Theorie & grondbeginselen

Laatst herzien 30 juli 2026

Kwaliteitsgraden voor balanceren volgens ISO 21940-11: de juiste tolerantie kiezen voor uw apparatuur

In het kortEen balanceergraad G is de toelaatbare specifieke restonbalans maal de hoeksnelheid in mm/s: brekers G16, ventilatoren en pompen G6,3, gas- en stoomturbines G2,5, spindels G1,0 of G0,4. De tolerantie volgt uit e_per = (G × 9549) / n en daarna U_per = e_per × M.

Wanneer dit van toepassing is

  • Vaststellen van een objectief acceptatiecriterium voor balanceren
  • Kiezen van een economisch verantwoorde nauwkeurigheidsklasse
  • Berekening van de toelaatbare restonbalans voor een rotor

Wanneer niet

  • Vraag geen strengere G-graden dan nodig
  • De G-graad is de restonbalans, niet de trillingssnelheid van het huis
  • Geldt voor rotoren met star gedrag, niet alleen voor trillingsgrenzen

De kwaliteit van balanceren dient niet subjectief te worden beoordeeld ("de trilling is afgenomen"), maar aan de hand van objectieve, meetbare criteria. Internationale normen stellen duidelijke eisen aan de toegestane restonbalans na het balanceren.

Het sleuteldocument is ISO 21940-11 (voorheen ISO 1940-1:2003), "Mechanische trilling — Rotorbalanceren — Procedures en toleranties voor rotoren met stijf gedrag".

Waarom normen nodig zijn:

  • Ze maken van een subjectief oordeel een objectief, meetbaar criterium
  • Ze dienen als basis voor de oplevering van het werk door de opdrachtgever
  • Ze slaan een brug tussen technische noodzaak en economische zinvolheid
  • Ze beschermen zowel de opdrachtnemer als de opdrachtgever in geval van een geschil

Wat een G-graad is, in begrijpelijke taal

De kwaliteitsgraad voor balanceren (aangeduid met de letter G) bepaalt de toegestane restonbalans na het balanceren. Hoe lager het G-getal, hoe strenger de nauwkeurigheidseis voor het balanceren.

Fysische betekenis: het G-getal is gelijk aan de baansnelheid van het zwaartepunt van de rotor bij zijn bedrijfssnelheid — het product van de toegestane specifieke onbalans en de hoeksnelheid (eper × Ω), uitgedrukt in mm/s. Kwaliteitsgraad G6,3 correspondeert bijvoorbeeld met 6,3 mm/s.

Belangrijk: dit is een eigenschap van de restonbalans, niet de trillingssnelheid van de behuizing of het lagerblok die op een draaiende machine wordt gemeten conform ISO 20816-3. De twee zijn gerelateerd maar zijn niet hetzelfde getal.

Een belangrijk principe: elk type apparatuur heeft zijn eigen aanbevolen kwaliteitsgraad voor balanceren, die constant blijft ongeacht de toersnelheid of de massa van de rotor. Bijvoorbeeld:

  • Brekers → altijd graad G16
  • Ventilatoren en pompen → altijd G6,3
  • Gas- en stoomturbines → G2,5 (waterturbines → G6,3)
  • Spindels → altijd G1,0 of G0,4
Waarom overmatige nauwkeurigheid niet zinvol is: balanceren op graad G1,0 wanneer G6,3 voldoende is, verhoogt de kosten en tijd van het werk aanzienlijk zonder praktisch voordeel. De norm helpt u een verstandig evenwicht te vinden tussen kwaliteit en kosten.

