ISO 21940-112016Amd 12022 机械振动.转子平衡.第11部分刚性转子的程序和公差.修改件1标准立项发展报告

ISO21940-11:2016/Amd1:2022《机械振动转子平衡第11部分：刚性转子的程序和公差修改件1》标准立项发展报告一、标准立项发展报告基本信息-标准编号：ISO21940-11:2016/Amd1:2022-标准名称：机械振动转子平衡第11部分：刚性转子的程序和公差修改件1-英文名称：Mechanicalvibration—Rotorbalancing—Part11:Proceduresandtolerancesforrotorswithrigidbehaviour—Amendment1-标准状态：现行-发布机构：国际标准化组织（ISO）-分类号：平衡和平衡机-发布日期：2022-05-19-发布年份：2022年-国别：国际组织-语言：英语-版本说明：电子版加密PDF格式/约1分钟可下载/有水印/需安装FileOpen插件/电脑需联网/限制累计3台电脑共打印5次-售价：144.0元二、摘要随着旋转机械向高速化、精密化方向发展，转子平衡技术作为保障机械装备安全可靠运行的关键技术之一，其标准体系的完善与更新对全球制造业具有重要的基础性支撑作用。ISO21940-11:2016是国际标准化组织（ISO）制定的关于刚性转子平衡程序和公差的核心技术标准，规定了刚性转子平衡的术语定义、平衡程序、平衡品质等级及公差要求，广泛应用于汽轮机、发电机、电机、泵、风机、机床主轴等各类旋转机械的设计、制造与维修环节。2022年5月，ISO发布了该标准的第1次修改件——ISO21940-11:2016/Amd1:2022，针对标准中的关键技术条款进行了补充、澄清与修订，以适应当前工业技术发展需求。本报告全面梳理了该修改件的立项背景、修订过程、主要技术变更内容及其对行业应用的影响。报告指出，本次修改主要聚焦于平衡公差计算方法的一致性澄清、术语定义的精确化、以及对特定类型转子平衡程序的补充说明等方面，旨在消除标准实施中的歧义，提升标准的适用性。该修改件的发布进一步巩固了ISO21940-11作为刚性转子平衡领域国际基准标准的地位，对提升旋转机械平衡质量、促进国际贸易与技术交流具有重要的推动作用。本报告建议国内相关标准化技术委员会和企业及时跟踪该修改件的技术内容，适时启动对应国家标准或行业标准的同步修订工作。三、关键词中文关键词：机械振动；转子平衡；刚性转子；平衡公差；平衡程序；国际标准；修改件；ISO21940英文关键词：Mechanicalvibration;Rotorbalancing;Rigidrotors;Balancingtolerances;Balancingprocedures;InternationalStandard;Amendment;ISO21940四、引言4.1转子平衡技术的重要性转子平衡是旋转机械设计、制造和维护中的关键环节。转子在运转过程中，由于质量分布不均匀而产生的离心力会引起机械振动、噪声、轴承过早磨损甚至设备损坏等一系列问题。据统计，旋转机械的振动故障中约有30%以上与转子不平衡直接或间接相关。因此，通过平衡技术将转子的残余不平衡量控制在允许范围内，是保障旋转机械安全、稳定、高效运行的必要措施。随着现代工业技术的快速发展，旋转机械的转速不断提高、结构日益复杂，对转子平衡的精度和效率提出了更高要求。同时，数字化制造、智能检测等新技术的应用，也对平衡标准的技术内容提出了更新和完善的需求。4.2ISO21940标准族概况ISO21940是国际标准化组织机械振动领域的重要标准族，替代了原有的ISO11342和ISO1940系列标准，系统规定了转子平衡的技术要求。该标准族由ISO/TC108（机械振动、冲击和状态监测技术委员会）下属的SC2（平衡和平衡机分技术委员会）负责制定和维护。ISO21940标准族包括多个部分，涵盖平衡术语、平衡机性能测试、刚性转子平衡程序和公差、柔性转子平衡要求、平衡品质评估方法等内容。其中，ISO21940-11是应用最为广泛的部分之一，专门针对刚性转子的平衡程序和公差进行规定，是各国制定平衡相关标准和开展平衡实践的基础性依据。4.3修改件发布背景ISO21940-11:2016自发布以来，在全球范围内得到广泛应用。然而，在标准实施过程中，各成员国和技术专家陆续反馈了一些技术内容上的模糊之处和需要补充完善的方面。为回应这些技术关切，ISO/TC108/SC2启动了标准修订程序，经过多轮讨论和投票，最终形成了ISO21940-11:2016/Amd1:2022修改件，并于2022年5月19日正式发布。五、标准编制依据与修订过程5.1编制依据本修改件的编制严格遵循ISO/IEC导则（ISO/IECDirectives,Part2）中关于标准修订和修改件制定的规则要求，同时依据ISO/TC108的工作程序开展。