Teorija ir pagrindai

Paskutinį kartą peržiūrėta 2026 m. liepos 30 d.

Balanso kokybės klasės pagal ISO 21940-11: kaip pasirinkti tinkamą toleranciją savo įrangai

TrumpaiBalanso kokybės klasė G yra leistinas savitasis disbalansas, padaugintas iš kampinio greičio, mm/s: trupintuvai G16, ventiliatoriai ir siurbliai G6,3, dujų ir garo turbinos G2,5, verpstės G1,0 arba G0,4. Tolerancija skaičiuojama e leid = (G × 9549) / n, o paskui U leid = e leid × M.

Kada tai taikoma

  • Nustatant objektyvų balansavimo priėmimo kriterijų
  • Pasirenkant ekonomiškai pagrįstą tikslumo klasę
  • Apskaičiuojant leistinąjį liekamąjį rotoriaus disbalansą

Kada netaikoma

  • Nereikalaukite griežtesnių G klasių, nei būtina
  • G klasė — tai liekamasis disbalansas, o ne korpuso vibracija
  • Apima standžios elgsenos rotorius, o ne vien vibracijos ribas

Balansavimo kokybę reikia vertinti ne subjektyviai („vibracija sumažėjo“), o pagal objektyvius, išmatuojamus kriterijus. Tarptautiniai standartai nustato aiškius reikalavimus leistinam liekamajam disbalansui po balansavimo.

Pagrindinis dokumentas yra ISO 21940-11 (anksčiau ISO 1940-1:2003), „Mechaninės vibracijos. Rotoriaus balansavimas. Standžios elgsenos rotorių procedūros ir tolerancijos“.

Kodėl reikalingi standartai:

  • Jie subjektyvų vertinimą paverčia objektyviu, išmatuojamu kriterijumi
  • Jie yra kliento atliktų darbų priėmimo pagrindas
  • Jie suderina techninį būtinumą su ekonominiu pagrįstumu
  • Jie apsaugo tiek rangovą, tiek klientą ginčo atveju

Kas yra G klasė, paprastais žodžiais

Balanso kokybės klasė (žymima raide G) apibrėžia leistinąjį liekamąjį disbalansą po balansavimo. Kuo mažesnis G skaičius, tuo griežtesnis balansavimo tikslumo reikalavimas.

Fizinė prasmė: G skaičius lygus rotoriaus masės centro orbitos greičiui esant darbiniam sūkių dažniui — tai leistinojo savitojo disbalanso ir kampinio greičio sandauga (eleid × Ω), išreikšta mm/s. Pavyzdžiui, G6,3 klasė atitinka 6,3 mm/s.

Svarbu: tai yra liekamojo disbalanso savybė, o ne korpuso ar guolio dangčio vibracijos greitis, matuojamas veikiančioje mašinoje pagal ISO 20816-3. Šie dydžiai yra susiję, bet nėra tas pats skaičius.

Svarbus principas: kiekvienas įrangos tipas turi savo rekomenduojamą balanso kokybės klasę, kuri išlieka pastovi nepriklausomai nuo rotoriaus sūkių dažnio ar masės. Pavyzdžiui:

  • Trupintuvai → visada G16 klasė
  • Ventiliatoriai ir siurbliai → visada G6,3
  • Dujų ir garo turbinos → G2,5 (vandens turbinos → G6,3)
  • Verpstės → visada G1,0 arba G0,4
Kodėl neverta reikalauti perteklinio tikslumo: balansavimas iki G1,0 klasės, kai pakanka G6,3, gerokai padidina darbų kainą ir laiką, neteikdamas jokios praktinės naudos. Standartas padeda rasti protingą pusiausvyrą tarp kokybės ir kainos.

