ابزار مهندسی رایگان
محاسبه‌گر عدم تعادل پروانه
محاسبه عدم تعادل مجاز پروانه، نیروی گریز از مرکز، خروج از مرکز و میزان مجاز هر پره طبق استاندارد ISO 21940. برای کنترل ارتعاش شفت دریایی ضروری است.
نتایج
عدم تعادل مجاز پروانه (ISO 21940)
عدم تعادل مجاز برای یک پروانه با استفاده از همان فرمول ISO 21940-11 که برای همه ماشین آلات دوار استفاده می شود، محاسبه می شود:
کجا G درجه تعادل (میلیمتر بر ثانیه) است،, m جرم پروانه (کیلوگرم) است، و ω = 2π·n/60 سرعت زاویهای (رادیان بر ثانیه) است.
نیروی گریز از مرکز ناشی از عدم تعادل
نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط عدم تعادل در سرعت عملیاتی:
- U — عدم تعادل (g·mm)
- ω — سرعت زاویهای (رادیان بر ثانیه)
- F — نیروی گریز از مرکز (نیوتن)
مقدار مجاز هر پره
برای پروانههای متقارن، کل عدم تعادل مجاز به طور مساوی بین تمام پرهها تقسیم میشود:
درجه‌های تعادل معمول برای پروانه‌ها
| نمره | کاربرد عملی |
|---|---|
| جی۴۰ | پروانههای قایقهای کاری با سرعت کم، غیر بحرانی |
| G16 | پروانههای استاندارد دریایی، کشتی‌های باری |
| جی۶.۳ | شناورهای تندرو، شناورهای نیروی دریایی، کشتی‌های مسافربری |
| جی ۲.۵ | پروانههای دقیق، زیردریایی‌های کم‌صدا |
مثال عملی
با توجه به: جرم = ۵۰۰ کیلوگرم، سرعت = ۳۰۰ دور در دقیقه، گرید = G16، ۴ پره
ω = 2π × 300 / 60 = 31.42 راد در ثانیه
Uper = ۱۶ × ۵۰۰ × ۱۰۰۰ / ۳۱.۴۲ = 254,620 g·mm
خروج از مرکز = 16 × 1000 / 31.42 = ۵۰۹.۲ میکرومتر
F = ۲۵۴۶۲۰ / ۱,۰۰۰,۰۰۰ × ۳۱.۴۲² = 251.5 N
به ازای هر تیغه: ۲۵۴۶۲۰ / ۴ = 63,655 g·mm
⚠️ توجه: پروانههای دریایی در شرایط سخت کار میکنند. رسوب، آسیب به پره و فرسایش کاویتاسیون می‌توانند به مرور زمان تعادل را تغییر دهند. نظارت دوره‌ای بر ارتعاش برای تشخیص عدم تعادل در حال توسعه توصیه میشود.
پروانههای نامتعادل، نیروهای گریز از مرکز را در سرعت شفت ایجاد میکنند که از طریق یاتاقان‌ها به بدنه منتقل میشوند. این امر باعث لرزش بیش از حد، تسریع سایش یاتاقان لوله عقب و آب‌بند، ترک خوردگی ناشی از خستگی در شفت و ناراحتی مسافران/خدمه میشود. بالانس مناسب طبق استاندارد ISO 21940 این اثرات را به حداقل می‌رساند.
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.
روش‌های شرح داده‌شده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شدهاند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابل‌حمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
ابزارهای حرفه‌ای بالانس میدانی برای پروانههای دریایی، شفت‌ها و ماشین‌آلات دوار. رعایت الزامات ISO 21940-11 در محل.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیان‌گذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس میکند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فن‌های صنعتی، سنگ‌شکن‌ها، سانتریفیوژها، شفت‌ها و اسپیندل‌ها. دستگاه‌های Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آنها به‌عنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و به‌تنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه به‌عنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همین‌جا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تک‌صفحه‌ای و دوصفحه‌ای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرم‌افزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار میکند.