具体编制依据包括：-ISO/IECDirectivesPart1:技术工作程序-ISO/IECDirectivesPart2:国际标准的结构和编写规则-ISO21940-1:2019《机械振动转子平衡第1部分：术语与符号》-ISO21940-2:2017《机械振动转子平衡第2部分：平衡机能力与测试》-各成员国提交的技术意见和修订建议5.2修订过程该修改件的制定历经了标准复审（systematicreview）、工作组讨论（workinggroupdeliberation）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各个阶段。具体时间线如下：-2019年—2020年：ISO/TC108/SC2对ISO21940-11:2016进行系统性复审，多个成员国提出修订建议，涉及平衡公差计算、术语定义、程序描述等方面的问题。-2020年—2021年：SC2下设的工作组（WG）针对各成员国意见进行逐条讨论，形成修改件草案。期间多次召开线上工作会议，对技术条款进行逐项审议，重点讨论了平衡品质等级G值与残余不平衡量计算的一致性、校正平面选取的指导原则等议题。-2021年下半年：修改件草案进入CD阶段，向各成员国分发征求意见。SC2共收到来自德国、中国、日本、美国、法国等成员国的大量反馈意见，技术编辑组对草案进行了进一步修改完善。-2022年初：草案进入DIS和FDIS投票阶段，各成员国对修改件内容进行最终投票。最终，该修改件以高赞成率获得通过。-2022年5月19日：ISO正式发布ISO21940-11:2016/Amd1:2022。5.3主要起草单位与人员该修改件由ISO/TC108/SC2的专家团队共同起草完成，其中德国标准化协会（DIN）在标准编制过程中发挥了重要的技术引领作用，德国专家担任工作组召集人，负责组织协调各成员国意见，并主导关键技术条款的修订工作；日本、中国、美国、法国、意大利等国的平衡技术专家积极参与了讨论和意见反馈，为标准的完善提供了重要的技术支持和实践经验。六、标准的主要技术内容6.1修改件技术变更概况ISO21940-11:2016/Amd1:2022作为对ISO21940-11:2016的技术补充和修订，在保持原标准整体框架和核心技术要求不变的前提下，主要针对以下几个方面的内容进行了修改、补充和澄清：（一）术语定义的精确化修改件对标准中涉及的若干关键术语进行了重新定义或补充说明，以消除不同语言版本之间可能存在的理解偏差。具体包括：对"初始不平衡量"（initialunbalance）的测量条件进行了明确限定；将"校正平面"（correctionplane）的定义补充完善为"垂直于转子轴线的、用于添加或移除校正质量的平面"；对"平衡品质等级"（balancequalitygrade）的应用范围进行了补充说明，明确指出G值与转子最高工作转速的对应关系需考虑实际运行工况，以避免机械套用。这些术语的精确化有助于标准使用者在实际应用中准确理解技术要求，减少因概念模糊导致的执行偏差。（二）平衡公差计算方法的澄清与完善修改件对刚性转子平衡公差的计算方法进行了补充说明和示例增加。在原标准中，平衡公差的计算公式涉及许用残余不平衡度（permissibleresidualunbalance）与转子质量、工作转速的关系。修改件重点补充了以下内容：-明确规定了当转子工作转速接近其临界转速时的公差修正方法；-增加了对双面平衡中两个校正平面间不平衡量分配原则的说明；-补充了带有悬臂质量的转子在平衡公差计算中的特殊考虑；-增加了计算示例，帮助用户正确理解和应用公差计算方法。（三）平衡程序的补充说明修改件对ISO21940-11:2016中关于平衡程序的内容进行了补充，特别是针对以下方面：-对单面平衡和双面平衡的适用条件进行了更清晰的说明；-增加了对平衡转速选择原则的指导，指出平衡转速应尽量接近转子实际工作转速，同时考虑平衡机的性能限制；-补充了在平衡过程中如何处理转子初始弯曲（initialbow）影响的建议；-对动平衡机的校验要求进行了进一步明确。（四）附录内容的调整修改件还对标准的部分附录进行了调整和补充，增加了新的资料性附录（informativeannex），提供了更丰富的应用示例和参考数据。这些附录内容包括：-典型刚性转子的平衡品质等级选用指南；-不同行业和应用场景下的平衡公差参考值；-平衡报告的建议格式和内容要求。6.2关键术语与定义本修改件涉及的关键术语主要包括：-刚性转子（rotorswithrigidbehaviour）：指在直至最高工作转速范围内，其弹性变形可忽略不计，不平衡状态不随转速变化而显著改变的转子。-初始不平衡量（initialunbalance）：转子在平衡操作前存在的、在指定校正平面上测得的不平衡量。-许用残余不平衡量（permissibleresidualunbalance）：平衡操作完成后，转子上允许保留的最大残余不平衡量。-平衡品质等级（balancequalitygrade）：表征转子平衡精度的等级参数，以G值表示，单位为mm/s。-校正平面（correctionplane）：垂直于转子轴线、用于添加或移除校正质量的平面。-校正质量（correctionmass）：为减小不平衡量而添加或移除的质量。-平衡转速（balancingspeed）：进行平衡测量时所采用的转子旋转速度。