Viimati üle vaadatud 30. mai 2026
Tasakaalustamise kvaliteediastmed ISO 21940-11 järgi: kuidas valida seadmele õige tolerants
Tasakaalustamise kvaliteeti tuleks hinnata mitte subjektiivselt ("vibratsioon vähenes"), vaid objektiivsete, mõõdetavate kriteeriumide alusel. Rahvusvahelised standardid kehtestab selged nõuded lubatud jäättasakaalustamatusele pärast tasakaalustamist.
Põhidokument on ISO 21940-11 (endine ISO 1940-1:2007), "Mehaaniline vibratsioon — Rootori tasakaalustamine — Jäiga käitumisega rootorite protseduurid ja tolerantsid".
Miks on standardid vajalikud:
- Need muudavad subjektiivse hinnangu objektiivseks, mõõdetavaks kriteeriumiks
- Need on aluseks kliendi töö vastuvõtmisele
- Need tasakaalustavad tehnilist vajadust ja majanduslikku mõistlikkust
- Need kaitsevad nii töövõtjat kui ka tellijat vaidluste korral
Mis on G-aste lihtsas keeles
Tasakaalustamise kvaliteediaste (tähistatakse tähega G) määratleb lubatud jäättasakaalustamatuse pärast tasakaalustamist. Mida madalam on G-arv, seda rangemad on tasakaalustamistäpsuse nõuded.
Füüsikaline tähendus: G-arv võrdub rootori massikeskme orbitaalkiirusega selle tööpöörlemiskiirusel — lubatud erikeha tasakaalustamatuse ja nurkkiiruse korrutis (eper × Ω), väljendatuna mm/s. Näiteks aste G6,3 vastab 6,3 mm/s-le.
Tähtis: see on jäättasakaalustamatuse omadus, mitte korpuse ega laagrirõnga vibratsioonikiirus, mida mõõdetakse töötaval masinal ISO 20816-3 järgi. Need kaks on seotud, kuid mitte samad arvud.
Oluline põhimõte: igat liiki seadmel on oma soovitatav tasakaalustamise kvaliteediaste, mis jääb muutumatuks olenemata pöörlemiskiirusest või rootori massist. Näiteks:
- Purustajad → alati aste G16
- Ventilaatorid ja pumbad → alati G6,3
- Turbiinid → alati G2,5
- Spindlid → alati G1,0 või G0,4
G tasakaalustamise kvaliteediastmete tabel erinevate seadmete jaoks
| G-aste | Lubatud vibratsioonikiirus (mm/s) | Seadme liik | Rootori näited |
|---|---|---|---|
| G4000 | 4000 | Väga jäme tasakaalustamine | Jäigalt kinnitatud aeglasekäiguliste merelaeva diiselmootori väntvõllid (paaritu silindrite arvuga) |
| G16 | 16 | Jäme tasakaalustamine | Purustajad, põllumajandustehnika võllid, kardaan(käiguvõll)id |
| G6,3 | 6,3 | Standardne tööstuslik kvaliteet | Pumba rootorid, ventilaatoriimpellerid, elektrimootori ankerid, protsessiseadmete komponendid |
| G2,5 | 2,5 | Kõrgem kvaliteet | Gaas- ja auruturbiinide rootorid, turbokompressorid, tööpingiajamid, eriotstarbelistele elektromotoritele mõeldud ankerid |
| G1,0 | 1,0 | Täppistasakaalustamine | Lihvimismasinate ajamid, spindlid |
| G0,4 | 0,4 | Ülitäpne tasakaalustamine | Täpplihvimismasinate spindlid, güroskoobi |
← Vaata ka tasakaalustamise kvaliteediastmete jaotist täielikus juhendis
Kuidas arvutada lubatud jäättasakaalustamatust
ISO 21940-11 võimaldab arvutada lubatud jäättasakaalustamatuse konkreetse väärtuse, mis on tasakaalustamisel sihtväärtuseks.
Arvutus toimub kahes etapis:
1. etapp: Lubatud erikeha tasakaalustamatuse (eper) määramine
Valem:
eper = (G × 9549) / n
Kus:
- G — tasakaalustamise kvaliteediaste (näiteks 6,3)
- n — tööpöörlemiskiirus, p/min
- eper — lubatud erikeha tasakaalustamatus, μm (ehk g·mm/kg)
2. etapp: Lubatud jäättasakaalustamatuse (Uper) arvutamine
Valem:
Uper = eper × M
Kus:
- M — rootori mass, kg
- Uper — lubatud jäättasakaalustamatus, g·mm
Joon. 1. Tasakaalustamise tolerantsi arvutamise aken Balanset-1A tarkvaras: automaatne arvutus ISO 1940-1 järgi
Tasakaalustamine standardite kontrolliga
Viime läbi tasakaalustamise ISO 21940-11 järgi arvutatud tolerantsiga ning väljastame vastavustunnistuse
Telli teenusArvutatud näited
Näide 1: tööstusventilaator
Lähteandmed:
- Rootori mass (impeller + võll): M = 150 kg
- Tööpöörlemiskiirus: n = 1500 p/min
- Tasakaalustamise kvaliteediaste: G = 6,3 (ventilaatorite standard)
Arvutus:
- eper = (6,3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
- Uper = 40,1 × 150 = 6015 g·mm
Järeldus: pärast tasakaalustamist ei tohi jäättasakaalustamatus ületada 6015 g·mm (ehk ~6000 g·mm ümardatult).
