Teorie și fundamente

Ultima revizuire 30 iulie 2026

Clase de calitate a echilibrării conform ISO 21940-11: Cum să alegeți toleranța corectă pentru echipamentul dvs.

Pe scurtUn grad de calitate G este dezechilibrul specific admisibil înmulțit cu viteza unghiulară, în mm/s: concasoare G16, ventilatoare și pompe G6,3, turbine cu gaze și cu abur G2,5, arbori principali G1,0 sau G0,4. Toleranța rezultă din e_per = (G × 9549) / n, apoi U_per = e_per × M.

Când se aplică

  • Stabilirea unui criteriu obiectiv de acceptanță a echilibrării
  • Alegerea unui grad de precizie justificat economic
  • Calculul dezechilibrului rezidual admisibil pentru un rotor

Când nu se aplică

  • Nu impuneți grade G mai stricte decât este necesar
  • Gradul G reprezintă dezechilibrul rezidual, nu vibrația carcasei
  • Acoperă rotorii cu comportament rigid, nu limitele de vibrație singure

Calitatea echilibrării ar trebui evaluată nu subiectiv („vibrația a scăzut"), ci conform unor criterii obiective, măsurabile. Standardele internaționale stabilesc cerințe clare pentru dezechilibrul rezidual admisibil după echilibrare.

Documentul cheie este ISO 21940-11 (fostul ISO 1940-1:2003), „Vibrații mecanice — Echilibrarea rotorilor — Proceduri și toleranțe pentru rotori cu comportament rigid".

De ce sunt necesare standardele:

  • Transformă o judecată subiectivă într-un criteriu obiectiv, măsurabil
  • Servesc drept bază pentru acceptarea lucrărilor de către client
  • Asigură echilibrul între necesitatea tehnică și raționalitatea economică
  • Protejează atât contractantul, cât și clientul în caz de litigiu

Ce este o clasă G, pe înțelesul tuturor

Gradul de calitate a echilibrării (notat cu litera G) definește dezechilibrul rezidual admisibil după echilibrare. Cu cât numărul G este mai mic, cu atât cerința de precizie a echilibrării este mai strictă.

Semnificație fizică: numărul G este egal cu viteza orbitală a centrului de masă al rotorului la viteza de lucru — produsul dintre dezechilibrul specific admisibil și viteza unghiulară (eper × Ω), exprimat în mm/s. De exemplu, clasa G6,3 corespunde la 6,3 mm/s.

Important: aceasta este o proprietate a dezechilibrului rezidual, nu a vitezei de vibrație a carcasei sau a suportului de rulment măsurate pe o mașină în funcțiune conform ISO 20816-3. Cele două sunt corelate, dar nu sunt același număr.

Un principiu important: fiecare tip de echipament are propria clasă de calitate a echilibrării recomandată, care rămâne constantă indiferent de turația sau masa rotorului. De exemplu:

  • Concasoare → întotdeauna clasa G16
  • Ventilatoare și pompe → întotdeauna G6,3
  • Turbine cu gaze și cu abur → G2,5 (turbine hidraulice → G6,3)
  • Arbori principali → întotdeauna G1,0 sau G0,4
De ce nu merită să solicitați o precizie excesivă: echilibrarea la clasa G1,0 atunci când G6,3 este suficient crește considerabil costul și durata lucrărilor fără a aduce niciun beneficiu practic. Standardul vă ajută să găsiți un echilibru sensibil între calitate și cost.