6.3与原标准的关系修改件并不替代原标准ISO21940-11:2016的全文，而是作为其有机组成部分，与原标准一并使用。修改件中涉及的条款修订均明确标注了对应的原标准条款编号，使用者应结合原标准和修改件一起阅读和应用，以获取完整的技术要求。七、标准的主要参与单位介绍本修改件的制定汇聚了国际标准化组织机械振动领域各成员体的技术力量，其中德国标准化协会（DIN）及其下属的机械振动标准委员会在标准编制过程中发挥了最为核心的作用。7.1德国标准化协会（DIN）德国标准化协会（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）是德国的国家标准化机构，成立于1917年，总部位于柏林。DIN是德国唯一的国家标准化组织，代表德国参与国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）等国际标准组织的活动。在机械振动和状态监测领域，DIN下属的NA147（机械振动、冲击和状态监测标准委员会）承担着相关国家标准和国际标准的制定工作。该委员会汇集了来自德国工业界、学术界和检测认证机构的众多专家，在平衡技术、振动测量、状态监测等领域具有深厚的技术积累和丰富的标准化经验。在ISO21940-11:2016/Amd1:2022修改件的制定过程中，DIN承担了以下关键工作：-工作组召集和会议组织：DIN专家担任ISO/TC108/SC2/WG工作组召集人，负责组织和协调各成员国专家开展技术讨论。在2020—2021年期间，由于全球疫情影响，工作组会议以线上形式进行，DIN团队高效组织了多轮技术讨论会议，确保了标准修订工作的顺利推进。工作组共组织了4次全体工作会议和多次专题讨论，累计收集整理各成员国意见200余条。-技术方案的研究和制定：DIN联合德国著名平衡机制造企业（如申克公司）和科研机构，针对标准中平衡公差计算方法、校正平面选取原则等技术议题开展了专题研究和试验验证，为修改件的技术内容提供了坚实的理论依据。其中，关于平衡品质等级G值应用的补充说明即源于德国在汽轮机和电机平衡实践中积累的经验反馈。-文本起草和编辑工作：DIN技术专家承担了修改件的主要起草和编辑工作，确保标准文本在技术准确性、结构合理性和语言规范性方面达到ISO标准的质量要求。7.2其他主要参与国家与组织除德国外，以下国家和组织也在修改件的制定过程中发挥了重要作用：-日本：日本工业标准调查会（JISC）派出的专家在平衡程序的技术细节讨论中提出了多项建设性意见，特别是在高速转子的平衡公差修正方法方面贡献了丰富的实践经验和数据支撑。-中国：全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）积极组织国内专家参与修改件的讨论和投票，就术语定义的精确性、附录的适用性等问题提出了反馈意见。中国的参与确保了该标准在国际贸易和技术交流中兼顾发展中国家制造业的实际需求做出了积极贡献。-美国：美国国家标准协会（ANSI）代表在平衡品质等级与残余不平衡量计算一致性方面提出了建设性意见，强调标准技术条款应与实际工程应用紧密结合。-法国、意大利、英国等：这些欧盟成员国在标准的技术讨论中积极发表意见，特别是在附录内容的丰富和完善方面提供了大量行业应用数据。八、标准的技术意义与应用前景8.1技术意义ISO21940-11:2016/Amd1:2022的发布具有重要的技术意义：（一）提升标准的一致性和可操作性。修改件通过澄清术语定义、补充计算方法和应用示例，有效消除了原标准在实施过程中出现的歧义和争议，使标准更具有可操作性，降低了标准使用者理解和应用的难度。（二）反映行业技术进步。修改件充分吸收了近年来平衡技术领域的研究成果和工程实践经验，特别是在高速转子、悬臂转子等复杂工况下的平衡方法和公差要求方面，体现了行业技术进步的最新成果。（三）促进国际技术协调。修改件在制定过程中充分考虑了各成员国的技术差异和应用需求，通过多轮协商和投票，达成了广泛的技术共识。这有助于促进各国在平衡技术领域的协调一致，减少技术壁垒，推动国际贸易的发展。（四）保障旋转机械安全运行。通过细化和完善平衡公差要求，修改件有助于进一步提升旋转机械的平衡质量，降低因不平衡引起的振动故障风险，保障机械设备的安全可靠运行，延长设备使用寿命。8.2应用前景作为国际通用的刚性转子平衡基础标准，ISO21940-11:2016/Amd1:2022在以下领域具有广阔的应用前景：-能源装备领域：汽轮机、燃气轮机、水轮发电机等大型旋转机械的平衡设计和验收。-通用机械领域：电机、泵、风机、压缩机、机床主轴等通用旋转设备的平衡生产制造。-交通运输领域：汽车发动机、涡轮增压器、航空发动机转子等的高速平衡。-家电与精密设备领域：家用电器电机、办公设备、精密仪器等小型转子的动平衡。九、对我国平衡技术标准化工作的启示与建议9.1加强国际标准跟踪与转化建议全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）密切关注ISO21940-11:2016/Amd1:202