Teorija un pamati

Pēdējo reizi pārskatīts 2026. gada 30. jūlijā

Balansēšanas kvalitātes pakāpes pēc ISO 21940-11: kā izvēlēties pareizo toleranci savai iekārtai

ĪsumāBalansēšanas kvalitātes pakāpe G ir pieļaujamā īpatnējā nelīdzsvarotība, reizināta ar leņķisko ātrumu, mm/s: drupinātāji G16, ventilatori un sūkņi G6,3, gāzes un tvaika turbīnas G2,5, vārpstas G1,0 vai G0,4. Pielaidi aprēķina pēc e per = (G × 9549) / n un pēc tam U per = e per × M.

Kad tas attiecas

  • Objektīva balansēšanas pieņemšanas kritērija noteikšana
  • Ekonomiski pamatotas precizitātes pakāpes izvēle
  • Rotora pieļaujamā atlikušā disbalansa aprēķins

Kad tas neattiecas

  • Neprasiet stingrākas G pakāpes, nekā nepieciešams
  • G pakāpe ir atlikušais disbalanss, nevis korpusa vibrācija
  • Attiecas uz rotoriem ar stingru izturēšanos, nevis tikai uz vibrācijas ierobežojumiem

Balansēšanas kvalitāte jāvērtē nevis subjektīvi (“vibrācija ir samazinājusies”), bet pēc objektīviem, mērāmiem kritērijiem. Starptautiskie standarti nosaka skaidras prasības pieļaujamajam atlikušajam disbalansam pēc balansēšanas.

Galvenais dokuments ir ISO 21940-11 (agrāk ISO 1940-1:2003), “Mehāniskā vibrācija — Rotoru balansēšana — Procedūras un tolerances rotoriem ar stingru izturēšanos”.

Kāpēc standarti ir nepieciešami:

  • Tie pārvērš subjektīvu vērtējumu objektīvā, mērāmā kritērijā
  • Tie kalpo par pamatu pasūtītāja darba pieņemšanai
  • Tie nodrošina līdzsvaru starp tehnisko nepieciešamību un ekonomisko lietderību
  • Tie aizsargā gan izpildītāju, gan pasūtītāju strīda gadījumā

Ko nozīmē G pakāpe vienkāršā valodā

Balansēšanas kvalitātes pakāpe (apzīmēta ar burtu G) nosaka pieļaujamo atlikušo disbalansu pēc balansēšanas. Jo mazāks G skaitlis, jo stingrāka balansēšanas precizitātes prasība.

Fizikālā nozīme: G skaitlis ir vienāds ar rotora masas centra orbitālo ātrumu pie tā darba apgriezienu skaita — pieļaujamā specifiskā disbalansa un leņķiskā ātruma reizinājumu (eper × Ω), kas izteikts mm/s. Piemēram, G6,3 pakāpe atbilst 6,3 mm/s.

Svarīgi: tas ir atlikušā disbalansa raksturlielums, nevis korpusa vai gultņu balsta vibrācijas ātrums, ko mēra uz darbojošās mašīnas saskaņā ar ISO 20816-3. Abas vērtības ir saistītas, bet nav identiskas.

Svarīgs princips: katram iekārtas veidam ir sava ieteicamā balansēšanas kvalitātes pakāpe, kas paliek nemainīga neatkarīgi no griešanās ātruma vai rotora masas. Piemēram:

  • Drupinātāji → vienmēr G16 pakāpe
  • Ventilatori un sūkņi → vienmēr G6,3
  • Gāzes un tvaika turbīnas → G2,5 (ūdens turbīnas → G6,3)
  • Vārpstas → vienmēr G1,0 vai G0,4
Kāpēc nav vērts prasīt pārmērīgu precizitāti: balansēšana līdz G1,0 pakāpei, ja pietiek ar G6,3, ievērojami palielina darba izmaksas un laiku, nesniedzot praktisku labumu. Standarts palīdz atrast saprātīgu līdzsvaru starp kvalitāti un izmaksām.