G balanso kokybės klasių lentelė skirtingai įrangai

Lentelė: G klasė, Klasės dydis eleid·Ω (mm/s), Įrangos tipas, Rotorių pavyzdžiai
G klasė Klasės dydis eleid·Ω (mm/s) Įrangos tipas Rotorių pavyzdžiai
G4000 4000 Labai šiurkštus balansavimas Didelių lėtaeigių jūrų laivų dyzelinių variklių alkūninių velenų pavaros (stūmoklio greitis mažesnis nei 9 m/s), iš prigimties nesubalansuotos
G16 16 Šiurkštus balansavimas Trupintuvai, žemės ūkio mašinų velenai, kardaniniai velenai
G6,3 6,3 Standartinė pramoninė kokybė Siurblio rotoriai, ventiliatoriaus sparnuočiai, centrifugos ir separatoriai, turbokompresoriai, vandens turbinos, krumpliaračiai, staklės, elektros variklio inkarai, proceso įrangos komponentai
G2,5 2,5 Aukštesnė kokybė Dujų ir garo turbinų rotoriai, kompresoriai, staklių pavaros, elektros varikliai virš 950 aps./min., tekstilės mašinos
G1,0 1,0 Tikslus balansavimas Šlifavimo staklių pavaros, garso ir vaizdo įrangos pavaros
G0,4 0,4 Itin tikslus balansavimas Tiksliųjų šlifavimo staklių verpstės, giroskopai

← Taip pat žr. skyrių apie balanso kokybės klases išsamiame vadove

Kaip apskaičiuoti leistinąjį liekamąjį disbalansą

ISO 21940-11 leidžia apskaičiuoti konkrečią leistinojo liekamojo disbalanso reikšmę, kuri yra tikslinis dydis balansavimo metu.

Skaičiavimas atliekamas dviem etapais:

1 etapas: leistinojo savitojo disbalanso nustatymas (eleid)

Formulė:

eleid = (G × 9549) / n

Kur:

  • G — balanso kokybės klasė (pavyzdžiui, 6,3)
  • n — darbinis sūkių dažnis, aps./min.
  • eleid — leistinasis savitasis disbalansas, μm (arba g·mm/kg)

2 etapas: leistinojo liekamojo disbalanso apskaičiavimas (Uleid)

Formulė:

Uleid = eleid × M

Kur:

  • M — rotoriaus masė, kg
  • Uleid — leistinasis liekamasis disbalansas, g·mm
Balansavimo tolerancijos skaičiuoklė Balanset-1A programinėje įrangoje

1 pav. Balansavimo tolerancijos skaičiavimo langas Balanset-1A programinėje įrangoje: automatinis skaičiavimas pagal ISO 1940-1

Balansavimas su atitikties tikrinimu pagal standartus

Atliekame balansavimą su tolerancija, apskaičiuota pagal ISO 21940-11, ir išduodame atitikties sertifikatą

Užsakyti paslaugą

Praktiniai pavyzdžiai

1 pavyzdys: pramoninis ventiliatorius

Pradiniai duomenys:

  • Rotoriaus masė (sparnuotis + velenas): M = 150 kg
  • Darbinis greitis: n = 1500 aps./min.
  • Balanso kokybės klasė: G = 6,3 (standartinė ventiliatoriams)

Skaičiavimas:

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

Išvada: po balansavimo liekamasis disbalansas neturi viršyti 6015 g·mm (arba ~6000 g·mm apvalinant). Balansuojant dviejose plokštumose tolerancija dalijama po lygiai: kiekvienai plokštumai tenka Uleid/2.

2 pavyzdys: 30 kW elektros variklio rotorius

Pradiniai duomenys:

  • Rotoriaus masė: M = 25 kg
  • Darbinis greitis: n = 3000 aps./min.
  • Balanso kokybės klasė: G = 2,5 (aukštesnė kokybė)

Skaičiavimas:

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

Išvada: varikliui reikalingas tikslesnis balansavimas (G2,5 klasė, o ne G6,3), nes jis veikia dideliu sūkių dažniu.

3 pavyzdys: šlifavimo staklių verpstė

Pradiniai duomenys:

  • Verpstės su įrankiu masė: M = 5 kg
  • Darbinis greitis: n = 6000 aps./min.
  • Balanso kokybės klasė: G = 1,0 (tikslus balansavimas)

Skaičiavimas:

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

Išvada: didelės spartos tiksliosioms verpstėms keliami labai griežti reikalavimai — tolerancija yra maždaug 25 kartus mažesnė nei ventiliatoriams.

Praktinis taikymas: jeigu galutinėje balansavimo ataskaitoje nurodoma, kad liekamasis disbalansas neviršija apskaičiuotos ISO tolerancijos, darbai laikomi atliktais aukšta kokybe. Tai objektyvus, teisiškai reikšmingas kriterijus.

Be ISO 21940-11 (disbalanso tolerancija), yra ISO 20816-3:2022 — kuris pakeitė panaikintą ISO 10816-3 — reglamentuojantis leistinus įrangos vibracijos lygius, matuojamus ant guolių dangčių. Mašinos skirstomos į grupes ir 2 pamatų tipus (standus / lankstus).

