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.
نتایج
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:
- Mt — جرم وزنه آزمایشی (گرم)
- Mr — جرم روتور (g) — بر حسب kg وارد میشود و به‌صورت داخلی به گرم تبدیل میشود
- Ksupp — ضریب سختی تکیه‌گاه (0.5-5.0)
- Kvib — ضریب سطح ارتعاش (0.5–3.0) — از ارتعاش اندازه‌گیری‌شده بر حسب mm/s به دست می‌آید
- Rt — شعاع نصب وزنه آزمایشی (cm) — بر حسب mm وارد میشود و به‌صورت داخلی به cm تبدیل میشود
- N — سرعت روتور (RPM)
ضریب سختی تکیه‌گاه (Ksupp)
این ضریب چگونگی تأثیر ساختار تکیه‌گاه ماشین بر پاسخ ارتعاش به عدم تعادل را توضیح می‌دهد:
| Ksupp | نوع پشتیبانی | توضیحات |
|---|---|---|
| 5.0 | خیلی سفت و سخت | بلوک بتنی عظیم، سازه فولادی صلب. ارتعاش با عدم تعادل به‌سختی تغییر میکند — نیاز به سنگین‌تر وزن آزمایشی (Ksupp بالا). |
| 4.0 | صلب | 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:
| Kvib | 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 بالانس میدانی. انتخاب پیش‌فرض. |
| 5 | زیاد (۷.۱–۱۱ میلی‌متر بر ثانیه) | عدم تعادل قابل توجه. بالانس فوری لازم است. وزنه آزمایشی بزرگتر قابل قبول است — ارتعاش از قبل زیاد است. |
| 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 دارند (رابطه خطی با Mr)
- 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
با توجه به: Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0، ارتعاش = 11 mm/s → Kvib = 1.5
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: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 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.
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.
ابزارها و نرم‌افزارهای حرفه‌ای بالانس میدانی. با دستگاه‌های سری Balanset، انطباق با استاندارد ISO 21940-11 را در محل انجام دهید. در بیش از 50 کشور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
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.
