Teorija in osnove

Nazadnje pregledano 30. julija 2026

Razredi kakovosti uravnoteženja po ISO 21940-11: Kako izbrati pravilno toleranco za vašo opremo

Na kratkoRazred kakovosti uravnoteženja G je dopustna specifična neuravnoteženost, pomnožena s kotno hitrostjo, v mm/s: drobilniki G16, ventilatorji in črpalke G6,3, plinske in parne turbine G2,5, vretena G1,0 ali G0,4. Toleranca sledi iz e dop = (G × 9549) / n, nato pa U dop = e dop × M.

Kdaj to velja

  • Določanje objektivnega merila za sprejem uravnoteženja
  • Izbira ekonomsko upravičenega razreda natančnosti
  • Izračun dopustne preostale neuravnoteženosti rotorja

Kdaj ne velja

  • Ne zahtevajte strožjih razredov G, kot je potrebno
  • Razred G je preostala neuravnoteženost, ne vibracije ohišja
  • Zajema rotorje s togim obnašanjem, ne le omejitev vibracij

Kakovost uravnoteženja je treba ocenjevati ne subjektivno (»vibracije so se zmanjšale«), temveč po objektivnih, merljivih merilih. Mednarodni standardi določajo jasne zahteve za dopustno preostalo neuravnoteženost po uravnoteženju.

Ključni dokument je ISO 21940-11 (prej ISO 1940-1:2003), »Mehanske vibracije — Uravnoteženje rotorjev — Postopki in tolerance za rotorje s togim obnašanjem«.

Zakaj so standardi potrebni:

  • Subjektivno presojo spremenijo v objektivno, merljivo merilo
  • Služijo kot osnova za naročnikov sprejem dela
  • Uravnotežijo tehnično nujnost in ekonomsko upravičenost
  • Ščitijo tako izvajalca kot naročnika v primeru spora

Kaj je razred G, povedano preprosto

Razred kakovosti uravnoteženja (označen s črko G) določa dopustno preostalo neuravnoteženost po uravnoteženju. Nižja ko je številka G, strožja je zahteva za natančnost uravnoteženja.

Fizikalni pomen: številka G je enaka orbitalni hitrosti masnega središča rotorja pri obratovalni hitrosti — produkt dopustne specifične neuravnoteženosti in kotne hitrosti (edop × Ω), izražen v mm/s. Na primer, razred G6,3 ustreza 6,3 mm/s.

Pomembno: to je lastnost preostale neuravnoteženosti, ne hitrosti vibracij ohišja ali ležajnih mest, ki se meri na delujočem stroju po ISO 20816-3. Parametra sta povezana, vendar nista enaka.

Pomembno načelo: vsaka vrsta opreme ima priporočen razred kakovosti uravnoteženja, ki ostaja nespremenjen ne glede na hitrost vrtenja ali maso rotorja. Na primer:

  • Drobilniki → vedno razred G16
  • Ventilatorji in črpalke → vedno G6,3
  • Plinske in parne turbine → G2,5 (vodne turbine → G6,3)
  • Vretena → vedno G1,0 ali G0,4
Zakaj ni smiselno zahtevati pretirane natančnosti: uravnoteženje do razreda G1,0, ko zadostuje G6,3, znatno poveča stroške in čas dela brez praktične koristi. Standard pomaga najti razumno razmerje med kakovostjo in stroški.

