फ्री इंजीनियरिंग टूल · #007
असंतुलन से अपकेंद्री बल
घूमत हिस्सा में बचल असंतुलन से पैदा होखे वाला अपकेंद्री बल के गणना करीं। असंतुलन आ गति डालके तुरंत बल के परिणाम देखीं।
परिणाम
असंतुलन से अपकेंद्री बल
जब रोटर में बचल असंतुलन U (द्रव्यमान × एक्सेंट्रिसिटी) होला, त घूमे से एगो अपकेंद्री बल पैदा होला:
- F — अपकेंद्री बल (N)
- U — असंतुलन kg·m में (= g·mm × 10⁻⁶)
- ω — कोणीय वेग = 2πn/60 (rad/s)
- n — घूर्णन गति (RPM)
गति पर निर्भरता
काहेकी बल ω² पर निर्भर करेला, एहसे RPM के साथे संबंध वर्गीय (क्वाड्रेटिक) होला:
गति दोगुना कइला से अपकेंद्री बल चार गुना हो जाला। एही कारण से हाई-स्पीड मशीनरी (टर्बाइन, टर्बोचार्जर) में बैलेंस के टॉलरेंस बहुत सख्त राखल जाला।
तुल्य स्थैतिक भार
तुल्य स्थैतिक द्रव्यमान ओह द्रव्यमान के कहल जाला जे, बेयरिंग पर स्थिर राखे पर, घूमत असंतुलन बल जइसन ही भार पैदा करी:
व्यावहारिक उदाहरण
दिहल बा: असंतुलन U = 1000 g·mm, गति n = 3000 RPM
ω = 2π × 3000 / 60 = 314.16 rad/s
U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0.001 kg·m
F = 0.001 × 314.16² = 98.7 N
तुल्य स्थैतिक भार: 98.7 / 9.81 = 10.06 kg
सामान्य असंतुलन बल
| असंतुलन (g·mm) | गति (RPM) | बल (N) | अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | टर्बोचार्जर |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | इलेक्ट्रिक मोटर |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | सेंट्रीफ्यूगल पंप |
| 10 000 | 750 | 61.7 | बड़ पंखा |
| 50 000 | 300 | 49.3 | क्रशर |
⚠️ नोट: ई गणना एह बात के मान के चले ला कि रोटर कठोर बा आ ओकर गति पहिला क्रांतिक गति (क्रिटिकल स्पीड) से कम बा। पहिला क्रांतिक गति के ऊपर, गतिक अनुक्रिया (डायनामिक रिस्पांस) अउरी जटिल हो जाला आ एकरा खातिर रोटर-डायनामिक्स विश्लेषण के जरूरत पड़ेला।
सूत्र F = U × ω² इस्तेमाल करीं, जहाँ U kg·m में असंतुलन ह आ ω rad/s में कोणीय वेग ह।
अगर रउरा असंतुलन g·mm में बा, त 10⁶ से भाग देके kg·m में बदलीं। कोणीय वेग ω = 2π × n / 60, जहाँ n RPM ह।
उदाहरण: 3000 RPM पर 1000 g·mm → F = 0.001 × 314.16² ≈ 98.7 N
असंतुलन द्रव्यमान × दूरी में मापल जाला:
- g·mm (ग्राम-मिलीमीटर) — उद्योग में सबसे आम
- oz·in (आउंस-इंच) — उत्तरी अमेरिका
- kg·m — SI इकाई
1 oz·in = 720 g·mm। g·mm के kg·m में बदले खातिर 10⁶ से भाग दीं।
अपकेंद्री बल F = m × r × ω²। चूँकि ω RPM के समानुपाती ह, गति दोगुना कइला से बल चौगुना हो जाला।
एही बुनियादी कारण से तेज गति वाली मशीन (टर्बाइन, स्पिंडल, टर्बोचार्जर) के धीमा मशीन से कहीं सख्त बैलेंस ग्रेड चाहीं।
असंतुलन बल 1× RPM पर एगो घूमत लोड वेक्टर बनावेला। एहसे:
- डायनामिक बेयरिंग लोड बढ़ेला → बेयरिंग L₁₀ आयु घटेला
- 1× RPM आवृत्ति पर कंपन पैदा होला
- शाफ्ट विक्षेपण आ सील के घिसाव होला
- सपोर्ट संरचना में रेजोनेंस उत्तेजित हो सकेला
रोलिंग एलिमेंट बेयरिंग खातिर, बेयरिंग आयु लोड³ के व्युत्क्रमानुपाती होला, एहसे बल में मामूली बढ़ोतरी भी बेयरिंग आयु के काफी घटा देला।
असंतुलन बल उत्तेजन ह; कंपन प्रतिक्रिया ह। कंपन आयाम एकरा पर निर्भर करेला:
- बल के परिमाण (असंतुलन × ω² से)
- मशीन के डायनामिक कठोरता (द्रव्यमान, कठोरता, डैम्पिंग)
- रेजोनेंस के नजदीकी (क्रिटिकल स्पीड)
संबंध ई ह: कंपन वेग ≈ F / (डायनामिक कठोरता)। रेजोनेंस के नजदीक, प्रतिक्रिया गुणवत्ता कारक Q से बढ़ जाला।
एह पन्ना पर बताइल गइल प्रक्रिया सभ के Vibromera टीम द्वारा Balanset-1A—एगो पोर्टेबल ड्युअल-चैनल बैलेंसर आ कंपन विश्लेषक—के इस्तेमाल से, साइट पर रोटर बैलेंसिंग खातिर विकसित कइल गइल आ फील्ड में टेस्ट कइल गइल।
हमनी के पोर्टेबल बैलेंसिंग इंस्ट्रूमेंट से मौका पर ही (ऑन-साइट) असंतुलन बल के कम करीं। ISO 21940-11 अनुपालन हासिल करीं आ बेयरिंग के जीवन काल बढ़ाईं।
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko कंपन विश्लेषण के इंजीनियर हईं आ Vibromera के संस्थापक आ मुख्य कार्यकारी अधिकारी हईं। 15 साल से भी ढेर समय से ऊ घूमे वाला उपकरण के टेस्ट बेंच पर ना, बलुक मौका पर ही संतुलित करत आ रहल बानी: मल्चर, औद्योगिक पंखा, क्रशर, सेंट्रीफ्यूज, शाफ्ट आ स्पिंडल। एही काम से Balanset उपकरण निकलल — इनका के अइसन औजार के रूप में बनावल गइल जेके विशेषज्ञ मशीन तक ले जाके मौका पर अकेले इस्तेमाल कर सके, ना कि प्रयोगशाला के उपकरण के रूप में। Vibromera के स्थापना 2017 में भइल आ 2023 से ई पुर्तगाल के पोर्तो शहर में बा। Balanset श्रृंखला के विकास, असेंबली आ सहायता सब इहँवें होला। प्रमुख उपकरण Balanset-1A ह — एक आ दू तल में संतुलन आ कंपन डायग्नोस्टिक्स खातिर एगो पोर्टेबल एनालाइज़र। Nikolai खुद ग्राहक सहायता में, कठिन संतुलन के मामिला सुलझावे में आ सॉफ्टवेयर के विकास में शामिल रहेलन। ऊ दुनिया भर के ग्राहकन के साथ, कवनो भाषा में काम करेलन।
