Što je ispitna masa u uravnoteživanju rotora?

Ispitna masa (poznata i kao test masa ili kalibracijska masa) je poznata masa privremeno pričvršćena na rotor na poznatom radijusu tijekom uravnoteživanja u jednoj ravnini. Mjerenjem promjene vibracija koju uzrokuje ispitna masa, instrument za uravnoteživanje izračunava ispravnu trajnu masu korekcije i kut. Ispitna masa se uklanja nakon mjernog pokretanja.

Kako odabram pravu veličinu ispitne mase?

Idealna ispitna masa trebala bi proizvesti mjerljive promjene vibracija bez preopterećenja rotora ili ležajeva. Česta inženjerska smjernica je koristiti 5% do 10% dozvoljenog rezidualnog nebalansa (prema ISO 21940) podijeljenog s radijusom korekcije. Premala ispitna masa možda neće proizvesti pouzdano čitanje; premala može uzrokovati pretjerane vibracije ili opasnosti po sigurnost.

Što se događa ako je ispitna masa preteška?

Pretjerano teška ispitna masa može uzrokovati opasno visoke vibracije tijekom ispitnog pokretanja, što potencijalno može oštetiti ležajeve, brtve ili sam rotor. Također može prekoračiti linearni raspon senzora vibracija, što dovodi do netočnih rezultata uravnoteživanja. Uvijek počnite s izračunatim minimumom (5% od U_per / r) i povećavajte samo ako je promjena vibracija nedovoljna.

Gdje trebam postaviti ispitnu masu na rotor?

Postavite ispitnu masu na ravninu korekcije — aksijalna lokacija gdje će biti dodane trajne mase za uravnoteživanje. Za radijalnu poziciju, pričvrstite je na maksimalno dostupnom radijusu kako bi se minimizirala potrebna masa. Česte metode pričvršćivanja uključuju vijčanje na postojeće otvore, korištenje magnetnih masa ili ljepljenje masa na površinu rotora. Osigurajte da je ispitna masa sigurno pričvršćena i da se ne može odvojiti tijekom okretanja.

Zašto koristiti 5–10% dozvoljenog nebalansa za ispitnu masu?

Raspon 5–10% je praktična inženjerska smjernica koja uravnotežuje dva zahtjeva: ispitna masa mora biti dovoljno teška da proizvedu jasno mjerljivu promjenu vibracija (omjer signala i šuma), ali dovoljno lagana da izbjegne pretjerane vibracije. Korištenje dozvoljenog nebalansa kao reference osigurava da je ispitna masa proporcionalno prilagođena masi rotora, brzini i razredu uravnoteživanja.

Besplatan Inženjerski Alat

Kalkulator test-težine za balansiranje rotora

Izračunajte preporučenu masu ispitne mase za uravnoteživanje rotora u jednoj ravnini. Uzima u obzir masu rotora, brzinu, radijus korekcije, krutost oslonca i ozbiljnost vibracija.

Vibromera metoda Krutost Oslonca Nivo Vibracija

Masa Rotora (Mr) (kg)

Brzina Rotora (N) (o/min)

Radijus Ugradnje (Rt) (mm)

Krutost Oslonca (Ksupp) (0,5–5,0)

Nivo Vibracija (mm/s RMS)

Brze unaprijed postavljene vrijednosti

Rezultati

Preporučena Probna Težina (Mt)

—

Masa Rotora (Mr)

—

Radijus pokušaja (Rt)

—

Krutost Oslonca (Ksupp)

—

Koeficijent vibracije (Kvib)

—

Radijus u cm (Rt)

—

Faktor brzine (N/100)²

—

Formula probne mase

Masa pokušajne težine se izračunava primjenom praktične inženjerske formule koja uzima u obzir uslove oslanjanja i ozbiljnost vibracije:

Mt — masa pokušajne težine (g)
Mr — masa rotora (g) — unesite u kg, interno se pretvara u grame
Ksupp — koeficijent krutosti oslanjanja (0,5–5,0)
Kvib — koeficijent nivoa vibracije (0,5–3,0) — izvedeno iz izmjerene vibracije u mm/s
Rt — radijus postavljanja pokušajne težine (cm) — unesite u mm, interno se pretvara u cm
N — brzina rotora (RPM)

Koeficijent krutosti oslanjanja (Ksupp)

