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BS 06861——刚性转子平衡质量要求标准系列（ISO 1940）
Balance Quality Requirements of Rigid Rotors — ISO 1940/1-1986 and ISO 1940-2:1997
⚙️ BS 6861 是英国标准协会（BSI）为刚性转子平衡质量要求制定的标准系列，与 ISO 1940《机械振动——刚性转子平衡质量要求》相对应，由通用机械工程标准委员会制定，技术委员会 GME/21 负责起草。Part 1 于 1987 年 6 月生效，等同采用 ISO 1940/1-1986《第 1 部分：许用残余不平衡量的确定》；Part 2 于 1997 年发布，等同采用 ISO 1940-2:1997。该系列为各类旋转机械（电机、泵、风机、涡轮、主轴、传动轴等）的转子平衡提供了统一的”平衡质量等级”体系，是现代旋转机械设计、制造与现场维护中应用最广泛的平衡判据之一。
💡 平衡质量等级 G = e·ω（单位 mm/s），将转子的许用残余不平衡与其工作转速直接联系起来：转速越高、允许的偏心距越小。G 值已成为全球通用的转子平衡”质量语言”。
一、系列概述与适用范围 📌
本系列适用于刚性转子——即在平衡转速下工作、其挠曲变形可以忽略不计的转子。对柔性转子（工作转速接近或超过一阶临界转速、需考虑挠曲的转子），应遵循专门的平衡标准（如 ISO 11342 系列）。Part 1 给出了确定许用残余不平衡量（permissible residual unbalance，Uper）的通用方法，包括：平衡问题的相关方面、与转子质量相关的许用不平衡、平衡质量等级与服务转速、平衡质量要求的确定、许用残余不平衡在每一校正平面上的分配、残余不平衡的确定以及平衡误差来源。
二、系列构成与平衡质量等级 🔧
| 分部 | 对应 ISO | 生效 | 状态 | 主题 |
|---|---|---|---|---|
| BS 6861-1:1987 | ISO 1940/1-1986 | 1987-06 | 现行（1991 修正） | 许用残余不平衡量的确定、平衡质量等级、校正平面分配 |
| BS 6861-2:1997 | ISO 1940-2:1997 | 1997 | 现行（扫描版） | 平衡误差与平衡质量等级的评定、两平面平衡的补充内容 |
📄 本系列中 BS 6861-2 为扫描版本，依据公开领域知识撰写。其内容对应 ISO 1940-2:1997《机械振动——刚性转子平衡质量要求——第 2 部分：平衡误差》，主要讨论平衡机测量误差、试重法及现场平衡时的误差评定方法，以下涉及 Part 2 的叙述基于该领域公开知识概括。
Part 1 的核心是平衡质量等级表（表 1），把各种代表性刚性转子按其用途与振动敏感性归入不同等级。典型对应关系为：G 4000（低速船用曲轴）、G 1600（刚性安装的大型两缸发动机曲轴）、G 630（刚性安装的大型四冲程发动机曲轴）、G 250（刚性安装的高速四缸柴油机曲轴）、G 100（六缸及以上高速柴油机曲轴；汽车、机车完整发动机）、G 40（汽车车轮、轮辋、传动轴）、G 16（粉碎机、农业机械、一般机械轴系）、G 6.3（机床主轴、电机、涡轮、风机、飞轮、泵叶轮）、G 2.5（燃气轮机、机床驱动件、中大型电机）、G 1（磁带记录仪驱动件、磨床主轴）与 G 0.4（精密磨床主轴、陀螺仪转子）。
三、关键技术要求：许用残余不平衡量的确定 🔍
- 与转子质量相关：许用不平衡量与转子质量成正比。对单平面校正，Uper = (G·m)/ω；对双平面校正，每平面分配部分许用值。