Tabela razredov kakovosti uravnoteženja G za različno opremo

Tabela: Razred G, Velikost razreda edop·Ω (mm/s), Vrsta opreme, Primeri rotorjev
Razred G Velikost razreda edop·Ω (mm/s) Vrsta opreme Primeri rotorjev
G4000 4000 Zelo grobo uravnoteženje Pogoni ročičnih gredi velikih počasi tekočih ladijskih dizelskih motorjev (hitrost bata pod 9 m/s), po naravi neuravnoteženi
G16 16 Grobo uravnoteženje Drobilniki, gredi kmetijskih strojev, kardanske gredi
G6,3 6,3 Standardna industrijska kakovost Rotorji črpalk, rotorji ventilatorjev, centrifuge in separatorji, turbokompresorji, vodne turbine, zobniki, obdelovalni stroji, armature elektromotorjev, komponente procesne opreme
G2,5 2,5 Višja kakovost Rotorji plinskih in parnih turbin, kompresorji, pogoni obdelovalnih strojev, elektromotorji nad 950 vrt/min, tekstilni stroji
G1,0 1,0 Precizno uravnoteženje Pogoni brusilnih strojev, pogoni avdio in video opreme
G0,4 0,4 Ultraprecizno uravnoteženje Vretena preciznih brusilnih strojev, žiroskopi

← Glejte tudi razdelek o razredih kakovosti uravnoteženja v celotnem vodniku

Kako izračunati dopustno preostalo neuravnoteženost

ISO 21940-11 omogoča izračun konkretne vrednosti dopustne preostale neuravnoteženosti, ki služi kot ciljni podatek med uravnoteženjem.

Izračun poteka v dveh stopnjah:

1. stopnja: Določitev dopustne specifične neuravnoteženosti (edop)

Formula:

edop = (G × 9549) / n

Kjer:

  • G — razred kakovosti uravnoteženja (na primer 6,3)
  • n — obratovalna hitrost vrtenja, vrt/min
  • edop — dopustna specifična neuravnoteženost, μm (ali g·mm/kg)

2. stopnja: Izračun dopustne preostale neuravnoteženosti (Udop)

Formula:

Udop = edop × M

Kjer:

  • M — masa rotorja, kg
  • Udop — dopustna preostala neuravnoteženost, g·mm
Kalkulator tolerance uravnoteženja v programski opremi Balanset-1A

Sl. 1. Okno za izračun tolerance uravnoteženja v programski opremi Balanset-1A: samodejni izračun po ISO 1940-1

Uravnoteženje s preverjanjem po standardih

Izvajamo uravnoteženje s toleranco, izračunano po ISO 21940-11, in izdamo certifikat o skladnosti

Naroči storitev

Računski primeri

Primer 1: industrijski ventilator

Vhodni podatki:

  • Masa rotorja (rotor + gred): M = 150 kg
  • Obratovalna hitrost: n = 1500 vrt/min
  • Razred kakovosti uravnoteženja: G = 6,3 (standard za ventilatorje)

Izračun:

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

Zaključek: po uravnoteženju preostala neuravnoteženost ne sme preseči 6015 g·mm (oziroma ~6000 g·mm zaokroženo). Pri uravnoteženju v dveh ravninah se toleranca enakomerno razdeli: vsaka ravnina dobi Udop/2.

Primer 2: rotor elektromotorja 30 kW

Vhodni podatki:

  • Masa rotorja: M = 25 kg
  • Obratovalna hitrost: n = 3000 vrt/min
  • Razred kakovosti uravnoteženja: G = 2,5 (višja kakovost)

Izračun:

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

Zaključek: motor zahteva natančnejše uravnoteženje (razred G2,5 namesto G6,3), ker deluje pri visoki hitrosti.

Primer 3: vreteno brusilnega stroja

Vhodni podatki:

  • Masa vretena z orodjem: M = 5 kg
  • Obratovalna hitrost: n = 6000 vrt/min
  • Razred kakovosti uravnoteženja: G = 1,0 (precizno uravnoteženje)

Izračun:

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

Zaključek: za hitro tekoča precizna vretena so zahteve zelo stroge — toleranca je približno 25-krat manjša kot za ventilatorje.

Praktična uporaba: če končno poročilo o uravnoteženju pokaže, da je preostala neuravnoteženost znotraj izračunane tolerance ISO, se šteje, da je bilo delo opravljeno na visoki ravni. To je objektivno, pravno upoštevno merilo.

Poleg ISO 21940-11 (tolerance neuravnoteženosti) obstaja ISO 20816-3:2022 — ki je nadomestil zdaj umaknjeni ISO 10816-3 — ki ureja dopustne ravni vibracij opreme, merjene na ležajnih mestih. Razvršča stroje v skupine in 2 tipa temeljev (tog/elastičen).

