Miks on propellerite tasakaalustamine merelaevade puhul oluline?

Tasakaalustamata propellerid tekitavad võlli kiirusel tsentrifugaaljõude, mis kanduvad laagrite kaudu kere sisse. See põhjustab liigset vibratsiooni, ahtritoru laagrite ja tihendite kiirenenud kulumist, võlli väsimuspragunemist ning reisijate/meeskonna ebamugavust. Nõuetekohane tasakaalustamine vastavalt standardile ISO 21940 minimeerib neid mõjusid.

Millist tasakaalustusklassi G peaksin ma paadipropelleri jaoks kasutama?

G16 on merepropellerite kõige levinum klass. G6.3 kasutatakse kiiretel või mereväe laevadel, kus vibratsioonipiirid on rangemad. G40 võib olla vastuvõetav aeglase kiirusega tööpaatide propelleritele.

Kuidas arvutatakse tera kohta lubatud suurust?

Lubatud kogu tasakaalutus jaotatakse võrdselt kõigi labade vahel. Nelja labaga propelleri puhul, mille koguvaru on 1000 g·mm, võib iga laba tasakaalustamatus olla kuni 250 g·mm. See eeldab, et labad on paigutatud sümmeetriliselt.

Millise tsentrifugaaljõu tekitab propelleri tasakaalustamatus?

Tsentrifugaaljõud F = U × ω² / 1 000 000, kus U on tasakaalutus g·mm-des ja ω on nurkkiirus rad/s. Isegi väikesed tasakaalutused suurtel pööretel tekitavad märkimisväärseid jõude – näiteks 5000 g·mm 300 p/min juures tekitab umbes 5 N, kuid 3000 p/min juures tekitab see umbes 500 N.

Kas ma saan propellerit võllil tasakaalustada ilma seda eemaldamata?

Jah, kohapealne propelleri tasakaalustamine on võimalik kaasaskantavate tasakaalustusinstrumentide, näiteks Vibromera Balanset seeria abil. Propellerile kinnitatakse prooviraskused, mõõdetakse vibratsioonireaktsiooni ja arvutatakse korrektsioonmassid. See aitab vältida kulukat dokkimist.

Tasuta inseneri tööriist

Propelleri tasakaalustamatuse kalkulaator

Arvutage lubatud propelleri tasakaalustamatus, tsentrifugaaljõud, ekstsentrilisus ja laba kohta lubatud hälve vastavalt standardile ISO 21940. Oluline laevavõlli vibratsiooni kontrollimiseks.

ISO 21940-11 Merepropellerid Tera kohta lubatud hälve

Propelleri mass (kg)

Terade arv

Propelleri läbimõõt (mm)

Võlli kiirus (RPM)

Tasakaalustusaste G

Kiired eelseadistused

Tulemused

Lubatud tasakaalustamatus

—

Eritasakaalustamatus (ekstsentrilisus)

—

Tsentrifugaaljõud lubatud tasakaalustamatuse korral

—

Tera kohta lubatud hälve

—

Nurkkiirus ω

—

Lubatud propelleri tasakaalustamatus (ISO 21940)

Propelleri lubatud tasakaalustamatus arvutatakse sama ISO 21940-11 valemi abil, mida kasutatakse kõigi pöörlevate masinate puhul:

Kus G on tasakaalustusaste (mm/s), m on propelleri mass (kg) ja ω = 2π·n/60 on nurkkiirus (rad/s).

Tsentrifugaaljõud tasakaalustamatusest

Töökiirusel tasakaalustamatusest tekkiv tsentrifugaaljõud:

U — tasakaalustamatus (g·mm)
ω — nurkkiirus (rad/s)
F — tsentrifugaaljõud (N)

Tera kohta lubatud hälve

Sümmeetriliste propellerite puhul jagatakse lubatud tasakaalustamatus võrdselt kõigi labade vahel:

Propelleri tüüpilised tasakaalustusastmed

Hinne	Rakendus
G40	Aeglasel kiirusel töötavad tööpaadi propellerid, mittekriitilised
G16	Standardsed merepropellerid, kaubalaevad
G6.3	Kiirlaevad, mereväe laevad, reisiparvlaevad
G2.5	Täppispropellerid, madala müratasemega allveelaevad

Praktiline näide

Näide — 4-labaline merepropeller

Antud: Mass = 500 kg, kiirus = 300 p/min, klass = G16, 4 tera

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s

U_per = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm

Ekstsentrilisus = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm

F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N

Tera kohta: 254 620 / 4 = 63 655 g·mm

⚠️ Märkus: Laevapropellerid töötavad karmides tingimustes. Saastumine, labade kahjustused ja kavitatsioonierosioon võivad aja jooksul tasakaalu muuta. Tekkiva tasakaalustamatuse avastamiseks on soovitatav perioodiline vibratsiooni jälgimine.