Näide 2: 30 kW elektrimootori rootor
Lähteandmed:
- Rootori mass: M = 25 kg
- Tööpöörlemiskiirus: n = 3000 p/min
- Tasakaalustamise kvaliteediaste: G = 2,5 (kõrgem kvaliteet)
Arvutus:
- eper = (2,5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
- Uper = 7,96 × 25 = 199 g·mm
Järeldus: mootor nõuab täpsemat tasakaalustamist (aste G2,5, mitte G6,3), kuna see töötab kõrgel pöörlemiskiirusel.
Näide 3: lihvimismasina spindel
Lähteandmed:
- Spindli mass koos tööriistaga: M = 5 kg
- Tööpöörlemiskiirus: n = 6000 p/min
- Tasakaalustamise kvaliteediaste: G = 1,0 (täppistasakaalustamine)
Arvutus:
- eper = (1,0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
- Uper = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm
Järeldus: kiirete täppisspindlite nõuded on väga ranged — tolerants on kümme korda väiksem kui ventilaatorite oma.
Praktiline rakendus: kui lõplik tasakaalustamisaruanne näitab, et jäättasakaalustamatus jääb ISO arvutatud tolerantsi piiresse, loetakse töö kõrgel tasemel teostatuks. See on objektiivne, juriidiliselt oluline kriteerium.
Seos seadme vibratsiooniga
Lisaks ISO 21940-11-le (tasakaalustamatuse tolerants) on olemas ISO 20816-3:2022 — mis asendas kehtetuks tunnistatud ISO 10816-3 — reguleerides seadmete lubatud vibratsioonitaset, mõõdetuna laagrirõngastel. See klassifitseerib masinad gruppideks ja 2 vundamenditüübiks (jäik/paindlik).
| Masingrupp | Võimsus (P), kW | Tsoonide piirid (mm/s) | ||
|---|---|---|---|---|
| A/B Hea |
B/C Vastuvõetav |
C/D Häire |
||
| Grupp 1 (Suured masinad) |
P > 300 kW | 2,3 | 4,5 | 7,1 |
| Grupp 2 (Keskmised masinad) |
15 kW < P ≤ 300 kW | 1,4 | 2,8 | 4,5 |
Märkus: andmed jäigale vundamendile paigaldatud masinate kohta.
Seisunditsoonide dekodeerimine:
Tsoon A: Hea
Uue seadme seisund. Tegevust ei ole vaja.
Tsoon B: Vastuvõetav
Piiranguteta töötamine on lubatud. Monitooring on soovitatav.
Tsoon C: Ajutiselt vastuvõetav
Seadmel on vaja diagnostikat vibratsiooni põhjuste leidmiseks ja kõrvaldamiseks.
Tsoon D: Lubamatu (Häire)
Vibratsioon võib põhjustada kahjustusi. Nõutav on vahetu seiskamine ja remont.
Kriitilised vibratsioonitasemed:
- Üle 7 mm/s peetakse ISO järgi juba ohtlikuks — agregaat tuleks peatada diagnostikaks, et vältida laagrite ja korpuse hävimist
- Üle 10 mm/s võib viia korpuse keevisõmbluste väsimuspragudeni ja komponentide kiire hävimiseni. See on kriitiline tsoon!
Kaks standardit täiendavad üksteist: ISO 21940-11 määratleb tasakaalustamise kvaliteedieesmärgi, ISO 20816-3 aga hindab masina tegelikku vibratsiooniseisundit.
Kokkuvõte
ISO 21940-11 ei ole pelgalt formaalne nõue, vaid praktiline vahend tasakaalustamise kvaliteedi tagamiseks. See võimaldab:
- Objektiivselt hinnata teostatud töö kvaliteeti
- Valida majanduslikult põhjendatud täpsusetase
- Kaitsta nii tellija kui ka töövõtja huve
- Esitada dokumenteeritud tõend kvaliteedist
Kaasaegsed tasakaalustamisinstrumendid nagu Balanset-1A omavad sisseehitatud tolerantsi kalkulaatorit ISO 1940-1 järgi, mis arvutab automaatselt sihtväärtused ja võrdleb saavutatud tulemusi nendega.
Vaata ka: tasakaalustamatuse liigid ja kuidas igaüht kõrvaldatakse
Tasakaalustamine ISO standardite järgi
Instrumendid ja teenused standardite järgi arvutatud tolerantsidega
Kiirkontrollnimekiri
- Valige G-aste oma seadmetupe jaoks
- Kirjutage ules rootori tootekiirus (p/min) ja mass
- Arvutage e_per = (G x 9549) / n
- Arvutage U_per = e_per x M
- Kinnitage, et jaagtasakaalustamatus on tolerantsis
- Valjastage vastavussertifikaat