Tabela: meje con ocenjevanja vibracij po ISO 10816-3:2009, Priloga A (mm/s RMS)
Skupina strojev Temelj Meje con (mm/s)
A/B
Dobro		 B/C
Sprejemljivo		 C/D
Alarm
Skupina 1 (Veliki stroji)
P > 300 kW; električni stroji z višino osi H ≥ 315 mm		Tog2,34,57,1
Elastičen3,57,111,0
Skupina 2 (Srednji stroji)
15 kW < P ≤ 300 kW; električni stroji z višino osi 160 mm ≤ H < 315 mm		Tog1,42,84,5
Elastičen2,34,57,1

Opomba: zgornje vrednosti so iz standarda ISO 10816-3:2009, Priloga A. Ta del zdaj nadomešča ISO 20816-3:2022. Izberite vrstico, ki ustreza vašemu stroju: mejna vrednost, navedena brez skupine in vrste temelja, je brez pomena — sama meja A/B po ISO 20816-1:2016 se glede na vrsto stroja giblje med 0,71 in 4,5 mm/s.

Dekodiranje con stanja:

Cona A: Dobro

Stanje nove opreme. Ukrepi niso potrebni.

Cona B: Sprejemljivo

Neomejeno delovanje je dovoljeno. Priporoča se nadzor.

Cona C: Začasno sprejemljivo

Oprema potrebuje diagnostiko za ugotovitev in odpravo vzrokov vibracij.

Cona D: Nesprejemljivo (Alarm)

Vibracije lahko povzročijo poškodbe. Močno priporočamo ustavitev stroja zaradi popravila.

Kritične ravni vibracij:

  • Prekoračitev meje C/D vaše skupine strojev (4,5 mm/s za srednje stroje, 7,1 mm/s za velike stroje na togih temeljih — glejte tabelo zgoraj) premakne stroj v cono D: napravo je treba ustaviti za diagnostiko, da se prepreči uničenje ležajev in ohišja
  • Znatna prekoračitev te meje lahko povzroči utrujenostne razpoke varov ohišja in hitro odpoved komponent.

Standarda se dopolnjujeta: ISO 21940-11 določa ciljno kakovost uravnoteženja, ISO 20816-3 pa ocenjuje dejansko vibracijsko stanje stroja.

Zaključek

ISO 21940-11 ni le formalna zahteva, temveč praktično orodje za zagotavljanje kakovosti uravnoteženja. Omogoča:

  • Objektivno oceno kakovosti opravljenega dela
  • Izbiro ekonomsko upravičene ravni natančnosti
  • Zaščito interesov tako naročnika kot izvajalca
  • Dokumentiran dokaz kakovosti

Sodobni instrumenti za uravnoteženje, kot je Balanset-1A, imajo vgrajen kalkulator tolerance po ISO 1940-1, ki samodejno izračuna ciljne vrednosti in z njimi primerja dosežene rezultate.

Glejte tudi: vrste neuravnoteženosti in kako se vsaka odpravlja

Uravnoteženje po standardih ISO

Instrumenti in storitve s tolerancami, izračunanimi po standardih

Instrument Balanset-1A

Vgrajeni kalkulator tolerance po ISO 1940-1

Kupi instrument

Storitve uravnoteženja

Uravnoteženje z izračuni po ISO in certifikatom o skladnosti

Naroči storitev
Pišite nam na WhatsApp

Hitri kontrolni seznam

  • Izberite razred G za vašo vrsto opreme
  • Zabeležite obratovalno hitrost rotorja (vrt/min) in maso
  • Izračunajte e_per = (G x 9549) / n
  • Izračunajte U_per = e_per x M
  • Preverite, da je preostala neuravnoteženost znotraj tolerance
  • Izdajte certifikat o skladnosti
Naslednji korakPrimerjajte obratovalne vibracije s conami stanja po ISO 20816-3.