Hvad er en prøvevægt ved rotorbalancering?

En prøvevægt (også kaldet en testvægt eller kalibreringsvægt) er en kendt masse, der midlertidigt er fastgjort til en rotor ved en kendt radius under enkeltplansbalancering. Ved at måle vibrationsændringen forårsaget af prøvevægten beregner balanceringsinstrumentet den korrekte permanente korrektionsmasse og -vinkel. Prøvevægten fjernes efter målekørslen.

Hvordan vælger jeg den rigtige prøvevægtstørrelse?

Den ideelle prøvevægt bør producere en målbar vibrationsændring uden at overbelaste rotoren eller lejerne. En almindelig ingeniørretningslinje er at bruge 5% til 10% af den tilladte restubalance (ifølge ISO 21940) divideret med korrektionsradiusen. En for lille prøvevægt giver muligvis ikke en pålidelig aflæsning; en for stor kan forårsage overdreven vibration eller sikkerhedsrisici.

Hvad sker der, hvis prøvevægten er for tung?

En for tung prøvevægt kan forårsage farligt høje vibrationer under prøvekørslen, hvilket potentielt kan beskadige lejer, pakninger eller selve rotoren. Den kan også overskride vibrationssensorernes lineære område, hvilket kan føre til unøjagtige afbalanceringsresultater. Start altid med det beregnede minimum (5% af U_per / r) og øg kun, hvis vibrationsændringen er utilstrækkelig.

Hvor skal jeg placere prøvevægten på rotoren?

Placer prøveloddet i korrektionsplanet – det aksiale sted, hvor permanente balancevægte skal tilføjes. For den radiale position skal den fastgøres ved den maksimalt tilgængelige radius for at minimere den nødvendige masse. Almindelige fastgørelsesmetoder omfatter boltning til eksisterende huller, brug af magnetiske vægte eller tapning af vægte til rotoroverfladen. Sørg for, at prøveloddet er sikkert fastgjort og ikke kan løsne sig under rotation.

Hvorfor bruge 5–10% tilladt ubalance som prøvevægt?

5-10%-serien er en praktisk ingeniørretningslinje, der afbalancerer to krav: Prøveloddet skal være tungt nok til at producere en klart målbar vibrationsændring (signal-støj-forhold), men let nok til at undgå overdreven vibration. Brug af tilladt ubalance som reference sikrer, at prøveloddet skaleres korrekt i forhold til rotorens masse, hastighed og balancegrad.

Gratis ingeniørværktøj

Prøvevægtberegner til rotorbalancering

Beregn den anbefalede prøvevægtmasse til afbalancering af rotorer i et enkelt plan. Tag højde for rotormasse, hastighed, korrektionsradius, understøtningsstivhed og vibrationsstyrke.

Vibromera-metoden Støtte stivhed Vibrationsniveau

Rotormasse (Mr) (kg)

Rotorhastighed (N) (RPM)

Installationsradius (Rt) (mm)

Støttestivhed (Ksupp) (0,5–5,0)

Vibrationsniveau (mm/s RMS)

Hurtige forudindstillinger

Resultater

Anbefalet prøvevægt (mt)

—

Rotormasse (Mr)

—

Prøveradius (Rt)

—

Støttestivhed (Ksupp)

—

Vibrationskoefficient (Kvib)

—

Radius i cm (Rt)

—

Hastighedsfaktor (N/100)²

—

Formel for prøvevægt

Prøvevægtens masse beregnes ved hjælp af en praktisk ingeniørformel, der tager højde for understøtningsforhold og vibrationsstyrke:

Bjerg — prøvevægt masse (g)
Hr. — rotormasse (g) — indtast i kg, konverteret internt til gram
Ksupp — støttestivhedskoefficient (0,5–5,0)
Kvib — vibrationsniveaukoefficient (0,5–3,0) — udledt af målt vibration i mm/s
Rt — prøvevægt installationsradius (cm) — indtast i mm, konverteret til cm internt
N — rotorhastighed (omdr./min.)

