وزنه آزمایشی در بالانس روتور چیست؟

وزنه آزمایشی (که وزنه آزمایشی یا وزنه کالیبراسیون نیز نامیده میشود) جرم مشخصی است که به طور موقت در طول بالانس تک صفحهای به یک روتور با شعاع مشخص متصل میشود. با اندازهگیری تغییر ارتعاش ناشی از وزنه آزمایشی، دستگاه بالانس، جرم و زاویه تصحیح دائمی صحیح را محاسبه میکند. وزنه آزمایشی پس از اجرای اندازهگیری برداشته میشود.

چگونه میتوانم اندازه وزنه آزمایشی مناسب را انتخاب کنم؟

وزنه آزمایشی ایدهآل باید بدون ایجاد اضافه بار روی روتور یا یاتاقانها، تغییر ارتعاش قابل اندازهگیری ایجاد کند. یک دستورالعمل مهندسی رایج، استفاده از 5% تا 10% از عدم تعادل باقیمانده مجاز (طبق ISO 21940) تقسیم بر شعاع اصلاح است. وزنه آزمایشی خیلی کوچک ممکن است قرائت قابل اعتمادی ایجاد نکند؛ وزنه خیلی بزرگ ممکن است باعث ارتعاش بیش از حد یا خطرات ایمنی شود.

اگر وزنه آزمایشی خیلی سنگین باشد چه اتفاقی میافتد؟

یک وزنه آزمایشی بیش از حد سنگین میتواند باعث لرزش بسیار زیاد و خطرناک در طول آزمایش شود و به طور بالقوه به یاتاقانها، آببندها یا خود روتور آسیب برساند. همچنین ممکن است از محدوده خطی حسگرهای لرزش فراتر رود و منجر به نتایج بالانس نادرست شود. همیشه با حداقل محاسبه شده (5% از U_per / r) شروع کنید و فقط در صورتی که تغییر لرزش کافی نباشد، آن را افزایش دهید.

وزنه آزمایشی را کجای روتور باید قرار دهم؟

وزنه آزمایشی را در صفحه تصحیح قرار دهید - محل محوری که وزنههای تعادل دائمی به آن اضافه میشوند. برای موقعیت شعاعی، آن را در حداکثر شعاع موجود وصل کنید تا جرم مورد نیاز به حداقل برسد. روشهای معمول اتصال شامل پیچ کردن به سوراخهای موجود، استفاده از وزنههای مغناطیسی یا چسباندن وزنهها به سطح روتور است. مطمئن شوید که وزنه آزمایشی به طور ایمن وصل شده است و در حین چرخش جدا نمیشود.

چرا از عدم تعادل مجاز ۵-۱۰۱TP3T برای وزنه آزمایشی استفاده کنیم؟

محدوده 5-10% یک راهنمای مهندسی کاربردی است که دو الزام را متعادل میکند: وزنه آزمایشی باید به اندازه کافی سنگین باشد تا تغییر ارتعاش (نسبت سیگنال به نویز) به وضوح قابل اندازهگیری ایجاد کند، اما به اندازه کافی سبک باشد تا از ارتعاش بیش از حد جلوگیری شود. استفاده از عدم تعادل مجاز به عنوان مرجع، تضمین میکند که وزنه آزمایشی به طور مناسب برای جرم، سرعت و درجه تعادل روتور مقیاسبندی شده است.

ابزار مهندسی رایگان

محاسبه‌گر وزن آزمایشی برای بالانس روتور

جرم وزنه آزمایشی توصیه شده برای بالانس روتور تک صفحه‌ای را محاسبه کنید. جرم روتور، سرعت، شعاع اصلاح، سختی تکیه‌گاه و شدت ارتعاش را در نظر بگیرید.

