Mis on rootori tasakaalustamisel prooviviht?

Prooviviht (nimetatakse ka testvihiks või kalibreerimisvihiks) on teadaolev mass, mis on ajutiselt kinnitatud rootori külge teadaoleva raadiusega ühetasandilise tasakaalustamise ajal. Proovivihi põhjustatud vibratsioonimuutuse mõõtmise abil arvutab tasakaalustusvahend õige püsiva korrektsioonimassi ja -nurga. Prooviviht eemaldatakse pärast mõõtmist.

Kuidas valida õige proovikaalu suurus?

Ideaalne katseviht peaks tekitama mõõdetava vibratsioonimuutuse ilma rootorit või laagreid üle koormamata. Levinud insenerijuhis on kasutada lubatud jääktasakaalustamatuse (vastavalt standardile ISO 21940) väärtust vahemikus 5% kuni 10%, jagatuna korrektsiooniraadiusega. Liiga väike katseviht ei pruugi anda usaldusväärset näitu; liiga suur võib põhjustada liigset vibratsiooni või ohutusriske.

Mis juhtub, kui proovikaal on liiga raske?

Liiga raske katseraskus võib katse ajal põhjustada ohtlikult tugevat vibratsiooni, mis võib kahjustada laagreid, tihendeid või rootorit ennast. See võib ületada ka vibratsiooniandurite lineaarset ulatust, mis omakorda võib viia ebatäpsete tasakaalustamistulemusteni. Alustage alati arvutatud miinimumist (U_per / r 5%) ja suurendage seda ainult siis, kui vibratsiooni muutus ei ole piisav.

Kuhu ma peaksin rootoril prooviraskuse asetama?

Asetage katseviht korrektsioonitasapinnale – aksiaalsele asukohale, kuhu lisatakse püsivad tasakaalustusvihtid. Radiaalse asendi jaoks kinnitage see maksimaalse võimaliku raadiusega, et minimeerida vajalikku massi. Levinud kinnitusmeetodite hulka kuuluvad poltidega kinnitamine olemasolevate aukude külge, magnetiliste raskuste kasutamine või raskuste teipimine rootori pinnale. Veenduge, et katseviht on kindlalt kinnitatud ega saa pöörlemise ajal lahti tulla.

Miks kasutada proovivihje jaoks lubatud tasakaalustamatust vahemikus 5–10%?

5–10% seeria on praktiline insenerijuhend, mis tasakaalustab kahte nõuet: katseraskus peab olema piisavalt raske, et tekitada selgelt mõõdetavat vibratsioonimuutust (signaali-müra suhe), kuid piisavalt kerge, et vältida liigset vibratsiooni. Lubatud tasakaalustamatuse kasutamine võrdlusalusena tagab, et katseraskus on skaleeritud vastavalt rootori massile, kiirusele ja tasakaaluklassile.

Tasuta inseneri tööriist

Rootori tasakaalustamise proovikaalu kalkulaator

Arvutage ühe tasapinnalise rootori tasakaalustamiseks soovitatav prooviraskuse mass. Võtke arvesse rootori massi, kiirust, korrektsiooniraadiust, toe jäikust ja vibratsiooni tugevust.

Vibromera meetod Toe jäikus Vibratsioonitase

Rootori mass (hr) (kg)

Rootori kiirus (N) (RPM)

Paigaldusraadius (Rt) (mm)

Toe jäikus (Ksupp) (0,5–5,0)

Vibratsioonitase (mm/s RMS)

Kiired eelseadistused

Tulemused

Soovitatav proovikaal (Mt)

—

Rootori mass (hr)

—

Prooviraadius (Rt)

—

Toe jäikus (Ksupp)

—

Vibratsioonikoefitsient (Kvib)

—

Raadius sentimeetrites (Rt)

—

Kiirustegur (N/100)²

—

Proovikaalu valem

Proovikaalu mass arvutatakse praktilise insenerivalemi abil, mis võtab arvesse tugitingimusi ja vibratsiooni tugevust:

Mägi — katsekaal (g)
Härra — rootori mass (g) — sisestage kilogrammides, teisendades sisemiselt grammideks
Ksupp — toe jäikuse koefitsient (0,5–5,0)
Kvib — vibratsioonitaseme koefitsient (0,5–3,0) — tuletatud mõõdetud vibratsioonist (mm/s)
Rt — prooviraskuse paigaldusraadius (cm) — sisestage millimeetrites, teisendatakse sisemiselt sentimeetriteks
N — rootori kiirus (p/min)

Toe jäikuse koefitsient (Ksupp)

See koefitsient arvestab, kuidas masina tugistruktuur mõjutab vibratsioonireaktsiooni tasakaalustamatusele:

Ksupp	Toe tüüp	Kirjeldus
5.0	Väga jäik	Massiivne betoonplokk, jäik teraskonstruktsioon. Vibratsioon tasakaalutuse korral vaevu muutub – vajadus raskem proovikaal (kõrge Ksupp).
4.0	Jäik	Betoonvundament, jäik postament. Tüüpiline suurtele pumpadele ja kompressoritele.
2,0–3,0	Keskmine	Standardne tööstuslik kinnitus, alusplaat betoonil. Kõige levinum olukord ventilaatorite, mootorite ja üldmasinate puhul.
1.0	Paindlik	Vedrukinnitused, kummist isolaatorid. Masin vibreerib vabalt — tulemasin katsekaal piisav (madal Ksupp).
0.5	Väga paindlik	Rippkinnitus, pehmed isolaatorid, tasakaalustusrakis/häll. Maksimaalne vibratsioonitundlikkus — kergeim katsekaal.

Rusikareegel: Jäigad toed (Ksupp = 4–5) “neelavad” vibratsiooni, seega on mõõdetava muutuse tekitamiseks vaja raskemat katseraskust. Paindlikud toed (Ksupp = 0,5–1) võimendavad reaktsiooni, seega sobib kergem katseraskus.

Vibratsioonitaseme koefitsient (Kvib)

See koefitsient kajastab masina vibratsiooni tugevust enne tasakaalustamist:

Kvib	Vibratsioonitase	Seisund
1	Madal (< 2 mm/s)	Masin töötab sujuvalt. Ainult peenhäälestus. Kergem prooviraskus – vastasel juhul võib olemasolev tasakaalustamatuse signaal üle koormata.
2	Mõõdukas (2–4,5 mm/s)	Märgatav vibratsioon. Standardne tasakaalustustöö.
3	Kõrgenenud (4,5–7,1 mm/s)	Selge tasakaalustamatuse probleem. Tüüpiline välja tasakaalustamise stsenaarium. Vaikimisi valik.
5	Kõrge (7,1–11 mm/s)	Märkimisväärne tasakaalutus. Vaja on kiiresti tasakaalustada. Suurem prooviraskus on korras – vibratsioon on juba kõrge.
8	Väga kõrge (> 11 mm/s)	Ohtlik tase. Suur tasakaalutus. Mõõdetava vektori muutuse tagamiseks on vastuvõetav raskem katseraskus.

Miks see valem töötab

Valem Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) tabab võtmefüüsika:

Raskemad rootorid vajavad raskemaid prooviraskusi (lineaarne Mr-iga)
Suuremad kiirused tekitavad grammi kohta rohkem tsentrifugaaljõudu, seega on vaja vähem katsekaalu (N pöördvõrdeline ruut)
Suurem raadius tähendab rohkem momenti grammi kohta, seega on vaja vähem kaalu (Rt pöördväärtus)
Jäigemad toed Vaja on suuremat raskust, et tekitada tuvastatav vibratsiooni muutus (kõrgem Ksupp = 4–5)
Paindlikud toed võimendavad vastust, seega on vaja vähem kaalu (madalam Ksupp = 0,5–1)
Kõrgem olemasolev vibratsioon tähendab suuremat olemasolevat tasakaalustamatust — proportsionaalselt suuremat katsekaalu (kõrgem Kvib)

Praktiline näide

Näide — tsentrifugaalventilaator

Antud: Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1111 p/min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, vibratsioon = 11 mm/s → Kvib = 1,5

1. samm: Kiirustegur: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

2. samm: Nimetaja: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1

3. samm: Lugeja: Hr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500

4. samm: Mt = 166 500 / 1370,1 = 121,5 g

Tulemus: Kasutage umbes 122 g katseraskus 111 mm raadiuses.

⚠️ Ohutusnõuanne: Liiga raske katseraskus võib põhjustada ohtlikult tugevat vibratsiooni. Kui arvutatud raskus tundub liiga suur, alustage poolega ja suurendage seda järk-järgult. Veenduge alati, et katseraskus on kindlalt kinnitatud ega saa pöörlemise ajal lahti tulla.

Võrdlus ISO 21940 meetodiga

Klassikaline ISO meetod kasutab lubatud tasakaalustamatuse arvutamiseks tasakaalustusklassi G ja seejärel võtab prooviraskuseks 5–10%. See Vibromera valem on praktiline otsetee, mis annab sarnaseid tulemusi, võttes samal ajal otseselt arvesse reaalseid tingimusi (toe jäikus ja praegune vibratsioonitase), mida ISO meetod eeldab ideaalseteks.