Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka nevyváženosti vrtule
Vypočítejte přípustnou nevyváženost vrtule, odstředivou sílu, excentricitu a toleranci na list dle normy ISO 21940. Nezbytné pro kontrolu vibrací lodní hřídele.
Výsledky
Přípustná nevyváženost vrtule (ISO 21940)
Přípustná nevyváženost vrtule se vypočítává pomocí stejného vzorce podle normy ISO 21940-11, jaký se používá pro všechny rotační stroje:
Kde G je stupeň vyvážení (mm/s), m je hmotnost vrtule (kg) a ω = 2π·n/60 je úhlová rychlost (rad/s).
Odstředivá síla z nevyváženosti
Odstředivá síla generovaná nevyvážeností při provozní rychlosti:
- U — nevyváženost (g·mm)
- ω — úhlová rychlost (rad/s)
- F — odstředivá síla (N)
Přídavek na list
U symetrických vrtulí se celková přípustná nevyváženost rovnoměrně rozděluje mezi všechny listy:
Typické třídy vyvážení vrtulí
| Stupeň | Použití |
|---|---|
| G40 | Pomalootáčkové vrtule pracovních člunů, nekritické |
| G16 | Standardní lodní vrtule, nákladní lodě |
| G6.3 | Vysokorychlostní plavidla, námořní plavidla, osobní trajekty |
| G2.5 | Přesné vrtule, tiché ponorky |
Praktický příklad
Vzhledem k: Hmotnost = 500 kg, Otáčky = 300 ot./min, Třída = G16, 4 listy
ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s
Uper = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm
Excentricita = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm
F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N
Na list: 254 620 / 4 = 63 655 g·mm
⚠️ Poznámka: Lodní vrtule pracují v náročných podmínkách. Znečištění, poškození lopatek a kavitační eroze mohou časem změnit vyvážení. Doporučuje se pravidelné sledování vibrací, aby se odhalila vznikající nevyváženost.
Nevyvážené vrtule generují při otáčkách hřídele odstředivé síly, které se přenášejí přes ložiska do trupu. To způsobuje nadměrné vibrace, zrychlené opotřebení ložisek a těsnění zadní trubky, únavové praskání v hřídeli a nepohodlí pro cestující/posádku. Správné vyvážení dle normy ISO 21940 tyto účinky minimalizuje.
G16 is the most common grade for standard marine propellers (cargo vessels, tankers). G6.3 is used for high-speed craft, navy vessels, and passenger ferries where vibration must be minimized. G40 may suffice for slow-speed workboat propellers.
The total permissible unbalance is divided equally among all blades. For a 4-blade propeller with 1000 g·mm total allowance, each blade may have up to 250 g·mm. This assumes blades are symmetrically arranged around the hub.
Centrifugal force F = U × ω² / 1,000,000 (N), where U is unbalance in g·mm and ω is angular velocity in rad/s. Even small unbalances create significant forces at higher RPM — force increases with the square of speed.
Yes, in-situ propeller balancing is possible using portable balancing instruments like Vibromera's Balanset series. Trial weights are attached, vibration is measured, and correction masses are calculated — avoiding costly drydocking.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální vyvažovací přístroje pro lodní vrtule, hřídele a rotační stroje. Dosáhněte shody s normou ISO 21940-11 přímo na místě.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
