מהי משקולת ניסיון באיזון רוטור?

משקולת ניסיון (הנקראת גם משקולת בדיקה או משקולת כיול) היא מסה ידועה המחוברת באופן זמני לרוטור ברדיוס ידוע במהלך איזון במישור יחיד. על ידי מדידת שינוי הרטט הנגרם על ידי משקולת הניסיון, מכשיר האיזון מחשב את המסה והזווית הנכונות לתיקון קבוע. משקולת הניסיון מוסרת לאחר ביצוע המדידה.

איך אני בוחר את גודל משקולת הניסיון הנכון?

משקולת הניסיון האידיאלית צריכה לייצר שינוי רטט מדיד מבלי להעמיס יתר על הרוטור או המיסבים. הנחיה הנדסית נפוצה היא להשתמש ב-5% עד 10% של חוסר האיזון השיורי המותר (לפי ISO 21940) חלקי רדיוס התיקון. משקולת ניסיון קטנה מדי עלולה לא לייצר קריאה אמינה; גדולה מדי עלולה לגרום לרעידות מוגזמות או לסכנות בטיחות.

מה קורה אם משקולת הניסיון כבדה מדי?

משקל ניסיון כבד מדי עלול לגרום לרעידות גבוהות ומסוכנות במהלך ריצת הניסיון, דבר שעלול לפגוע במסבים, באטמים או ברוטור עצמו. הוא עלול גם לחרוג מהטווח הליניארי של חיישני הרעידות, מה שמוביל לתוצאות איזון לא מדויקות. יש להתחיל תמיד עם המינימום המחושב (5% של U_per / r) ולהגדיל רק אם שינוי הרעידות אינו מספיק.

היכן עליי להניח את משקולת הניסיון על הרוטור?

מקמו את משקולת הניסיון במישור התיקון - המיקום הצירי שבו יתווספו משקולות איזון קבועות. עבור המיקום הרדיאלי, חברו אותה ברדיוס המקסימלי הזמין כדי למזער את המסה הנדרשת. שיטות חיבור נפוצות כוללות הברגה לחורים קיימים, שימוש במשקולות מגנטיות או הדבקת משקולות למשטח הרוטור. ודאו שמשקולת הניסיון מחוברת היטב ואינה יכולה להתנתק במהלך הסיבוב.

מדוע להשתמש ב-5–10% של חוסר איזון מותר למשקל הניסיון?

טווח 5–10% הוא הנחיה הנדסית מעשית המאזנת שתי דרישות: משקולת הניסיון חייבת להיות כבדה מספיק כדי לייצר שינוי רטט מדיד בבירור (יחס אות לרעש), אך קלה מספיק כדי למנוע רטט מוגזם. שימוש בחוסר איזון מותר כנקודת ייחוס מבטיח שמשקולת הניסיון מותאמת בקנה מידה מתאים למסה, למהירות ולדרגת האיזון של הרוטור.

כלי הנדסי חינמי

מחשבון משקל ניסיון לאיזון רוטור

חשב את מסת משקולת הניסיון המומלצת לאיזון רוטור חד-מישורי. התחשב במסת הרוטור, במהירות, ברדיוס התיקון, בקשיחות התמיכה ובעוצמת הרעידות.

שיטת ויברומרה קשיחות תמיכה רמת רטט

מסת הרוטור (מר) (ק"ג)

מהירות הרוטור (N) (RPM)

רדיוס התקנה (Rt) (מ"מ)

קשיחות תמיכה (Ksupp) (0.5–5.0)

רמת רטט (מ"מ/שנייה RMS)

קביעות מוגדרות מראש מהירות

Results

משקל ניסיון מומלץ (Mt)

—

מסת הרוטור (מר)

—

רדיוס ניסיון (Rt)

—

קשיחות תמיכה (Ksupp)

—

מקדם רעידות (Kvib)

—

רדיוס בס"מ (Rt)

—

מקדם מהירות (N/100)²

—

נוסחת משקל ניסיון

מסת משקולת הניסיון מחושבת באמצעות נוסחת הנדסה מעשית אשר מתחשבת בתנאי התמיכה ובחומרת הרעידות:

הר — מסת משקל ניסיון (גרם)
מַר — מסת הרוטור (גרם) — הזן בק"ג, מומר לגרמים באופן פנימי
קסופ — מקדם קשיחות התמיכה (0.5–5.0)
קוויב — מקדם רמת הרטט (0.5–3.0) — נגזר מרטט שנמדד במ"מ/שנייה
רט — רדיוס התקנה של משקל ניסיון (ס"מ) — הזן במ"מ, מומר לס"מ באופן פנימי
נ — מהירות הרוטור (סל"ד)

מקדם קשיחות תמיכה (Ksupp)

מקדם זה מתאר כיצד מבנה תמיכת המכונה משפיע על תגובת הרטט לחוסר איזון:

