Меню

Таблицы допустимых дисбалансов роторов по классам точности G

  • 09.06.2025
  • Познавательное

Таблицы допустимых дисбалансов

Класс точности G Допустимая виброскорость, мм/с Типы роторов и область применения Примеры машин
G 0.4 0.4 Прецизионные шпиндели и диски Шлифовальные шпиндели, гироскопы, прецизионное оборудование
G 1 1.0 Высокоточные роторы малых размеров Магнитофоны, проигрыватели, CD/DVD приводы, малые электродвигатели специального назначения
G 2.5 2.5 Роторы средней точности Газовые и паровые турбины, турбокомпрессоры, центробежные насосы, машинные инструменты
G 6.3 6.3 Роторы общего назначения Вентиляторы, крыльчатки насосов, электродвигатели общего назначения, барабаны
G 16 16 Роторы с пониженными требованиями Приводные валы, части сельхозмашин, крупные вентиляторы градирен
G 40 40 Автомобильные компоненты Колеса автомобилей, карданные валы, коленвалы двигателей
G 100 100 Крупные дизельные двигатели Коленвалы 6-цилиндровых дизелей, части компрессоров
Частота вращения, об/мин G 0.4 G 1 G 2.5 G 6.3 G 16 G 40
Допустимый удельный дисбаланс eper, мкм (г·мм/кг)
600 6.4 16 40 100 254 636
1000 3.8 9.5 24 60 152 382
1500 2.5 6.4 16 40 101 254
3000 1.3 3.2 8.0 20 51 127
6000 0.64 1.6 4.0 10 25 64
10000 0.38 0.95 2.4 6.0 15 38
30000 0.13 0.32 0.8 2.0 5.1 13
Тип ротора Масса, кг Частота, об/мин Класс G eper, мкм Uper, г·мм
Ротор турбины 3600 3000 G 2.5 8.0 28 800
Ротор вентилятора 150 1500 G 6.3 40 6 000
Ротор электродвигателя 50 3000 G 2.5 8.0 400
Колесо компрессора 25 6000 G 2.5 4.0 100
Шпиндель станка 10 10000 G 1 0.95 9.5
Тип ротора Число плоскостей коррекции Распределение дисбаланса Примечание
Дискообразный (L/D < 0.5) 1 100% в одной плоскости Статическая балансировка
Короткий (0.5 ≤ L/D < 2) 2 50% в каждой плоскости Динамическая балансировка
Длинный (L/D ≥ 2) 2 или более Пропорционально массе Многоплоскостная балансировка
Консольный 2 С учетом положения центра масс Специальные формулы
← Вернуться к навигации по таблицам

1. Введение в систему классов точности балансировки

Балансировка роторов является критически важной операцией в производстве и обслуживании вращающегося оборудования. Настоящий стандарт устанавливает требования к жестким роторам и методы: - определения допустимого дисбаланса; - определения необходимого числа плоскостей коррекции; - подтверждения полученных значений остаточного дисбаланса ротора. Правильная балансировка обеспечивает снижение вибрации, увеличение срока службы подшипников и повышение общей надежности оборудования.

Система классов точности балансировки, установленная международным стандартом ISO 1940-1:2003 (в России - ГОСТ ИСО 1940-1-2007, действующий с 2008 года), позволяет инженерам и техническим специалистам определять требуемый уровень балансировки для различных типов роторов в зависимости от их назначения и условий эксплуатации. Этот стандарт заменил устаревший ГОСТ 22061-76.

Важно: Современное балансировочное оборудование позволяет весьма значительно снизить дисбаланс ротора, однако с экономической точки зрения чрезмерное завышение требований к качеству балансировки невыгодно. Необходимо находить оптимальный баланс между техническими требованиями и экономической целесообразностью.

2. Основные понятия и определения

2.1. Дисбаланс

Дисбаланс - это состояние ротора, при котором его ось инерции не совпадает с осью вращения. Это приводит к возникновению центробежных сил при вращении, вызывающих вибрацию и дополнительные нагрузки на подшипники.

2.2. Удельный дисбаланс

Удельный дисбаланс (eper) - это отношение дисбаланса к массе ротора, выражается в мкм или г·мм/кг. Это универсальная характеристика, позволяющая сравнивать качество балансировки роторов различной массы.

2.3. Класс точности балансировки G

В [1] установлены классы точности балансировки G, которые определяют требования к качеству балансировки в зависимости от типа ротора. Значение G представляет собой произведение допустимого удельного дисбаланса на угловую скорость вращения, выраженное в мм/с.

3. Классы точности балансировки по ISO 1940-1

Стандарт устанавливает ряд классов точности балансировки от G 0.4 до G 4000, образующих геометрическую прогрессию со знаменателем 2.5. Каждый класс соответствует определенным типам машин и условиям эксплуатации.

3.1. Высокоточные классы (G 0.4 - G 1)

Эти классы применяются для прецизионного оборудования, где требуется минимальная вибрация. G0.4 Прецизионные шлифовального шпинделя; Ротор; гироскоп. Класс G 1 используется для небольших высокоточных роторов, таких как роторы в приборостроении.