Tabel de clase G de calitate a echilibrării pentru diferite echipamente

Tabel: Clasa G, Mărimea clasei eper·Ω (mm/s), Tip de echipament, Exemple de rotori
Clasa G Mărimea clasei eper·Ω (mm/s) Tip de echipament Exemple de rotori
G4000 4000 Echilibrare foarte grosieră Arbori cotiți ai motoarelor diesel navale mari și lente (viteza pistonului sub 9 m/s), dezechilibrați prin natura construcției
G16 16 Echilibrare grosieră Concasoare, arbori de mașini agricole, arbori de transmisie (cardan)
G6,3 6,3 Calitate industrială standard Rotoare de pompe, rotoare de ventilatoare, centrifuge și separatoare, turbocompresoare, turbine hidraulice, angrenaje, mașini-unelte, armături de motoare electrice, componente ale echipamentelor de proces
G2,5 2,5 Calitate superioară Rotoare de turbine cu gaz și cu abur, compresoare, acționări ale mașinilor-unelte, motoare electrice peste 950 rpm, mașini textile
G1,0 1,0 Echilibrare de precizie Acționări ale mașinilor de rectificat, acționări audio și video
G0,4 0,4 Echilibrare de ultramare precizie Arbori principali ai mașinilor de rectificat de precizie, giroscoape

← Vezi și secțiunea privind clasele de calitate a echilibrării din ghidul complet

Cum se calculează dezechilibrul rezidual admisibil

ISO 21940-11 permite calcularea unei valori specifice pentru dezechilibrul rezidual admisibil, care servește drept valoare țintă în timpul echilibrării.

Calculul se efectuează în două etape:

Etapa 1: Determinarea dezechilibrului specific admisibil (eper)

Formulă:

eper = (G × 9549) / n

Unde:

  • G — clasa de calitate a echilibrării (de exemplu, 6,3)
  • n — turația de lucru, rpm
  • eper — dezechilibrul specific admisibil, μm (sau g·mm/kg)

Etapa 2: Calculul dezechilibrului rezidual admisibil (Uper)

Formulă:

Uper = eper × M

Unde:

  • M — masa rotorului, kg
  • Uper — dezechilibrul rezidual admisibil, g·mm
Calculatorul de toleranță la echilibrare din software-ul Balanset-1A

Fig. 1. Fereastra de calcul a toleranței de echilibrare din software-ul Balanset-1A: calcul automat conform ISO 1940-1

Echilibrare cu verificare conform standardelor

Efectuăm echilibrarea cu toleranța calculată conform ISO 21940-11 și emitem un certificat de conformitate

Comandați serviciul

Exemple rezolvate

Exemplul 1: un ventilator industrial

Date de intrare:

  • Masa rotorului (rotor + arbore): M = 150 kg
  • Turația de lucru: n = 1500 rpm
  • Clasa de calitate a echilibrării: G = 6,3 (standard pentru ventilatoare)

Calcul:

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

Concluzie: după echilibrare, dezechilibrul rezidual nu trebuie să depășească 6015 g·mm (sau ~6000 g·mm rotunjit). La echilibrarea în două plane, toleranța se împarte în mod egal: fiecărui plan îi revine Uper/2.

Exemplul 2: un rotor de motor electric de 30 kW

Date de intrare:

  • Masa rotorului: M = 25 kg
  • Turația de lucru: n = 3000 rpm
  • Clasa de calitate a echilibrării: G = 2,5 (calitate superioară)

Calcul:

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

Concluzie: motorul necesită o echilibrare mai precisă (clasa G2,5 în loc de G6,3) deoarece funcționează la turație mare.

Exemplul 3: un arbore principal al unei mașini de rectificat

Date de intrare:

  • Masa arborelui principal cu unealta sa: M = 5 kg
  • Turația de lucru: n = 6000 rpm
  • Clasa de calitate a echilibrării: G = 1,0 (echilibrare de precizie)

Calcul:

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

Concluzie: pentru arborii principali de precizie la turație mare, cerințele sunt foarte stricte — dezechilibrul specific admisibil (eper) este de aproximativ 25 de ori mai mic decât pentru ventilatoare.

Aplicare practică: dacă raportul final de echilibrare arată că dezechilibrul rezidual se încadrează în toleranța ISO calculată, lucrarea este considerată efectuată la un standard înalt. Acesta este un criteriu obiectiv, cu valoare juridică.

Legătura cu vibrația echipamentelor

Pe lângă ISO 21940-11 (toleranța la dezechilibru), există ISO 20816-3:2022 — care a înlocuit ISO 10816-3 retras — care reglementează nivelurile admisibile de vibrație ale echipamentelor măsurate pe carcasele rulmenților. Clasifică mașinile în grupe și 2 tipuri de fundație (rigidă/flexibilă).