Ovaj koeficijent uzima u obzir kako struktura oslanjanja mašine utiče na odziv vibracije na neubalansiranstu:

Ksupp	Tip oslonca	Opis
5.0	Vrlo kruti	Masivni betonski blok, kruta čelična konstrukcija. Vibracija se gotovo ne menja sa neubalansiranošću — potrebna teži pokušajna težina (visok Ksupp).
4.0	Krut	Betonski temelj, kruta postolja. Tipično za velike pumpe i kompresore.
2.0–3.0	Srednji	Standardna industrijska montaža, osnovna ploča na betonu. Najčešća situacija za ventilatore, motore i opštu mašineriju.
1.0	Fleksibilan	Montaža sa oprugama, gumeni izolatori. Mašina slobodno vibrira — lakši dovoljno je pokušajne težine (nizak Ksupp).
0.5	Vrlo fleksibilni	Suspenzivna montaža, mekani izolatori, uravnotežavajući nosač/kolica. Maksimalan odziv vibracije — najlakša pokušajna težina.

Praktično pravilo: Kruti ležajevi (Ksupp = 4–5) “apsorbuju” vibraciju, pa vam je potreban teži probni uteg da bi se proizvela mjerljiva promjena. Fleksibilni ležajevi (Ksupp = 0,5–1) pojačavaju odziv, pa lakši probni uteg daje dobre rezultate.

Koeficijent nivoa vibracije (Kvib)

Ovaj koeficijent odražava trenutnu ozbiljnost vibracije mašine prije balansiranja:

Kvib	Nivo Vibracija	Stanje
1	Nisko (< 2 mm/s)	Mašina radi glatko. Samo fino podešavanje. Lakši probni uteg — u suprotnom može nadjačati postojeći signal neuravnoteženosti.
2	Umjereno (2–4.5 mm/s)	Primjetna vibracija. Standardni posao balansiranja.
3	Povišeno (4.5–7.1 mm/s)	Jasan problem neuravnoteženosti. Tipičan scenario terenskog balansiranja. Podrazumijevani izbor.
5	Visoko (7.1–11 mm/s)	Značajna neuravnoteženost. Hitno je potrebno balansiranje. Veći probni uteg je u redu — vibracija je već visoka.
8	Vrlo visoko (> 11 mm/s)	Opasan nivo. Velika neuravnoteženost. Teži probni uteg je prihvatljiv kako bi se osigurala mjerljiva promjena vektora.

Zašto ova formula radi

Formula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) obuhvata ključnu fiziku:

Teži rotori potrebne veće probne težine (linearno sa Mr)
Veće brzine generiše veću centrifugalnu silu po gramu, pa je manja pokušajna masa potrebna (inverzni kvadrat od N)
Veći radijus znači veći moment po gramu, pa je manja masa potrebna (inverzno od Rt)
Čvršće podloge potrebna veća masa da bi se proizvela detektabilna promjena vibracije (viši Ksupp = 4–5)
Fleksibilne podloge pojačavaju odziv, pa je manja masa potrebna (niži Ksupp = 0,5–1)
Viša postojeća vibracija znači veću postojeću neubalansenost — proporcionalno veću pokušajnu masu (viši Kvib)

Praktični primjer

Primjer — Centrifugalni ventilator

Zadano: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibracija = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Korak 1: Faktor brzine: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Korak 2: Imenilac: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1.370,1

Korak 3: Brojilac: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500

Korak 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g

Rezultat: Koristite približno 122 g pokušajnu masu na radijusu od 111 mm.

⚠️ Napomena o sigurnosti: Pretjerano teška pokušajna masa može uzrokovati opasno visoku vibraciju. Ako izračunata masa izgleda prevelika, započnite s polovinom i povećavajte postepeno. Uvijek pazite da je pokušajna masa sigurno pričvršćena i ne može se odvojiti tijekom rotacije.

Usporedba s ISO 21940 metodom

Klasični ISO pristup koristi klasu balansiranja G da bi se izračunala dopuštena neubalansenost, zatim se uzima 5–10% kao pokušajna masa. Ova Vibromera formula je praktična terenska prečica koja daje slične rezultate dok direktno uzima u obzir stvarne uvjete (krutost podloge i trenutnu razinu vibracije) koje ISO metoda pretpostavlja idealnim.

Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.