روش ویبروما سختی تکیه‌گاه سطح ارتعاش

جرم روتور (آقا) (کیلوگرم)

سرعت روتور (نیوتن) (دور در دقیقه)

شعاع نصب (Rt) (میلی‌متر)

سختی تکیه‌گاه (Ksupp) (0.5–5.0)

سطح ارتعاش (میلی‌متر بر ثانیه RMS)

پیش‌تنظیم‌های سریع

Results

وزن آزمایشی توصیه شده (تن)

—

جرم روتور (آقا)

—

شعاع آزمایشی (Rt)

—

سختی تکیه‌گاه (Ksupp)

—

ضریب ارتعاش (Kvib)

—

شعاع بر حسب سانتی‌متر (Rt)

—

ضریب سرعت (N/100)²

—

فرمول وزن آزمایشی

جرم وزنه آزمایشی با استفاده از یک فرمول مهندسی کاربردی که شرایط تکیه‌گاه و شدت ارتعاش را در نظر می‌گیرد، محاسبه می‌شود:

کوه — جرم وزنه آزمایشی (گرم)
آقای — جرم روتور (گرم) — به کیلوگرم وارد کنید، در داخل دستگاه به گرم تبدیل کنید
کسوپ — ضریب سختی تکیه‌گاه (0.5-5.0)
کویب — ضریب سطح ارتعاش (0.5-3.0) — از ارتعاش اندازه‌گیری شده بر حسب میلی‌متر بر ثانیه بدست می‌آید
رت — شعاع نصب وزنه آزمایشی (سانتی‌متر) — به میلی‌متر وارد کنید، سپس به سانتی‌متر تبدیل کنید
ن — سرعت روتور (RPM)

ضریب سختی تکیه‌گاه (Ksupp)

این ضریب چگونگی تأثیر ساختار تکیه‌گاه ماشین بر پاسخ ارتعاش به عدم تعادل را توضیح می‌دهد:

کسوپ	نوع پشتیبانی	Description
5.0	خیلی سفت و سخت	بلوک بتنی عظیم، سازه فولادی سفت. لرزش به سختی با عدم تعادل تغییر می‌کند - نیاز سنگین‌تر وزن آزمایشی (Ksupp بالا).
4.0	سفت و سخت	فونداسیون بتنی، پایه محکم. معمول برای پمپ‌ها و کمپرسورهای بزرگ.
۲.۰–۳.۰	متوسط	پایه استاندارد صنعتی، صفحه پایه روی بتن. رایج‌ترین حالت برای فن‌ها، موتورها و ماشین‌آلات عمومی.
1.0	انعطاف‌پذیر	پایه‌های فنری، جداکننده‌های لاستیکی. دستگاه آزادانه می‌لرزد — سبک‌تر وزن آزمایشی کافی (Ksupp پایین).
0.5	بسیار انعطاف‌پذیر	پایه معلق، جداکننده‌های نرم، جیگ/گهواره متعادل‌کننده. حداکثر پاسخ ارتعاش - سبک‌ترین وزن آزمایشی.

قاعده کلی: تکیه‌گاه‌های سفت و سخت (Ksupp = 4-5) ارتعاش را “جذب” می‌کنند، بنابراین برای ایجاد تغییر قابل اندازه‌گیری به وزنه آزمایشی سنگین‌تری نیاز دارید. تکیه‌گاه‌های انعطاف‌پذیر (Ksupp = 0.5-1) پاسخ را تقویت می‌کنند، بنابراین وزنه آزمایشی سبک‌تری جواب می‌دهد.