3.2. Средние классы точности (G 2.5 - G 6.3)

Наиболее распространенные классы для промышленного оборудования. Согласно [1] класс точности балансировки газовых турбин - G2,5. Класс G 6.3 широко применяется для вентиляторов, насосов и электродвигателей общего назначения.

3.3. Классы с пониженными требованиями (G 16 - G 100)

Используются для оборудования, где допустимы повышенные уровни вибрации. Класс точности балансировки для таких вентиляторов должен быть G16, а категория вентиляторов - BV-3 - это относится к крупным низкоскоростным вентиляторам градирен.

4. Расчет допустимого дисбаланса

Расчет допустимого остаточного дисбаланса выполняется по следующим формулам:

4.1. Основная формула

Uper = (eper × Ω × m × 1000) / Ω = eper × m

где:

  • Uper - допустимый остаточный дисбаланс, г·мм
  • eper - допустимый удельный дисбаланс, мкм
  • m - масса ротора, кг

4.2. Определение удельного дисбаланса

eper = (G × 1000) / (π × n / 30) = G × 9549 / n

где:

  • G - класс точности балансировки, мм/с
  • n - частота вращения, об/мин

Примечание: Полученные значения допустимых дисбалансов применимы в случаях, когда масса ротора составляет некоторую типичную долю массы машины, например 30%. Для легких роторов (10% массы машины) допустимый дисбаланс может быть увеличен в три раза.

5. Практические примеры расчетов

Пример 1: Ротор газовой турбины

Машина - газовая турбина (группа II). Рабочая скорость - 3000 мин (постоянная). Масса ротора - 80000 кг.

Расчет:

  1. Класс точности: G 2.5
  2. Удельный дисбаланс: eper = 2.5 × 9549 / 3000 = 8.0 мкм
  3. Допустимый дисбаланс: Uper = 8.0 × 80000 = 640 000 г·мм = 640 кг·мм

Пример 2: Ротор вентилятора

Промышленный вентилятор массой 150 кг, рабочая частота 1500 об/мин.

Расчет:

  1. Класс точности: G 6.3 (стандартный для вентиляторов)
  2. Удельный дисбаланс: eper = 6.3 × 9549 / 1500 = 40 мкм
  3. Допустимый дисбаланс: Uper = 40 × 150 = 6000 г·мм

6. Выбор плоскостей коррекции

Количество плоскостей коррекции зависит от геометрии ротора и требуемой точности балансировки.

6.1. Критерии выбора

Основным критерием является отношение длины ротора L к его диаметру D:

  • L/D < 0.5 - дискообразные роторы, достаточна одноплоскостная (статическая) балансировка
  • 0.5 ≤ L/D < 2 - короткие роторы, требуется двухплоскостная динамическая балансировка
  • L/D ≥ 2 - длинные роторы, может потребоваться балансировка в трех и более плоскостях

6.2. Распределение допустимого дисбаланса

Для двухплоскостной балансировки при симметричном расположении плоскостей коррекции относительно центра масс:

Uper1 = Uper2 = Uper / 2

Для несимметричного расположения используются специальные формулы с учетом расстояний от центра масс до плоскостей коррекции.

7. Рекомендации по применению

7.1. Выбор класса точности

При выборе класса точности следует учитывать:

  • Тип и назначение оборудования
  • Рабочую частоту вращения
  • Требования к уровню вибрации
  • Экономическую целесообразность

7.2. Особые случаи

Высокооборотные балансировочные станки мало распространены из-за их дороговизны и большой энергоёмкости. Балансировка на низкооборотных станках достаточно эффективна и обеспечивает высокую точность в тех случаях, когда ротора относятся к классу жёстких роторов.

7.3. Контроль качества балансировки

После балансировки необходимо:

  1. Проверить остаточный дисбаланс на балансировочном станке
  2. Измерить вибрацию на рабочей частоте вращения
  3. Оформить протокол балансировки с указанием достигнутых значений

Важное замечание: При балансировке роторов турбомашин следует учитывать возможность возникновения эксплуатационных дисбалансов вследствие неравномерного износа, температурных деформаций и других факторов. Рекомендуется закладывать запас по точности балансировки 20-30% от табличных значений.

Заключение

Представленные таблицы и методики расчета допустимых дисбалансов роторов соответствуют международному стандарту ISO 1940-1 и российскому ГОСТ ИСО 1940-1-2007. Правильное применение этих норм позволяет обеспечить оптимальное качество балансировки с учетом технических требований и экономической целесообразности.

Отказ от ответственности: Данная статья носит ознакомительный характер. При выполнении работ по балансировке роторов необходимо руководствоваться действующими стандартами и технической документацией производителя оборудования. Автор не несет ответственности за возможные последствия применения приведенной информации.

Источники:

  1. ГОСТ ИСО 1940-1-2007 «Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса» (действующий)
  2. ГОСТ ISO 21940-31-2016 «Вибрация. Балансировка роторов. Часть 31. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу» (действующий)
  3. ISO 1940-1:2003 «Mechanical vibration - Balance quality requirements for rotors in a constant (rigid) state»
  4. ISO 21940-31:2013 «Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 31: Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance»

© 2025 Компания Иннер Инжиниринг. Все права защищены.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.