G balansēšanas kvalitātes pakāpju tabula dažādām iekārtām

Tabula: G pakāpe, Pakāpes lielums eper·Ω (mm/s), Iekārtas veids, Rotoru piemēri
G pakāpe Pakāpes lielums eper·Ω (mm/s) Iekārtas veids Rotoru piemēri
G4000 4000 Ļoti rupja balansēšana Lielu, lēngaitas jūras kuģu dīzeļdzinēju kloķvārpstu piedziņas (virzuļa ātrums zem 9 m/s), pēc būtības nelīdzsvarotas
G16 16 Rupja balansēšana Drupinātāji, lauksaimniecības tehnikas vārpstas, piedziņas (kardāna) vārpstas
G6,3 6,3 Standarta rūpnieciskā kvalitāte Sūkņu rotori, ventilatoru lāpstiņrati, centrifūgas un separatori, turbokompresori, ūdens turbīnas, zobrati, darbgaldi, elektromotoru enkuri, tehnoloģisko iekārtu komponenti
G2,5 2,5 Augstāka kvalitāte Gāzes un tvaika turbīnu rotori, kompresori, darbgaldu piedziņas, elektromotori virs 950 apgr./min., tekstilmašīnas
G1,0 1,0 Precīzā balansēšana Slīpmašīnu piedziņas, audio un video iekārtu piedziņas
G0,4 0,4 Īpaši precīzā balansēšana Precīzo slīpmašīnu vārpstas, žiroskopi

← Skatiet arī sadaļu par balansēšanas kvalitātes pakāpēm pilnajā ceļvedī

Kā aprēķināt pieļaujamo atlikušo disbalansu

ISO 21940-11 ļauj aprēķināt konkrētu pieļaujamā atlikušā disbalansa vērtību, kas kalpo par mērķa skaitli balansēšanas laikā.

Aprēķinu veic divos posmos:

1. posms: pieļaujamā specifiskā disbalansa noteikšana (eper)

Formula:

eper = (G × 9549) / n

Kur:

  • G — balansēšanas kvalitātes pakāpe (piemēram, 6,3)
  • n — darba griešanās ātrums, apgr./min.
  • eper — pieļaujamais specifiskais disbalanss, μm (vai g·mm/kg)

2. posms: pieļaujamā atlikušā disbalansa aprēķins (Uper)

Formula:

Uper = eper × M

Kur:

  • M — rotora masa, kg
  • Uper — pieļaujamais atlikušais disbalanss, g·mm
Balansēšanas tolerances kalkulators Balanset-1A programmatūrā

1. att. Balansēšanas tolerances aprēķina logs Balanset-1A programmatūrā: automātisks aprēķins pēc ISO 1940-1

Balansēšana ar pārbaudi pret standartiem

Mēs veicam balansēšanu ar toleranci, kas aprēķināta pēc ISO 21940-11, un izsniedzam atbilstības sertifikātu

Pasūtīt pakalpojumu

Atrisinātie piemēri

1. piemērs: rūpniecisks ventilators

Sākotnējie dati:

  • Rotora masa (lāpstiņrats + vārpsta): M = 150 kg
  • Darba ātrums: n = 1500 apgr./min.
  • Balansēšanas kvalitātes pakāpe: G = 6,3 (standarts ventilatoriem)

Aprēķins:

  1. eper = (6,3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
  2. Uper = 40,1 × 150 = 6015 g·mm

Secinājums: pēc balansēšanas atlikušais disbalanss nedrīkst pārsniegt 6015 g·mm (vai aptuveni 6000 g·mm noapaļojot). Divu plakņu balansēšanā pielaidi sadala vienādi: katrai plaknei Uper/2.

2. piemērs: 30 kW elektromotora rotors

Sākotnējie dati:

  • Rotora masa: M = 25 kg
  • Darba ātrums: n = 3000 apgr./min.
  • Balansēšanas kvalitātes pakāpe: G = 2,5 (augstāka kvalitāte)

Aprēķins:

  1. eper = (2,5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
  2. Uper = 7,96 × 25 = 199 g·mm

Secinājums: motoram nepieciešama precīzāka balansēšana (G2,5 pakāpe, nevis G6,3), jo tas darbojas ar lielu ātrumu.

3. piemērs: slīpmašīnas vārpsta

Sākotnējie dati:

  • Vārpstas masa ar instrumentu: M = 5 kg
  • Darba ātrums: n = 6000 apgr./min.
  • Balansēšanas kvalitātes pakāpe: G = 1,0 (precīzā balansēšana)

Aprēķins:

  1. eper = (1,0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
  2. Uper = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm

Secinājums: augsta ātruma precīzajām vārpstām prasības ir ļoti stingras — tolerance ir aptuveni 25 reizes mazāka nekā ventilatoriem.

Praktiskais pielietojums: ja galīgais balansēšanas protokols liecina, ka atlikušais disbalanss ir aprēķinātās ISO tolerances robežās, darbs tiek uzskatīts par augstā kvalitātē izpildītu. Tas ir objektīvs, juridiski nozīmīgs kritērijs.