ضریب سطح ارتعاش (Kvib)

این ضریب، شدت ارتعاش فعلی دستگاه را قبل از بالانس نشان می‌دهد:

کویب	سطح ارتعاش	وضعیت
1	کم (<2 میلی‌متر بر ثانیه)	دستگاه به نرمی کار می‌کند. فقط تنظیم دقیق. وزنه آزمایشی سبک‌تر - در غیر این صورت ممکن است سیگنال عدم تعادل موجود را تحت تأثیر قرار دهد.
2	متوسط (۲ تا ۴.۵ میلی‌متر بر ثانیه)	لرزش قابل توجه. کار متعادل‌سازی استاندارد.
3	بالا (۴.۵-۷.۱ میلی‌متر بر ثانیه)	مشکل عدم تعادل واضح. سناریوی معمول متعادل‌سازی میدان. انتخاب پیش‌فرض.
5	زیاد (۷.۱–۱۱ میلی‌متر بر ثانیه)	عدم تعادل قابل توجه. نیاز به بالانس فوری. وزنه آزمایشی بزرگتر. باشه - لرزش از قبل زیاد بوده.
8	خیلی زیاد (> 11 میلی‌متر بر ثانیه)	سطح خطرناک. عدم تعادل زیاد. وزنه آزمایشی سنگین‌تر برای اطمینان از تغییر بردار قابل اندازه‌گیری قابل قبول است.

چرا این فرمول کار می‌کند؟

فرمول Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) اصول فیزیک را در بر می‌گیرد:

روتورهای سنگین‌تر به وزنه‌های آزمایشی سنگین‌تری نیاز دارید (با آقای ... خطی)
سرعت‌های بالاتر نیروی گریز از مرکز بیشتری به ازای هر گرم تولید می‌کند، بنابراین به وزنه آزمایشی کمتری نیاز است (عکس مجذور N)
شعاع بزرگتر یعنی گشتاور بیشتر در هر گرم، بنابراین وزن کمتری مورد نیاز است (معکوس Rt)
تکیه‌گاه‌های سفت‌تر برای ایجاد تغییر ارتعاش قابل تشخیص به وزن بیشتری نیاز است (Ksupp بالاتر = ۴-۵)
تکیه‌گاه‌های انعطاف‌پذیر پاسخ را تقویت می‌کنند، بنابراین به وزن کمتری نیاز است (Ksupp کمتر = 0.5-1)
ارتعاش موجود بالاتر به معنای عدم تعادل موجود بزرگتر است - به تناسب وزن آزمایشی بزرگتر (Kvib بالاتر)

مثال عملی

مثال - فن گریز از مرکز

با توجه به: آقای = ۱۱۱ کیلوگرم = ۱۱۱۰۰۰ گرم، N = ۱۱۱۱ دور در دقیقه، Rt = ۱۱۱ میلی‌متر = ۱۱.۱ سانتی‌متر، Ksupp = ۱.۰، ارتعاش = ۱۱ میلی‌متر بر ثانیه → Kvib = ۱.۵

مرحله ۱: ضریب سرعت: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43

مرحله ۲: مخرج: Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1

مرحله ۳: صورت کسر: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500

مرحله ۴: کوه = ۱۶۶,۵۰۰ / ۱,۳۷۰.۱ = ۱۲۱.۵ گرم

نتیجه: تقریباً استفاده کنید ۱۲۲ گرم وزنه آزمایشی در شعاع ۱۱۱ میلی‌متر.

⚠️ نکته ایمنی: وزنه آزمایشی بیش از حد سنگین می‌تواند باعث لرزش شدید و خطرناک شود. اگر وزنه محاسبه شده خیلی بزرگ به نظر می‌رسد، با نصف آن شروع کنید و به تدریج آن را افزایش دهید. همیشه مطمئن شوید که وزنه آزمایشی محکم وصل شده است و در حین چرخش جدا نمی‌شود.

مقایسه با روش ISO 21940

رویکرد کلاسیک ISO از تراز درجه G برای محاسبه عدم تعادل مجاز استفاده می‌کند، سپس 5-10% را به عنوان وزن آزمایشی در نظر می‌گیرد. این فرمول Vibromera یک میانبر میدانی کاربردی است که نتایج مشابهی را ارائه می‌دهد، در حالی که مستقیماً شرایط دنیای واقعی (سختی تکیه‌گاه و سطح ارتعاش فعلی) را که روش ISO ایده‌آل فرض می‌کند، در نظر می‌گیرد.