Tabel van G-kwaliteitsgraden voor verschillende apparatuur

Tabel: G-graad, Omvang van de graad eper·Ω (mm/s), Type apparatuur, Voorbeelden van rotoren
G-graad Omvang van de graad eper·Ω (mm/s) Type apparatuur Voorbeelden van rotoren
G4000 4000 Zeer grove balancering Krukasaandrijvingen van grote, langzaamdraaiende scheepsdieselmotoren (zuigersnelheid onder 9 m/s), inherent ongebalanceerd
G16 16 Grove balancering Brekers, assen van landbouwmachines, aandrijfassen (cardanassen)
G6,3 6,3 Standaard industriële kwaliteit Pompschoepen, ventilatorwieken, centrifuges en separators, turbocompressoren, waterturbines, tandwielen, werktuigmachines, elektromotorankers, procesapparatuuronderdelen
G2,5 2,5 Hogere kwaliteit Gas- en stoomturbinerotoren, compressoren, werktuigmachine-aandrijvingen, elektromotoren boven 950 toeren/min, textielmachines
G1,0 1,0 Precisiebalancering Slijpmachine-aandrijvingen, audio- en video-aandrijvingen
G0,4 0,4 Ultraprecisiebalancering Precisieslijpmachinespindels, gyroscopen

← Zie ook het gedeelte over kwaliteitsgraden in de complete gids

Hoe de toegestane restonbalans te berekenen

ISO 21940-11 maakt het mogelijk een specifieke waarde voor de toegestane restonbalans te berekenen, die als doelwaarde dient tijdens het balanceren.

De berekening verloopt in twee stappen:

Stap 1: bepalen van de toegestane specifieke onbalans (eper)

Formule:

eper = (G × 9549) / n

Waarbij:

  • G — de kwaliteitsgraad voor balanceren (bijvoorbeeld 6,3)
  • n — de bedrijfstoersnelheid, toeren/min
  • eper — de toegestane specifieke onbalans, µm (of g·mm/kg)

Stap 2: berekening van de toegestane restonbalans (Uper)

Formule:

Uper = eper × M

Waarbij:

  • M — de massa van de rotor, kg
  • Uper — de toegestane restonbalans, g·mm
De tolerantierekenaar voor balanceren in de Balanset-1A software

Fig. 1. Het venster voor tolerantieberekening in de Balanset-1A software: automatische berekening volgens ISO 1940-1

Balanceren met verificatie volgens de normen

Wij voeren balanceren uit met de tolerantie berekend conform ISO 21940-11 en verstrekken een conformiteitscertificaat

Dienst bestellen

Uitgewerkte voorbeelden

Voorbeeld 1: een industriële ventilator

Invoergegevens:

  • Massa van de rotor (waaier + as): M = 150 kg
  • Bedrijfssnelheid: n = 1500 toeren/min
  • Kwaliteitsgraad: G = 6,3 (standaard voor ventilatoren)

Berekening:

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

Conclusie: na het balanceren mag de restonbalans niet groter zijn dan 6015 g·mm (of ~6000 g·mm afgerond). Bij balanceren in twee vlakken wordt de tolerantie gelijk verdeeld: elk vlak krijgt Uper/2.

Voorbeeld 2: een rotor van een 30 kW elektromotor

Invoergegevens:

  • Massa van de rotor: M = 25 kg
  • Bedrijfssnelheid: n = 3000 toeren/min
  • Kwaliteitsgraad: G = 2,5 (hogere kwaliteit)

Berekening:

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

Conclusie: de motor vereist nauwkeuriger balanceren (graad G2,5 in plaats van G6,3) omdat hij op hoge snelheid draait.

Voorbeeld 3: een spindel van een slijpmachine

Invoergegevens:

  • Massa van de spindel met gereedschap: M = 5 kg
  • Bedrijfssnelheid: n = 6000 toeren/min
  • Kwaliteitsgraad: G = 1,0 (precisiebalancering)

Berekening:

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

Conclusie: voor sneldraaiende precisiespindels zijn de eisen zeer streng — de toegestane specifieke onbalans (eper) is ongeveer 25 keer kleiner dan voor ventilatoren.

Praktische toepassing: als uit het definitieve balanceerrapport blijkt dat de restonbalans binnen de berekende ISO-tolerantie valt, wordt het werk beschouwd als kwalitatief hoogwaardig uitgevoerd. Dit is een objectief, juridisch geldig criterium.

Het verband met trilling van apparatuur

Naast ISO 21940-11 (de onbalanstolerantie) bestaat er ISO 20816-3:2022 — die de inmiddels ingetrokken ISO 10816-3 heeft vervangen — die de toegestane trillingsniveaus van apparatuur gemeten op de lagerblokken regelt. De norm deelt machines in groepen en 2 fundamenttypen (stijf/flexibel) in.

