Paskutinį kartą peržiūrėta 2026 m. gegužės 30 d.
Balanso kokybės klasės pagal ISO 21940-11: kaip pasirinkti tinkamą toleranciją savo įrangai
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 1940-1:2007), „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 disbalansosavybė, 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
- Turbinos → visada G2.5
- Verpstės → visada G1.0 arba G0.4
G balanso kokybės klasių lentelė skirtingai įrangai
| G klasė | Leistinas vibracijos greitis (mm/s) | Įrangos tipas | Rotorių pavyzdžiai |
|---|---|---|---|
| G4000 | 4000 | Labai šiurkštus balansavimas | Standžiai sumontuoti lėtaeigių jūrinių dyzelinių variklių (su nelyginiu cilindrų skaičiumi) alkūniniai velenai |
| G16 | 16 | Šiurkštus balansavimas | Trupintuvai, žemės ūkio mašinų velenai, kardaniniai velenai |
| G6.3 | 6.3 | Standartinė pramoninė kokybė | Siurblio rotoriai, ventiliatoriaus sparnuočiai, elektros variklio inkarai, proceso įrangos komponentai |
| G2.5 | 2.5 | Aukštesnė kokybė | Dujų ir garo turbinų rotoriai, turbokompresoriai, staklių pavaros, specialiosios paskirties elektros variklių inkarai |
| G1.0 | 1.0 | Tikslus balansavimas | Šlifavimo staklių pavaros, verpstės |
| 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
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 paslaugąPraktiniai 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:
- eleid = (6.3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
- Uleid = 40,1 × 150 = 6015 g·mm
Išvada: po balansavimo liekamasis disbalansas neturi viršyti 6015 g·mm (arba ~6000 g·mm apvalinant).
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:
- eleid = (2.5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
- 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:
- eleid = (1.0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
- Uleid = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm
Išvada: didelės spartos tiksliosioms verpstėms keliami labai griežti reikalavimai — tolerancija yra dešimt kartų 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.
Ryšys su įrangos vibracija
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).
| Mašinų grupė | Galia (P), kW | Zonų ribos (mm/s) | ||
|---|---|---|---|---|
| A/B Gera |
B/C Priimtina |
C/D Pavojaus signalas |
||
| 1 grupė (Didelės mašinos) |
P > 300 kW | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
| 2 grupė (Vidutinės mašinos) |
15 kW < P ≤ 300 kW | 1.4 | 2.8 | 4.5 |
Pastaba: duomenys mašinoms ant standžių pamatų.
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. Būtina nedelsiant sustabdyti ir atlikti remontą.
Kritiniai vibracijos lygiai:
- Virš 7 mm/s pagal ISO jau laikoma pavojinga — įrenginį reikia sustabdyti diagnostikai, kad būtų išvengta guolių ir korpuso suardymo
- Virš 10 mm/s gali sukelti korpuso suvirinimo siūlių nuovargio įtrūkius ir greitą komponentų gedimą. Tai kritinė zona!
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
Balansavimo paslaugos
Balansavimas su skaičiavimais pagal ISO ir atitikties sertifikatu
Užsakyti paslaugąGreitas kontrolinis sąrašas
- Pasirinkite G klasę pagal savo įrangos tipą
- Užfiksuokite rotoriaus darbinį sūkių dažnį (aps./min.) ir masę
- Apskaičiuokite e_per = (G x 9549) / n
- Apskaičiuokite U_per = e_per x M
- Patvirtinkite, kad liekamasis disbalansas neviršija tolerancijos
- Išduokite atitikties sertifikatą