קסופ	סוג תמיכה	תיאור
5.0	נוקשה מאוד	גוש בטון מסיבי, מבנה פלדה קשיח. הרטט כמעט ולא משתנה עם חוסר איזון - צריך כבד יותר משקל ניסיון (Ksupp גבוה).
4.0	קָשִׁיחַ	יסודות בטון, בסיס קשיח. אופייני למשאבות ומדחסים גדולים.
2.0–3.0	בֵּינוֹנִי	הרכבה תעשייתית סטנדרטית, פלטת בסיס על בטון. המצב הנפוץ ביותר עבור מאווררים, מנועים ומכונות כלליות.
1.0	גָמִישׁ	תושבות קפיצים, מבודדי גומי. המכונה רוטטת בחופשיות — מַצִית משקל ניסיון מספיק (Ksupp נמוך).
0.5	גמיש מאוד	מתקן תלוי, מבודדים רכים, ג'יג/עריסה לאיזון. תגובת רטט מקסימלית - משקל ניסיון קל ביותר.

הֲלָכָה לְמַעֲשֶׂה: תומכים קשיחים (Ksupp = 4–5) "בולעים" ויברציות, לכן יש צורך במשקולת ניסיון כבדה יותר כדי לייצר שינוי מדיד. תומכים גמישים (Ksupp = 0.5–1) מגבירים את התגובה, כך שמשקולת ניסיון קלה יותר עובדת.

מקדם רמת הרטט (Kvib)

מקדם זה משקף את עוצמת הרעידות הנוכחית של המכונה לפני האיזון:

קוויב	רמת רטט	מַצָב
1	נמוך (< 2 מ"מ/שנייה)	המכונה פועלת בצורה חלקה. כוונון עדין בלבד. משקל ניסיון קל יותר - אחרת עלול להשתלט על אות חוסר האיזון הקיים.
2	בינוני (2–4.5 מ"מ/שנייה)	רעידות מורגשות. עבודת איזון סטנדרטית.
3	מוגבה (4.5–7.1 מ"מ/שנייה)	בעיית חוסר איזון ברורה. תרחיש איזון שדה טיפוסי. בחירת ברירת מחדל.
5	גבוה (7.1–11 מ"מ/שנייה)	חוסר איזון משמעותי. יש צורך באיזון דחוף. משקל ניסיון גדול יותר תקין - הרטט כבר גבוה.
8	גבוה מאוד (> 11 מ"מ/שנייה)	רמה מסוכנת. חוסר איזון גדול. משקל ניסיון כבד יותר מקובל על מנת להבטיח שינוי וקטור מדיד.

למה נוסחה זו עובדת

הנוסחה Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) לוכדת את הפיזיקה המרכזית:

רוטורים כבדים יותר צריך משקולות ניסיון כבדות יותר (לינארי עם מר)
מהירויות גבוהות יותר לייצר יותר כוח צנטריפוגלי לגרם, כך שדרוש פחות משקל ניסיון (ריבוע הפוך של N)
רדיוס גדול יותר פירושו יותר מומנט לגרם, ולכן נדרש פחות משקל (ההפך מ-Rt)
תומכים נוקשים יותר צריך משקל רב יותר כדי לייצר שינוי רטט שניתן לזיהוי (Ksupp גבוה יותר = 4-5)
תומכים גמישים להגביר את התגובה, כך שדרוש פחות משקל (Ksupp נמוך יותר = 0.5–1)
רטט קיים גבוה יותר פירושו חוסר איזון קיים גדול יותר - משקל ניסיון גדול יותר באופן יחסי (Kvib גבוה יותר)

דוגמה מעשית

דוגמה - מאוורר צנטריפוגלי

נתון: Mr = 111 ק"ג = 111,000 גרם, N = 1111 סל"ד, Rt = 111 מ"מ = 11.1 ס"מ, Ksupp = 1.0, רעידות = 11 מ"מ/שנייה → Kvib = 1.5

שלב 1: מקדם מהירות: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43

שלב 2: מכנה: Rt(ס"מ) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1

שלב 3: מונה: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500

שלב 4: הר = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 גרם

תוֹצָאָה: השתמשו בערך 122 גרם משקולת ניסיון ברדיוס של 111 מ"מ.

⚠️ הערת בטיחות: משקולת ניסיון כבדה מדי עלולה לגרום לרעידות גבוהות ומסוכנות. אם המשקל המחושב נראה גדול מדי, התחילו עם חצי והגדילו בהדרגה. ודאו תמיד שמשקולת הניסיון מחוברת היטב ואינה יכולה להתנתק במהלך הסיבוב.

השוואה עם שיטת ISO 21940

גישת ה-ISO הקלאסית משתמשת בדרגת איזון G כדי לחשב חוסר איזון מותר, ולאחר מכן לוקחת 5–10% כמשקל ניסיון. נוסחת Vibromera זו היא קיצור דרך מעשי בשטח שמספק תוצאות דומות תוך התחשבות ישירה בתנאים בעולם האמיתי (קשיחות תמיכה ורמת רעידות זרם) ששיטת ה-ISO מניחה שהם אידיאליים.