أداة هندسية مجانية
حاسبة الوزن التجريبي لموازنة الدوار
احسب كتلة الوزن التجريبي الموصى بها لموازنة الدوّار في مستوى واحد، مع مراعاة كتلة الدوّار وسرعته ونصف قطر التصحيح وصلابة الدعامة وشدة الاهتزاز.
نتائج
معادلة الوزن التجريبي
تُحسب كتلة الوزن التجريبي باستخدام صيغة هندسية عملية تراعي ظروف الدعامات وشدة الاهتزاز:
- Mt — كتلة الوزن التجريبي (g)
- Mr — كتلة الدوّار (g) — أدخل القيمة بالكيلوغرام (kg)، وتُحوَّل داخليًا إلى g
- Ksupp — معامل صلابة الدعامة (0.5–5.0)
- Kvib — معامل مستوى الاهتزاز (0.5–3.0) — مستمد من الاهتزاز المقاس بوحدة mm/s
- Rt — نصف قطر تركيب الوزن التجريبي (cm) — أدخل القيمة بوحدة mm، وتُحوَّل داخليًا إلى cm
- N — سرعة دوران الدوّار (RPM)
معامل صلابة الدعامة (Ksupp)
يوضح هذا المعامل كيف يؤثر هيكل دعم الآلة في استجابة الاهتزاز لعدم الاتزان:
| Ksupp | نوع الدعامة | وصف |
|---|---|---|
| 5.0 | شديد الصلابة | كتلة خرسانية ضخمة وهيكل فولاذي شديد الصلابة. لا يتغير الاهتزاز تقريبًا مع عدم الاتزان، لذا يلزم استخدام وزن تجريبي أثقل (عند ارتفاع Ksupp). |
| 4.0 | صلب | أساس خرساني وقاعدة صلبة. وهذا نموذجي للمضخات والضواغط الكبيرة. |
| 2.0-3.0 | متوسط | تركيب صناعي قياسي، مع قاعدة تثبيت على الخرسانة. وهذا هو الوضع الأكثر شيوعًا للمراوح والمحركات والآلات العامة. |
| 1.0 | مرن | حوامل زنبركية وعوازل مطاطية. تهتز الآلة بحرية، لذا يكفي وزن تجريبي أخفّ (عند انخفاض Ksupp). |
| 0.5 | شديد المرونة | تركيب معلّق، وعوازل ناعمة، ومنصة أو مهد للموازنة. أقصى استجابة للاهتزاز؛ لذا يكفي أخف وزن تجريبي. |
قاعدة عامة: تمتص الدعامات الصلبة (Ksupp = 4–5) الاهتزاز، لذا يلزم وزن تجريبي أثقل لإحداث تغير قابل للقياس. أما الدعامات المرنة (Ksupp = 0.5–1) فتضخّم الاستجابة، لذا يكفي وزن تجريبي أخفّ.
معامل مستوى الاهتزاز (Kvib)
يعكس هذا المعامل شدة الاهتزاز الحالية للآلة قبل عملية الموازنة:
| Kvib | مستوى الاهتزاز | حالة |
|---|---|---|
| 1 | قليل (< 2 mm/s) | تعمل الآلة بسلاسة. لا يلزم إلا الضبط الدقيق. استخدم وزنًا تجريبيًا أخفّ، وإلا فقد يطغى على إشارة عدم الاتزان القائمة. |
| 2 | متوسط (2–4.5 mm/s) | اهتزاز ملحوظ. عملية موازنة عادية. |
| 3 | مرتفع (4.5–7.1 mm/s) | مشكلة عدم اتزان واضحة. سيناريو نموذجي للموازنة الميدانية. الخيار الافتراضي. |
| 5 | عالٍ (7.1–11 mm/s) | عدم اتزان كبير. يلزم إجراء موازنة عاجلة. يمكن استخدام وزن تجريبي أكبر، فالاهتزاز مرتفع بالفعل. |
| 8 | مرتفع جدًا (> 11 مم/ث) | مستوى خطير. عدم اتزان كبير. يمكن استخدام وزن تجريبي أثقل لضمان تغيّر متجه يمكن قياسه. |
لماذا تنجح هذه الصيغة؟
الصيغة Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) تُلخّص المبادئ الفيزيائية الأساسية:
- الدوّارات الأثقل تتطلب أوزانًا تجريبية أثقل (تتناسب خطيًا مع Mr)
- السرعات الأعلى تولّد قوة طرد مركزي أكبر لكل غرام، لذا يلزم وزن تجريبي أقل (بالتناسب العكسي مع مربع N)
- نصف القطر الأكبر يعني عزمًا أكبر لكل غرام، لذا يلزم وزن أقل (بالتناسب العكسي مع Rt).