- 按工作转速确定：由平衡质量等级 G 与最大工作转速（rad/s）按 Uper = 9549·G/n（G 单位 mm/s，n 单位 r/min，Uper 单位 g·mm）计算许用残余比不平衡 eper，再乘以转子质量得 Uper。
- 校正平面分配：许用残余不平衡 Uper 须分配到各校正平面。简化方法按转子支承与校正平面的相对位置（如图 3—图 5 的悬伸盘、校正平面距离小于 1/3 支承跨距等情况）进行；一般方法按第 7.3.3.1 条的双平面通用算法（见附录示例）分配。
- 残余不平衡的确定：通过试重法在平衡机上确定残余不平衡量（图 7—图 8），并考虑试重响应、测点布置与测量平面。
🚨 平衡质量等级的选择直接影响机组振动水平。等级过严会不必要地提高制造成本，等级过松则可能导致高速运行时振动超标甚至轴系损坏。应按转子用途、最高工作转速与支承刚性合理选取，而非一味追求高等级。
四、工程实践应用 🛠️
- 🔍 设计阶段：在转子图纸上明确标注平衡质量等级 G 值、校正平面位置与许用残余不平衡量，避免制造后无法满足平衡要求。
- 🔧 平衡机验收：平衡机的测量精度、最小可达残余不平衡量（Umar）与不平衡量减小率（URR）应满足被平衡转子的要求，并定期校验。
- 📊 误差控制：平衡误差来源包括试重误差、测量平面与校正平面不一致、驱动联接件误差（图 9）、支承条件差异及环境振动。对高精度转子，需按 Part 2 的误差评定方法核算。
- 📋 现场平衡：无法整机平衡的大中型转子，可采用现场单/双平面平衡，并利用表 2 给出的典型推荐偏差值判断平衡效果。
五、常见问题解答 ❓
❓ 问：平衡质量等级 G 与许用残余不平衡量 Uper 是什么关系？
答：G 值反映许用残余比不平衡 eper（单位 g·mm/kg 或 μm）与转子角速度 ω 的乘积，即 G = eper·ω。由 G 与最高工作转速即可反算 Uper = m·eper，再分配到各校正平面。
答：G 值反映许用残余比不平衡 eper（单位 g·mm/kg 或 μm）与转子角速度 ω 的乘积，即 G = eper·ω。由 G 与最高工作转速即可反算 Uper = m·eper，再分配到各校正平面。
❓ 问：刚性转子与柔性转子如何区分？
答：刚性转子在平衡转速下其挠曲变形可忽略；若工作转速接近或超过一阶临界转速、转子挠曲不可忽略，则为柔性转子，应遵循柔性转子平衡标准。本系列仅适用于刚性转子。
答：刚性转子在平衡转速下其挠曲变形可忽略；若工作转速接近或超过一阶临界转速、转子挠曲不可忽略，则为柔性转子，应遵循柔性转子平衡标准。本系列仅适用于刚性转子。
❓ 问：电机转子一般取什么平衡等级？
答：一般电机、泵叶轮、风机、飞轮等取 G 6.3；中大型电机取 G 2.5；高精度的磨床主轴取 G 1。具体应以设计文件与制造商要求为准。
答：一般电机、泵叶轮、风机、飞轮等取 G 6.3；中大型电机取 G 2.5；高精度的磨床主轴取 G 1。具体应以设计文件与制造商要求为准。
❓ 问：单平面与双平面平衡如何选择？
答：转子轴向长度与直径比小、质量分布集中时可用单平面（静平衡）校正；转子较长或存在不平衡力偶时，必须用双平面（动平衡）校正，并将 Uper 分配到两个校正平面。
答：转子轴向长度与直径比小、质量分布集中时可用单平面（静平衡）校正；转子较长或存在不平衡力偶时，必须用双平面（动平衡）校正，并将 Uper 分配到两个校正平面。
❓ 问：为什么平衡机测出的结果与现场运转不一致？
答：主要原因包括支承刚性差异、驱动联接误差、测量平面与校正平面不一致、试重与平衡块安装误差以及环境振动。对这些误差应按 ISO 1940-2（本系列 Part 2）的误差评定方法加以控制。
答：主要原因包括支承刚性差异、驱动联接误差、测量平面与校正平面不一致、试重与平衡块安装误差以及环境振动。对这些误差应按 ISO 1940-2（本系列 Part 2）的误差评定方法加以控制。