Støtte stivhedskoefficient (Ksupp)

Denne koefficient tager højde for, hvordan maskinens støttestruktur påvirker vibrationsresponsen på ubalance:

Ksupp	Supporttype	Beskrivelse
5.0	Meget stiv	Massiv betonblok, stiv stålkonstruktion. Vibrationer ændrer sig næsten ikke ved ubalance — behov tungere prøvevægt (høj Ksupp).
4.0	Stiv	Betonfundament, stiv piedestal. Typisk for store pumper og kompressorer.
2,0–3,0	Mellem	Standard industrimontering, bundplade på beton. Mest almindelige situation for ventilatorer, motorer og generelle maskiner.
1.0	Fleksibel	Fjederbeslag, gummiisolatorer. Maskinen vibrerer frit — lettere tilstrækkelig prøvevægt (lav Ksupp).
0.5	Meget fleksibel	Ophængt montering, bløde isolatorer, balanceringsjig/vugge. Maksimal vibrationsrespons — letteste prøvevægt.

Tommelfingerregel: Stive understøtninger (Ksupp = 4-5) "absorberer" vibrationer, så du har brug for en tungere prøvevægt for at producere en målbar ændring. Fleksible understøtninger (Ksupp = 0,5-1) forstærker responsen, så en lettere prøvevægt fungerer.

Vibrationsniveaukoefficient (Kvib)

Denne koefficient afspejler maskinens aktuelle vibrationsstyrke før afbalancering:

Kvib	Vibrationsniveau	Tilstand
0.5	Good (≤ 1 mm/s)	Very smooth running. Use a light trial weight so the already-low vibration signal is not overpowered.
0.8	Good (1–2 mm/s)	Smooth running. Fine-tuning only. Light trial weight.
1.0	Acceptable (2–3 mm/s)	Noticeable but acceptable vibration. Standard balancing job.
1.2	Acceptable (3–4.5 mm/s)	Moderate unbalance. Typical field scenario.
1.5	Elevated / High (4.5–11 mm/s)	Clear, significant unbalance. The most common field-balancing case — the default range.
2.0	Dangerous (11–18 mm/s)	Large unbalance, urgent balancing. Heavier trial weight OK — vibration is already high.
2.5	Dangerous (18–28 mm/s)	Severe unbalance. Heavier trial weight acceptable to ensure a measurable vector change.
3.0	Extreme (> 28 mm/s)	Extreme vibration. Inspect the machine before balancing; heaviest trial-weight band.

Hvorfor denne formel virker

Formlen Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) indfanger den vigtigste fysik:

Tungere rotorer brug for tungere prøvevægte (lineær med Mr)
Højere hastigheder generere mere centrifugalkraft pr. gram, så der kræves mindre prøvevægt (invers kvadrat af N)
Større radius betyder mere moment pr. gram, så mindre vægt nødvendig (invers af Rt)
Stivere støtter kræver mere vægt for at producere en detekterbar vibrationsændring (højere Ksupp = 4-5)
Fleksible understøtninger forstærk responsen, så der kræves mindre vægt (lavere Ksupp = 0,5–1)
Højere eksisterende vibrationer betyder større eksisterende ubalance — proportionalt større prøvevægt (højere Kvib)

Praktisk eksempel

Eksempel — Centrifugalventilator

Givet: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 omdr./min., Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibration = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Trin 1: Hastighedsfaktor: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

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

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

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

Resultat: Brug cirka 122 g prøvevægt ved en radius på 111 mm.

⚠️ Sikkerhedsbemærkning: En for tung prøvevægt kan forårsage farligt høje vibrationer. Hvis den beregnede vægt virker for stor, skal du starte med halvdelen og gradvist øge vægten. Sørg altid for, at prøvevægten er sikkert fastgjort og ikke kan løsne sig under rotation.

Sammenligning med ISO 21940-metoden

Den klassiske ISO-metode bruger balancegrad G til at beregne den tilladte ubalance og tager derefter 5-10% som prøvevægt. Denne Vibromera-formel er en praktisk genvej i felten, der giver lignende resultater, samtidig med at den tager direkte højde for virkelige forhold (understøtningsstivhed og nuværende vibrationsniveau), som ISO-metoden antager er ideelle.