- الدعامات الأكثر صلابة تتطلب وزنًا أكبر لإحداث تغير قابل للرصد في الاهتزاز (Ksupp أعلى = 4–5)
- الدعامات المرنة تضخّم الاستجابة، لذا يلزم وزن أقل (Ksupp أقل = 0.5–1)
- الاهتزاز القائم الأعلى يعني وجود عدم اتزان أكبر أصلًا، وبالتالي وزنًا تجريبيًا أكبر نسبيًا (Kvib أعلى)
مثال عملي
المعطيات: Mr = 111 kg = 111,000 g، N = 1111 RPM، Rt = 111 mm = 11.1 cm، Ksupp = 1.0، الاهتزاز = 11 mm/s → Kvib = 1.5
الخطوة 1: عامل السرعة: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43
الخطوة 2: المقام: Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1
الخطوة 3: البسط: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500
الخطوة 4: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 g
نتيجة: استخدم ما يقارب 122 g وزنًا تجريبيًا على نصف قطر قدره 111 mm.
⚠️ ملاحظة هامة تتعلق بالسلامة: قد يتسبب الوزن التجريبي الثقيل جدًا في اهتزازات عالية وخطيرة. إذا بدا الوزن المحسوب كبيرًا جدًا، فابدأ بنصفه وزده تدريجيًا. تأكد دائمًا من تثبيت الوزن التجريبي بإحكام وعدم إمكانية انفصاله أثناء الدوران.
مقارنة مع طريقة ISO 21940
تستخدم طريقة ISO الكلاسيكية درجة التوازن G لحساب عدم الاتزان المسموح به، ثم تستخدم 5–10% منه بوصفه وزنًا تجريبيًا. وتُعد صيغة Vibromera هذه اختصارًا عمليًا للموازنة الميدانية؛ إذ تعطي نتائج مماثلة مع مراعاة ظروف التشغيل الفعلية، مثل صلابة الدعامة ومستوى الاهتزاز الحالي، التي تفترض طريقة ISO أنها مثالية.
أجهزة وبرامج احترافية للموازنة الميدانية. حقق الامتثال لمعيار ISO 21940-11 في الموقع باستخدام أجهزة سلسلة Balanset. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحليل اهتزازات ومؤسس شركة Vibromera ورئيسها التنفيذي. منذ أكثر من 15 عامًا يوازن المعدات الدوارة في الموقع لا على منصة اختبار: آلات التقطيع، والمراوح الصناعية، والكسارات، وأجهزة الطرد المركزي، والأعمدة، ومغازل التشغيل. من هذا العمل وُلدت أجهزة Balanset — فقد صُممت كأداة يستطيع الأخصائي حملها إلى الآلة واستخدامها بمفرده في الموقع، لا كمعدات مختبرية. تأسست Vibromera عام 2017، ومقرها منذ عام 2023 في بورتو بالبرتغال. هنا يجري تطوير سلسلة Balanset وتجميعها ودعمها. الجهاز الرئيسي هو Balanset-1A، وهو محلل محمول للموازنة في مستوى واحد ومستويين ولتشخيص الاهتزازات. يشارك Nikolai شخصيًا في دعم العملاء، وفي معالجة حالات الموازنة الصعبة، وفي تطوير البرنامج. وهو يعمل مع عملاء في جميع أنحاء العالم، وبأي لغة.
