Ilmainen suunnittelutyökalu
Koepainolaskuri roottorin tasapainotukseen
Laske suositeltu koepaino yksitasoisen roottorin tasapainotusta varten. Ota huomioon roottorin massa, nopeus, korjaussäde, tuen jäykkyys ja tärinän voimakkuus.
Tulokset
Koepainokaava
Koepainon massa lasketaan käytännöllisellä teknisellä kaavalla, joka ottaa huomioon tukiolosuhteet ja tärinän voimakkuuden:
- Mt — koepaino (g)
- Mr — 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 – tarvitaan painavampi koepaino (korkea Ksupp). |
| 4.0 | Jäykkä | Betoninen perustus, jäykkä jalusta. Tyypillistä suurille pumpuille ja kompressoreille. |
| 2,0–3,0 | Kohtalainen | Vakioasennus teollisuuskäyttöön, pohjalevy betonille. Yleisin asennustapa tuulettimille, moottoreille ja yleiskoneille. |
| 1.0 | Taipuisa | Jousikiinnikkeet, kumieristeet. Kone tärisee vapaasti — kevyempi koepaino riittävä (alhainen Ksupp). |
| 0.5 | Erittäin joustava | Ripustettu kiinnitys, pehmeät eristeet, tasapainotusjigi/kehto. Maksimaalinen tärinävaste — 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 | Kohtalainen (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 tuottavat 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 vahvistavat 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
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.
Koepaino (jota kutsutaan myös testipainoksi tai kalibrointipainoksi) on tunnettu massa, joka kiinnitetään tilapäisesti roottoriin tunnetulle säteelle yksitasoisen tasapainotuksen koeajon aikana. Mittaamalla koepainon aiheuttaman värähtelyn muutoksen tasapainotuslaite laskee oikean pysyvän korjausmassan ja kulman.
Koepaino poistetaan mittausajon jälkeen ja korvataan lasketulla korjauspainolla.
Ksupp ottaa huomioon sen, miten koneen tukirakenne vaikuttaa värähtelyn herkkyyteen epätasapainolle:
- Ksupp = 5 (erittäin jäykkä) — Massiiviset betoniperustukset, raskaat jalustat. Nämä tuet “ottavat vastaan” epätasapainovoimia, joten tarvitaan raskaampi koepaino mitattavan värähtelymuutoksen aikaansaamiseksi.
- Ksupp = 2–3 (keskijäykkä) — Tavanomaiset teollisuuskoneiden tuennat. Yleisin tapaus.
- Ksupp = 0.5–1 (joustava) — Jousieristimet, kumituet, tasapainotuskehdot. Kone värähtelee vapaasti, joten jo pieni koepaino tuottaa selvän vasteen.
Suurempi Ksupp → raskaampi koepaino. Pienempi Ksupp → kevyempi koepaino.
Kvib kuvaa nykyisen värähtelyn voimakkuutta ennen tasapainotusta:
- Vähäinen värähtely (Kvib=1) — Kone käy jo melko tasaisesti. Pienempi koepaino on tarpeen, koska nykyinen signaali on heikko — koepainon vaikutuksen ei haluta hallitsevan signaalia.
- Voimakas värähtely (Kvib=5–8) — Epätasapaino on suuri. Suurempi koepaino on hyväksyttävissä, koska kone värähtelee jo voimakkaasti. Koepainon on tuotettava havaittava muutos suhteessa nykyiseen värähtelyyn.
Epätasapainon aiheuttama keskipakovoima kasvaa pyörimisnopeuden neliön mukana: F = m×r×ω². Suuremmilla pyörimisnopeuksilla pienikin massa aiheuttaa suuren voiman. Siksi koepaino voi olla suhteellisesti pienempi suurilla RPM-arvoilla.
Kerroin (N/100)² normalisoi pyörimisnopeuden siten, että kaava antaa tuloksen suoraan grammoina. Nopeudella 1000 RPM (N/100)² = 100. Nopeudella 3000 RPM (N/100)² = 900 — jolloin tarvitaan 9× pienempi koepaino.
Aseta koepaino korjaustasoon (aksiaaliseen kohtaan, johon pysyvät painot sijoitetaan) ja suurimmalle käytettävissä olevalle säteelle tarvittavan massan minimoimiseksi. Yleisiä kiinnitysmenetelmiä:
- Pultti/ruuvi — Luotettavin, käytä olemassa olevia kierrereikiä, jos niitä on
- Magneettipaino — Nopea teräsroottoreille, käyttö rajoittuu pieniin pyörimisnopeuksiin
- Teippi — Tilapäinen, vain pienillä pyörimisnopeuksilla käytettäviin sovelluksiin
- Letkunkiristin + pultit — Akseleille, joissa ei ole reikiä
Varmista aina, ettei koepaino voi irrota käyttönopeudella!
Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.
Ammattimaiset kenttätasapainotuslaitteet ja -ohjelmistot. Saavuta ISO 21940-11 -standardin vaatimustenmukaisuus paikan päällä Balanset-sarjan laitteilla. Käytössä yli 50 maassa.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on värähtelyanalyysi-insinööri sekä Vibromeran perustaja ja toimitusjohtaja. Yli 15 vuoden ajan hän on tasapainottanut pyöriviä koneita kentällä eikä koepenkissä: silppureita, teollisuuspuhaltimia, murskaimia, linkoja, akseleita ja karoja. Juuri tästä työstä Balanset-laitteet ovat syntyneet — ne suunniteltiin työkaluksi, jonka asiantuntija voi kantaa koneen luo ja jota hän voi käyttää yksin paikan päällä, ei laboratoriolaitteiksi. Vibromera perustettiin vuonna 2017, ja vuodesta 2023 lähtien sen kotipaikka on ollut Porto Portugalissa. Balanset-sarjan kehitys, kokoonpano ja tuki tapahtuvat täällä. Lippulaivalaite on Balanset-1A, kannettava analysaattori yhden ja kahden tason tasapainotukseen sekä värähtelydiagnostiikkaan. Nikolai osallistuu henkilökohtaisesti asiakastukeen, vaikeiden tasapainotustapausten ratkaisemiseen ja ohjelmiston kehittämiseen. Hän palvelee asiakkaita ympäri maailmaa, millä tahansa kielellä.