Tabel: grenzen van beoordelingszones voor trillingen conform ISO 10816-3:2009, bijlage A (mm/s RMS)
Machinegroep Fundament Grenzen van conditiezones (mm/s)
A/B
Goed		 B/C
Aanvaardbaar		 C/D
Alarm
Groep 1 (Grote machines)
P > 300 kW; elektrische machines met ashoogte H ≥ 315 mm		Stijf2,34,57,1
Flexibel3,57,111,0
Groep 2 (Middelgrote machines)
15 kW < P ≤ 300 kW; elektrische machines met ashoogte 160 mm ≤ H < 315 mm		Stijf1,42,84,5
Flexibel2,34,57,1

Opmerking: de bovenstaande waarden zijn afkomstig uit ISO 10816-3:2009, bijlage A. Dat deel is inmiddels vervangen door ISO 20816-3:2022. Kies de rij die bij uw machine past: een grenswaarde zonder groep en fundamenttype is betekenisloos — alleen al de A/B-grens loopt volgens ISO 20816-1:2016 uiteen van 0,71 tot 4,5 mm/s, afhankelijk van het machinetype.

Uitleg van de conditiezones:

Zone A: Goed

De conditie van nieuwe apparatuur. Er is geen actie nodig.

Zone B: Aanvaardbaar

Onbeperkte werking is toegestaan. Monitoring wordt aanbevolen.

Zone C: Tijdelijk aanvaardbaar

De apparatuur heeft diagnostiek nodig om de oorzaken van trilling te vinden en te elimineren.

Zone D: Onaanvaardbaar (Alarm)

De trilling kan schade veroorzaken. Het wordt sterk aanbevolen de machine voor reparatie stil te zetten.

Kritieke trillingsniveaus:

  • Het overschrijden van de C/D-grens van uw machinegroep (4,5 mm/s voor middelgrote machines, 7,1 mm/s voor grote machines op starre fundaties — zie de tabel hierboven) brengt de machine in zone D: deze moet worden stilgezet voor diagnostiek om vernietiging van de lagers en behuizing te voorkomen
  • Aanzienlijke overschrijding van deze grens kan leiden tot vermoeidheidsscheuren in lassen van de behuizing en snelle componentdefecten.

De twee normen vullen elkaar aan: ISO 21940-11 definieert de beoogde balanceerkwaliteit, terwijl ISO 20816-3 de werkelijke trillingstoestand van de machine beoordeelt.

Conclusie

ISO 21940-11 is niet slechts een formele vereiste, maar een praktisch instrument voor het waarborgen van balanceerkwaliteit. Het stelt u in staat:

  • De kwaliteit van het uitgevoerde werk objectief te beoordelen
  • Een economisch verantwoord nauwkeurigheidsniveau te kiezen
  • De belangen van zowel de opdrachtgever als de opdrachtnemer te beschermen
  • Gedocumenteerd kwaliteitsbewijs te leveren

Moderne balanceerapparaten zoals de Balanset-1A beschikken over een ingebouwde tolerantierekenaar conform ISO 1940-1 die de doelwaarden automatisch berekent en de behaalde resultaten daartegen afzet.

Zie ook: soorten onbalans en hoe elk wordt gecorrigeerd

Balanceren conform ISO-normen

Instrumenten en diensten met toleranties berekend conform de normen

Het Balanset-1A instrument

Een ingebouwde tolerantierekenaar conform ISO 1940-1

Instrument kopen

Balanceerservices

Balanceren met berekeningen conform ISO en een conformiteitscertificaat

Dienst bestellen
Stuur ons een bericht via WhatsApp

Checklist

  • Kies de G-graad voor uw apparaattype
  • Leg de bedrijfssnelheid (rpm) en massa van de rotor vast
  • Bereken e_per = (G x 9549) / n
  • Bereken U_per = e_per x M
  • Bevestig dat de restonbalans binnen de tolerantie valt
  • Stel een conformiteitscertificaat op
Volgende stapKruiscontrole van de bedrijfstrilling met de conditiezones van ISO 20816-3.