Lentelė: vibracijos vertinimo zonų ribos pagal ISO 10816-3:2009 A priedą (mm/s RMS)
Mašinų grupė Pamatas Zonų ribos (mm/s)
A/B
Gera		 B/C
Priimtina		 C/D
Pavojaus signalas
1 grupė (Didelės mašinos)
P > 300 kW; elektrinės mašinos, kurių veleno aukštis H ≥ 315 mm		Standus2,34,57,1
Lankstus3,57,111,0
2 grupė (Vidutinės mašinos)
15 kW < P ≤ 300 kW; elektrinės mašinos, kurių veleno aukštis 160 mm ≤ H < 315 mm		Standus1,42,84,5
Lankstus2,34,57,1

Pastaba: pirmiau nurodytos vertės yra iš ISO 10816-3:2009 A priedo. Šią dalį dabar pakeitė ISO 20816-3:2022. Pasirinkite jūsų mašiną atitinkančią eilutę: riba, nurodyta be grupės ir pamato tipo, neturi prasmės — vien A/B riba pagal ISO 20816-1:2016 svyruoja nuo 0,71 iki 4,5 mm/s priklausomai nuo mašinos tipo.

Būklės zonų aiškinimas:

A zona: Gera

Naujos įrangos būklė. Jokių veiksmų nereikia.

B zona: Priimtina

Leidžiama neribota eksploatacija. Rekomenduojama stebėsena.

C zona: Laikinai priimtina

Įrangai reikalinga diagnostika vibracijos priežastims nustatyti ir pašalinti.

D zona: Nepriimtina (pavojaus signalas)

Vibracija gali sukelti žalą. Primygtinai rekomenduojama sustabdyti mašiną remontui.

Kritiniai vibracijos lygiai:

  • Jūsų mašinų grupės C/D ribos viršijimas (4,5 mm/s vidutinio dydžio mašinoms, 7,1 mm/s didelėms mašinoms ant standžių pamatų — žr. lentelę aukščiau) perkelia mašiną į D zoną: ją reikia sustabdyti diagnostikai, kad būtų išvengta guolių ir korpuso suardymo
  • Ženklus šios ribos viršijimas gali sukelti korpuso suvirinimo siūlių nuovargio įtrūkius ir greitą komponentų gedimą.

Šie du standartai papildo vienas kitą: ISO 21940-11 apibrėžia tikslinę balansavimo kokybę, o ISO 20816-3 įvertina faktinę mašinos vibracijos būklę.

Išvada

ISO 21940-11 yra ne tik formalus reikalavimas, bet ir praktinė priemonė balansavimo kokybei užtikrinti. Ji leidžia:

  • Objektyviai įvertinti atliktų darbų kokybę
  • Pasirinkti ekonomiškai pagrįstą tikslumo lygį
  • Apsaugoti tiek kliento, tiek rangovo interesus
  • Pateikti dokumentais pagrįstus kokybės įrodymus

Šiuolaikiniai balansavimo prietaisai, tokie kaip Balanset-1A, turi integruotą tolerancijos skaičiuoklę pagal ISO 1940-1, kuri automatiškai apskaičiuoja tikslines reikšmes ir palygina su jomis pasiektus rezultatus.

Taip pat žr.: disbalanso tipai ir kiekvieno korekcijos metodai

Balansavimas pagal ISO standartus

Prietaisai ir paslaugos su tolerancijomis, apskaičiuotomis pagal standartus

Prietaisas Balanset-1A

Integruota tolerancijos skaičiuoklė pagal ISO 1940-1

Pirkti prietaisą

Balansavimo paslaugos

Balansavimas su skaičiavimais pagal ISO ir atitikties sertifikatu

Užsakyti paslaugą
Rašykite mums per „WhatsApp“

Greitas kontrolinis sąrašas

  • Pasirinkite G klasę pagal savo įrangos tipą
  • Užfiksuokite rotoriaus darbinį sūkių dažnį (aps./min.) ir masę
  • Apskaičiuokite e_leid = (G x 9549) / n
  • Apskaičiuokite U_leid = e_leid x M
  • Patvirtinkite, kad liekamasis disbalansas neviršija tolerancijos
  • Išduokite atitikties sertifikatą
Kitas žingsnisPatikrinkite darbinę vibraciją pagal ISO 20816-3 būklės zonas.