
5. 第21部分在实践中的应用
对于可靠性工程师或动平衡车间负责人而言，《第21部分》解答了一个看似简单却暗藏玄机的问题： 这台机器真的能将我的转子平衡到我需要的公差范围内吗？ URR 告诉你一个任务需要多少次迭代；MARU 告诉你最精细的 公差 您才能可靠地予以认证。
值得注意的是， 车间平衡机 和 现场平衡 明确。根据第21部分进行评估的专用设备，是在受控的机舱内，将转子单独放置在其自身的轴承上，从而消除其不平衡。然而，许多转子从未被送往维修车间——它们是在设备自身的位置上进行校正的。 转子轴承系统 在运行速度下。例如，一款便携式双通道分析仪，如 Balanset-1A 达到 实地平衡 通过测量 1× 振幅和相位, 计算 影响系数，并根据所选的 ISO 21940-11 等级对残余不平衡进行验证——从而捕捉车间设备无法再现的真实装配、热工和基础条件。这两种方法相辅相成：第 21 部分规范了台式仪器，而现场测试则针对转子在实际运行中的状况。
