Mikä on koepaino roottorin tasapainotuksessa?

Koepaino (jota kutsutaan myös testipainoksi tai kalibrointipainoksi) on tunnettu massa, joka on tilapäisesti kiinnitetty roottoriin tunnetulla säteellä yksitasotasapainotuksen aikana. Mittaamalla koepainon aiheuttaman värähtelymuutoksen tasapainotuslaite laskee oikean pysyvän korjausmassan ja -kulman. Koepaino poistetaan mittausajon jälkeen.

Miten valitsen oikean koepainon koon?

Ihanteellisen koepainon tulisi tuottaa mitattava värähtelyn muutos ylikuormittamatta roottoria tai laakereita. Yleinen suunnitteluohje on käyttää sallitusta jäännösepätasapainosta (ISO 21940 -standardin mukaisesti) 5% - 10% jaettuna korjaussäteellä. Liian pieni koepaino ei välttämättä anna luotettavaa lukemaa; liian suuri paino voi aiheuttaa liiallista tärinää tai turvallisuusriskejä.

Mitä tapahtuu, jos koepaino on liian suuri?

Liian suuri koepaino voi aiheuttaa vaarallisen voimakasta tärinää koekäytön aikana ja mahdollisesti vahingoittaa laakereita, tiivisteitä tai itse roottoria. Se voi myös ylittää tärinäantureiden lineaarisen alueen, mikä johtaa epätarkkoihin tasapainotustuloksiin. Aloita aina lasketusta minimistä (5% U_per / r:stä) ja lisää sitä vain, jos tärinän muutos ei ole riittävä.

Minne roottoriin koepaino pitäisi asettaa?

Aseta koepaino korjaustasolle – aksiaaliseen kohtaan, johon pysyvät vastapainot lisätään. Radiaalisessa asennossa kiinnitä se suurimpaan mahdolliseen säteeseen tarvittavan massan minimoimiseksi. Yleisiä kiinnitysmenetelmiä ovat pulttaaminen olemassa oleviin reikiin, magneettisten painojen käyttö tai painojen teippaaminen roottorin pintaan. Varmista, että koepaino on kiinnitetty tukevasti eikä se voi irrota pyörimisen aikana.

Miksi koepainona käytetään sallittua epätasapainoa välillä 5–10%?

5–10%-sarja on käytännöllinen suunnitteluohje, joka tasapainottaa kaksi vaatimusta: koepainon on oltava riittävän painava tuottaakseen selvästi mitattavan värähtelymuutoksen (signaali-kohinasuhde), mutta riittävän kevyt välttääkseen liiallista värähtelyä. Sallitun epätasapainon käyttäminen referenssinä varmistaa, että koepaino skaalataan asianmukaisesti roottorin massan, nopeuden ja tasapainoluokan mukaan.

Ilmainen suunnittelutyökalu

Koepainolaskuri roottorin tasapainotukseen

Laske suositeltu koepaino yksitasoisen roottorin tasapainotusta varten. Ota huomioon roottorin massa, nopeus, korjaussäde, tuen jäykkyys ja tärinän voimakkuus.

Vibromera-menetelmä Tukijäykkyys Tärinätaso

Roottorin massa (Mr) (kg)

Roottorin nopeus (N) (RPM)

Asennussäde (Rt) (mm)

Tukijäykkyys (Ksupp) (0,5–5,0)

Tärinätaso (mm/s RMS)

Pikaesiasetukset

Tulokset

Suositeltu koepaino (Mt)

—

Roottorin massa (Mr)

—

Koesäde (Rt)

—

Tukijäykkyys (Ksupp)

—

Tärinäkerroin (Kvib)

—

Säde senttimetreinä (Rt)

—

Nopeuskerroin (N/100)²

—

Koepainokaava

Koepainon massa lasketaan käytännöllisellä teknisellä kaavalla, joka ottaa huomioon tukiolosuhteet ja tärinän voimakkuuden:

Vuori — koepaino (g)
Herra — roottorin massa (g) — syötä kilogrammoina, muunnetaan sisäisesti grammoiksi
Ksupp — tuen jäykkyyskerroin (0,5–5,0)
Kvib — tärinätasokerroin (0,5–3,0) — johdettu mitatusta tärinästä (mm/s)
Rt — koepainon asennussäde (cm) — syötä millimetreinä, muunnetaan sisäisesti senttimetreiksi
N — roottorin nopeus (RPM)

Tukijäykkyyskerroin (Ksupp)

Tämä kerroin ottaa huomioon, miten koneen tukirakenne vaikuttaa värähtelyvasteeseen epätasapainon vuoksi:

Ksupp	Tukityyppi	Kuvaus
5.0	Erittäin jäykkä	Massiivinen betonilohko, jäykkä teräsrakenne. Tärinä tuskin muuttuu epätasapainon myötä – tarve painavampi koepaino (korkea Ksupp).
4.0	Jäykkä	Betoninen perustus, jäykkä jalusta. Tyypillistä suurille pumpuille ja kompressoreille.
2,0–3,0	Keskikokoinen	Vakioasennus teollisuuskäyttöön, pohjalevy betonille. Yleisin asennustapa tuulettimille, moottoreille ja yleiskoneille.
1.0	Joustava	Jousikiinnikkeet, kumieristeet. Kone tärisee vapaasti — sytytin koepaino riittävä (alhainen Ksupp).
0.5	Erittäin joustava	Ripustettu kiinnitys, pehmeät eristeet, tasapainotusjigi/kehto. Maksimaalinen tärinänsietokyky — kevyin koepaino.

Nyrkkisääntö: Jäykät tuet (Ksupp = 4–5) "absorboivat" tärinää, joten mitattavan muutoksen aikaansaamiseksi tarvitaan suurempi koepaino. Joustavat tuet (Ksupp = 0,5–1) vahvistavat vastetta, joten kevyempi koepaino toimii.

Tärinätasokerroin (Kvib)

Tämä kerroin heijastaa koneen senhetkistä tärinän voimakkuutta ennen tasapainotusta:

Kvib	Tärinätaso	Kunto
1	Matala (< 2 mm/s)	Kone toimii tasaisesti. Vain hienosäätöä. Kevyempi koepaino – muuten se voi peittää epätasapainosignaalin.
2	Keskivaikea (2–4,5 mm/s)	Huomattavaa tärinää. Normaali tasapainotustyö.
3	Kohonnut (4,5–7,1 mm/s)	Selkeä epätasapaino-ongelma. Tyypillinen kentän tasapainotusskenaario. Oletusvalinta.
5	Korkea (7,1–11 mm/s)	Merkittävä epätasapaino. Kiireellinen tasapainotus tarpeen. Suurempi koepaino OK – tärinä on jo korkea.
8	Erittäin korkea (> 11 mm/s)	Vaarallinen taso. Suuri epätasapaino. Suurempi koepaino on hyväksyttävä mitattavissa olevan vektorimuutoksen varmistamiseksi.

Miksi tämä kaava toimii

Kaava Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) kuvaa fysiikan ydintä:

Raskaammat roottorit tarvitsevat raskaampia koepainoja (lineaarinen Mr:n kanssa)
Suuremmat nopeudet tuottaa enemmän keskipakovoimaa grammaa kohden, joten tarvitaan vähemmän koepainoa (N:n käänteinen neliö)
Suurempi säde tarkoittaa enemmän momenttia grammaa kohden, joten tarvitaan vähemmän painoa (käänteinen Rt:n suhteen)
Jäykemmät tuet tarvitaan enemmän painoa havaittavan värähtelymuutoksen aikaansaamiseksi (korkeampi Ksupp = 4–5)
Joustavat tuet vahvistaa vastetta, joten tarvitaan vähemmän painoa (alempi Ksupp = 0,5–1)
Korkeampi olemassa oleva värähtely tarkoittaa suurempaa olemassa olevaa epätasapainoa — suhteellisesti suurempaa koepainoa (korkeampi Kvib)

Käytännön esimerkki

Esimerkki — Keskipakoispuhallin

Annettu: Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Tärinä = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Vaihe 1: Nopeuskerroin: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Vaihe 2: Nimittäjä: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1 370,1

Vaihe 3: Osoittaja: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500

Vaihe 4: Mt = 166 500 / 1 370,1 = 121,5 g

Tulos: Käytä noin 122 grammaa koepaino 111 mm säteellä.

⚠️ Turvallisuushuomautus: Liian raskas koepaino voi aiheuttaa vaarallisen voimakasta tärinää. Jos laskettu paino tuntuu liian suurelta, aloita puolella ja lisää sitä vähitellen. Varmista aina, että koepaino on tukevasti kiinnitetty eikä se voi irrota pyörimisen aikana.

Vertailu ISO 21940 -menetelmään

Klassinen ISO-menetelmä käyttää tasapainotusluokkaa G sallitun epätasapainon laskemiseen ja ottaa sitten koepainoksi 5–10%. Tämä Vibromera-kaava on käytännöllinen oikotie, joka antaa samanlaisia tuloksia ja ottaa suoraan huomioon todelliset olosuhteet (tuen jäykkyys ja nykyinen värähtelytaso), jotka ISO-menetelmä olettaa ihanteelliseksi.