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.
תוצאות
נוסחת משקל ניסיון
מסת משקולת הניסיון מחושבת באמצעות נוסחת הנדסה מעשית אשר מתחשבת בתנאי התמיכה ובחומרת הרעידות:
- Mt — מסת משקולת הניסיון (g)
- Mr — מסת הרוטור (g) — הזן ב-kg, מומר לגרמים פנימית
- Ksupp — מקדם קשיחות התמיכה (0.5–5.0)
- Kvib — מקדם רמת הרטט (0.5–3.0) — נגזר מרטט שנמדד ב-mm/s
- Rt — רדיוס התקנת משקולת הניסיון (cm) — הזן ב-mm, מומר ל-cm פנימית
- N — מהירות הרוטור (RPM)
מקדם קשיחות תמיכה (Ksupp)
מקדם זה מתאר כיצד מבנה תמיכת המכונה משפיע על תגובת הרטט לחוסר איזון:
| Ksupp | 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 | קשיח | יסודות בטון, בסיס קשיח. אופייני למשאבות ומדחסים גדולים. |
| 2.0–3.0 | בינוני | הרכבה תעשייתית סטנדרטית, פלטת בסיס על בטון. המצב הנפוץ ביותר עבור מאווררים, מנועים ומכונות כלליות. |
| 1.0 | גמיש | תושבות קפיצים, מבודדי גומי. המכונה רוטטת בחופשיות — קל יותר משקל ניסיון מספיק (Ksupp נמוך). |
| 0.5 | גמיש מאוד | התקנה תלויה, מבודדים רכים, ג'יג/עריסה לאיזון. תגובת רטט מרבית — משקל ניסיון קל ביותר. |
כלל אצבע: 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:
| Kvib | רמת רטט | תנאי |
|---|---|---|
| 1 | נמוך (< 2 mm/s) | המכונה פועלת בצורה חלקה. כוונון עדין בלבד. משקל ניסיון קל יותר - אחרת עלול להשתלט על אות חוסר האיזון הקיים. |
| 2 | בינוני (2–4.5 mm/s) | רעידות מורגשות. עבודת איזון סטנדרטית. |
| 3 | מוגבר (4.5–7.1 mm/s) | בעיית חוסר איזון ברורה. תרחיש איזון שדה טיפוסי. בחירת ברירת מחדל. |
| 5 | גבוה (7.1–11 mm/s) | חוסר איזון משמעותי. יש צורך באיזון דחוף. משקל ניסיון גדול יותר תקין - הרטט כבר גבוה. |
| 8 | גבוה מאוד (> 11 mm/s) | 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 דורשים משקלי ניסיון כבדים יותר (לינארי עם Mr)
- מהירויות גבוהות יותר מייצרות יותר כוח צנטריפוגלי לכל גרם, ולכן נדרש פחות משקל ניסיון (יחס הפוך לריבוע של N)
- רדיוס גדול יותר משמעותו יותר מומנט לכל גרם, ולכן נדרש פחות משקל (יחס הפוך ל-Rt)
- תומכים נוקשים יותר צריך משקל רב יותר כדי לייצר שינוי רטט שניתן לזיהוי (Ksupp גבוה יותר = 4-5)
- תומכים גמישים מגבירות את התגובה, ולכן נדרש 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
נתון: Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0, vibration = 11 mm/s → Kvib = 1.5
שלב 1: מקדם מהירות: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43
שלב 2: מכנה: Rt(cm) × (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: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 גרם
תוצאה: השתמשו בערך 122 גרם משקל ניסיון ברדיוס 111 mm.
⚠️ 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 לאיזון בשטח, שמספק תוצאות דומות תוך התחשבות ישירה בתנאי העולם האמיתי (קשיחות התמיכה ורמת הרטט הנוכחית), ששיטת ה-ISO מניחה שהם אידיאליים.
משקולת ניסיון (הנקראת גם משקולת בדיקה או משקולת כיול) היא מסה ידועה המחוברת זמנית לרוטור ברדיוס ידוע במהלך הרצת הניסיון של איזון במישור אחד. באמצעות מדידת השינוי ברטט שנגרם ממשקולת הניסיון, מכשיר האיזון מחשב את מסת התיקון הקבועה הנכונה ואת הזווית המתאימה.
משקולת הניסיון מוסרת לאחר הרצת המדידה ומוחלפת במשקולת התיקון שחושבה.
Ksupp מביא בחשבון את השפעת מבנה התמיכה של המכונה על רגישות הרטט לחוסר איזון:
- Ksupp = 5 (קשיח מאוד) — יסודות בטון מסיביים, בסיסי תמיכה כבדים. תמיכות אלו “סופגות” את כוחות חוסר האיזון, ולכן נדרשת משקולת ניסיון כבדה יותר כדי ליצור שינוי ברטט שניתן למדוד.
- Ksupp = 2–3 (בינוני) — תושבות תעשייתיות רגילות. המקרה הנפוץ ביותר.
- Ksupp = 0.5–1 (גמיש) — מבודדי קפיץ, תושבות גומי, עריסות איזון. המכונה רוטטת בחופשיות, ולכן אפילו משקולת ניסיון קטנה יוצרת תגובה ברורה.
Ksupp גבוה יותר → משקולת ניסיון כבדה יותר. Ksupp נמוך יותר → משקולת ניסיון קלה יותר.
Kvib משקף את חומרת הרטט הנוכחית לפני האיזון:
- רטט נמוך (Kvib=1) — המכונה כבר פועלת באופן חלק למדי. נדרשת משקולת ניסיון קטנה יותר משום שהאות הקיים נמוך — אין רצון שמשקולת הניסיון תהיה הגורם הדומיננטי.
- רטט גבוה (Kvib=5–8) — קיים חוסר איזון גדול. ניתן להשתמש במשקולת ניסיון גדולה יותר משום שהמכונה כבר רוטטת בעוצמה רבה. משקולת הניסיון חייבת ליצור שינוי מורגש ביחס לרטט הקיים.
הכוח הצנטריפוגלי הנובע מחוסר איזון גדל עם ריבוע מהירות הסיבוב: F = m×r×ω². במהירויות גבוהות יותר, אפילו מסה קטנה יוצרת כוח גדול. לכן, משקולת הניסיון יכולה להיות קטנה יותר באופן יחסי בערכי RPM גבוהים.
הגורם (N/100)² מנרמל את מהירות הסיבוב כך שהנוסחה נותנת את התוצאה ישירות בגרמים. ב־1000 RPM, (N/100)² = 100. ב־3000 RPM, (N/100)² = 900 — נדרשת משקולת ניסיון במסה מופחתת ביחס של 9×.
יש למקם את משקולת הניסיון במישור התיקון (המיקום לאורך הציר שבו יותקנו המשקולות הקבועות) וברדיוס הזמין המרבי כדי למזער את המסה הנדרשת. שיטות חיבור נפוצות:
- בורג/בורג הברגה — השיטה האמינה ביותר, יש להשתמש בחורים מושחלים קיימים אם ישנם
- משקולת מגנטית — חיבור מהיר לרוטורים מפלדה, מוגבל למהירויות נמוכות
- סרט הדבקה — חיבור זמני, ליישומים במהירות נמוכה בלבד
- חבק צינור + ברגים — לצירים ללא חורים
יש לוודא תמיד שמשקולת הניסיון אינה יכולה להתנתק במהירות העבודה!
ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.
מכשירי איזון מקצועיים ותוכנות בשטח. השג תאימות לתקן ISO 21940-11 באתר עם מכשירי סדרת Balanset. בשימוש ביותר מ-50 מדינות.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.