Papildus ISO 21940-11 (disbalansa tolerancei) ir ISO 20816-3:2022 — kas aizstāja tagad atcelto ISO 10816-3 — un nosaka pieļaujamos iekārtu vibrācijas līmeņus, kas mērīti uz gultņu korpusiem. Tas iedala mašīnas grupās un 2 pamatnes tipos (stingrā/elastīgā).

Tabula: vibrācijas novērtējuma zonu robežas pēc ISO 10816-3:2009 A pielikuma (mm/s RMS)
Mašīnas grupa Pamatne Zonu robežas (mm/s)
A/B
Labs		 B/C
Pieņemams		 C/D
Brīdinājums
1. grupa (Lielas mašīnas)
P > 300 kW; elektriskās mašīnas ar vārpstas augstumu H ≥ 315 mm		Stingra2,34,57,1
Elastīga3,57,111,0
2. grupa (Vidējas mašīnas)
15 kW < P ≤ 300 kW; elektriskās mašīnas ar vārpstas augstumu 160 mm ≤ H < 315 mm		Stingra1,42,84,5
Elastīga2,34,57,1

Piezīme: iepriekš minētās vērtības ir no ISO 10816-3:2009 A pielikuma. Šo daļu tagad aizstāj ISO 20816-3:2022. Izvēlieties jūsu iekārtai atbilstošo rindu: robeža, kas norādīta bez grupas un pamatnes tipa, nav jēgpilna — pati A/B robeža saskaņā ar ISO 20816-1:2016 dažādiem mašīnu tipiem svārstās no 0,71 līdz 4,5 mm/s.

Stāvokļa zonu atšifrējums:

Zona A: Labs

Jaunas iekārtas stāvoklis. Rīcība nav nepieciešama.

Zona B: Pieņemams

Neierobežota darbība ir atļauta. Ieteicama uzraudzība.

Zona C: Īslaicīgi pieņemams

Iekārtai nepieciešama diagnostika, lai atrastu un novērstu vibrācijas cēloņus.

Zona D: Nepieņemams (Brīdinājums)

Vibrācija var radīt bojājumus. Ir stingri ieteicams apturēt mašīnu remontam.

Kritiskie vibrācijas līmeņi:

  • Jūsu mašīnu grupas C/D robežas pārsniegšana (4,5 mm/s vidējām mašīnām, 7,1 mm/s lielām mašīnām uz stingriem pamatiem — skatiet tabulu iepriekš) pārvieto iekārtu D zonā: tā jāaptur diagnostikai, lai novērstu gultņu un korpusa bojāeju
  • Ievērojama šīs robežas pārsniegšana var izraisīt korpusa metinājumu noguruma plaisas un strauju komponentu atteici.

Abi standarti papildina viens otru: ISO 21940-11 nosaka balansēšanas kvalitātes mērķi, savukārt ISO 20816-3 novērtē mašīnas faktisko vibrācijas stāvokli.

Secinājums

ISO 21940-11 nav tikai formāla prasība, bet praktisks rīks balansēšanas kvalitātes nodrošināšanai. Tas ļauj:

  • Objektīvi novērtēt veiktā darba kvalitāti
  • Izvēlēties ekonomiski pamatotu precizitātes līmeni
  • Aizsargāt gan pasūtītāja, gan izpildītāja intereses
  • Nodrošināt dokumentētu kvalitātes apliecinājumu

Mūsdienu balansēšanas instrumentiem, piemēram, Balanset-1A, ir iebūvēts tolerances kalkulators pēc ISO 1940-1, kas automātiski aprēķina mērķa vērtības un salīdzina ar tām sasniegtos rezultātus.

Skatiet arī: disbalansa veidi un kā katrs no tiem tiek koriģēts

Balansēšana pēc ISO standartiem

Instrumenti un pakalpojumi ar tolerancēm, kas aprēķinātas pēc standartiem

Balanset-1A instruments

Iebūvēts tolerances kalkulators pēc ISO 1940-1

Iegādāties instrumentu

Balansēšanas pakalpojumi

Balansēšana ar aprēķiniem pēc ISO un atbilstības sertifikātu

Pasūtīt pakalpojumu
Rakstiet mums WhatsApp

Ātrais kontrolsaraksts

  • Izvēlieties G pakāpi savam iekārtas veidam
  • Pierakstiet rotora darba ātrumu (apgr./min.) un masu
  • Aprēķiniet e_per = (G x 9549) / n
  • Aprēķiniet U_per = e_per x M
  • Pārbaudiet, vai atlikušais disbalanss ir tolerances robežās
  • Izsniedziet atbilstības sertifikātu
Nākamais solisPārbaudiet darbojošās iekārtas vibrāciju pret ISO 20816-3 stāvokļa zonām.