Tabel: limitele zonelor de evaluare a vibrațiilor conform ISO 10816-3:2009, anexa A (mm/s RMS)
Grupă de mașini Fundație Limite de zonă (mm/s)
A/B
Bun		 B/C
Acceptabil		 C/D
Alarmă
Grupul 1 (Mașini mari)
P > 300 kW; mașini electrice cu înălțimea axului H ≥ 315 mm		Rigidă2,34,57,1
Flexibilă3,57,111,0
Grupul 2 (Mașini medii)
15 kW < P ≤ 300 kW; mașini electrice cu înălțimea axului 160 mm ≤ H < 315 mm		Rigidă1,42,84,5
Flexibilă2,34,57,1

Notă: valorile de mai sus sunt cele din ISO 10816-3:2009, anexa A. Această parte este acum înlocuită de ISO 20816-3:2022. Alegeți rândul care corespunde mașinii dvs.: o limită indicată fără grup și fără tip de fundație nu are sens — numai limita A/B variază, conform ISO 20816-1:2016, între 0,71 și 4,5 mm/s în funcție de tipul mașinii.

Decodificarea zonelor de condiție:

Zona A: Bună

Condiția echipamentelor noi. Nu este necesară nicio acțiune.

Zona B: Acceptabilă

Funcționarea fără restricții este permisă. Se recomandă monitorizarea.

Zona C: Temporar acceptabilă

Echipamentul necesită diagnosticare pentru a găsi și elimina cauzele vibrației.

Zona D: Inacceptabilă (Alarmă)

Vibrația poate cauza daune. Se recomandă insistent oprirea mașinii pentru reparație.

Niveluri critice de vibrație:

  • Depășirea limitei C/D a grupului dvs. de mașini (4,5 mm/s pentru mașinile medii, 7,1 mm/s pentru mașinile mari pe fundații rigide — vezi tabelul de mai sus) trece mașina în zona D: aceasta trebuie oprită pentru diagnosticare pentru a preveni distrugerea rulmenților și a carcasei
  • Depășirea semnificativă a acestei limite poate duce la fisurarea de oboseală a sudurilor de carcasă și la defectarea rapidă a componentelor.

Cele două standarde se completează reciproc: ISO 21940-11 definește calitatea țintă a echilibrării, în timp ce ISO 20816-3 evaluează condiția reală de vibrație a mașinii.

Concluzie

ISO 21940-11 nu este doar o cerință formală, ci un instrument practic pentru asigurarea calității echilibrării. Permite:

  • Evaluarea obiectivă a calității lucrărilor efectuate
  • Alegerea unui nivel de precizie justificat economic
  • Protejarea intereselor atât ale clientului, cât și ale contractantului
  • Furnizarea de dovezi documentate ale calității

Instrumentele moderne de echilibrare, precum Balanset-1A, dispun de un calculator de toleranță conform ISO 1940-1 care calculează automat valorile țintă și compară rezultatele obținute cu acestea.

Vezi și: tipurile de dezechilibru și modul în care fiecare este corectat

Echilibrare conform standardelor ISO

Instrumente și servicii cu toleranțe calculate conform standardelor

Instrumentul Balanset-1A

Calculator de toleranță integrat conform ISO 1940-1

Cumpărați instrumentul

Servicii de echilibrare

Echilibrare cu calcule conform ISO și certificat de conformitate

Comandați serviciul
Scrieți-ne pe WhatsApp

Listă de verificare

  • Alegeți gradul G corespunzător tipului de echipament
  • Înregistrați viteza de lucru (rpm) și masa rotorului
  • Calculați e_per = (G x 9549) / n
  • Calculați U_per = e_per x M
  • Confirmați că dezechilibrul rezidual se încadrează în toleranță
  • Emiteți un certificat de conformitate
Pasul următorVerificați vibrația în funcționare față de zonele de stare conform ISO 20816-3.