समुद्री जहाजों के लिए प्रोपेलर संतुलन क्यों महत्वपूर्ण है?

असंतुलित प्रोपेलर शाफ्ट की गति पर अपकेंद्री बल उत्पन्न करते हैं जो बियरिंग के माध्यम से पतवार में संचारित होते हैं। इससे अत्यधिक कंपन, स्टर्न ट्यूब बियरिंग और सील का तेजी से घिसना, शाफ्ट में थकान के कारण दरारें पड़ना और यात्रियों/चालक दल को असुविधा होती है। ISO 21940 के अनुसार उचित संतुलन इन प्रभावों को कम करता है।

समुद्री प्रोपेलर के लिए मुझे किस बैलेंस ग्रेड जी का उपयोग करना चाहिए?

समुद्री प्रोपेलरों के लिए G16 सबसे आम ग्रेड है। G6.3 का उपयोग उच्च गति वाले या नौसेना के जहाजों के लिए किया जाता है जहाँ कंपन सीमाएँ अधिक सख्त होती हैं। धीमी गति वाली कार्य नौकाओं के प्रोपेलरों के लिए G40 स्वीकार्य हो सकता है।

प्रति ब्लेड भत्ता की गणना कैसे की जाती है?

कुल अनुमेय असंतुलन सभी ब्लेडों में समान रूप से विभाजित होता है। 1000 g·mm की कुल अनुमेय सीमा वाले 4-ब्लेड वाले प्रोपेलर के लिए, प्रत्येक ब्लेड में अधिकतम 250 g·mm का असंतुलन हो सकता है। यह मानकर चला जा रहा है कि ब्लेड सममित रूप से व्यवस्थित हैं।

प्रोपेलर के असंतुलन से कितना अपकेंद्रीय बल उत्पन्न होता है?

अपकेंद्री बल F = U × ω² / 1,000,000, जहाँ U ग्राम·मिमी में असंतुलन है और ω रेडियन/सेकंड में कोणीय वेग है। उच्च आरपीएम पर छोटे असंतुलन भी महत्वपूर्ण बल उत्पन्न करते हैं — उदाहरण के लिए, 300 आरपीएम पर 5000 ग्राम·मिमी लगभग 5 N का बल उत्पन्न करता है, लेकिन 3000 आरपीएम पर यह लगभग 500 N का बल उत्पन्न करता है।

क्या मैं शाफ्ट को हटाए बिना प्रोपेलर को उस पर संतुलित कर सकता हूँ?

जी हां, वाइब्रोमेरा की बैलेंसेट श्रृंखला जैसे पोर्टेबल बैलेंसिंग उपकरणों का उपयोग करके मौके पर ही प्रोपेलर बैलेंसिंग संभव है। प्रोपेलर पर परीक्षण भार लगाए जाते हैं, कंपन प्रतिक्रिया मापी जाती है और सुधार द्रव्यमान की गणना की जाती है। इससे महंगे ड्राईडॉक ऑपरेशन से बचा जा सकता है।

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प्रोपेलर असंतुलन कैलकुलेटर

ISO 21940 के अनुसार अनुमेय प्रोपेलर असंतुलन, अपकेंद्री बल, विलक्षणता और प्रति-ब्लेड भत्ता की गणना करें। समुद्री शाफ्ट कंपन नियंत्रण के लिए यह आवश्यक है।

आईएसओ 21940-11 समुद्री प्रणोदक प्रति ब्लेड भत्ता

प्रोपेलर द्रव्यमान (किलोग्राम)

ब्लेडों की संख्या

प्रोपेलर व्यास (मिमी)

शाफ्ट की गति (RPM)

संतुलन ग्रेड जी

त्वरित प्रीसेट

परिणाम

अनुमेय असंतुलन

—

विशिष्ट असंतुलन (उत्केंद्रता)

—

अनुमेय असंतुलन पर अपकेंद्रीय बल

—

प्रति ब्लेड भत्ता

—

कोणीय वेग ω

—

अनुमेय प्रोपेलर असंतुलन (आईएसओ 21940)

प्रोपेलर के लिए अनुमेय असंतुलन की गणना उसी ISO 21940-11 सूत्र का उपयोग करके की जाती है जो सभी घूर्णनशील मशीनरी के लिए उपयोग किया जाता है:

कहाँ जी यह बैलेंस ग्रेड (मिमी/सेकंड) है, एम प्रोपेलर का द्रव्यमान (किलोग्राम) है, और ω = 2π·n/60 कोणीय वेग (rad/s) है।

असंतुलन से उत्पन्न अपकेंद्रीय बल

परिचालन गति पर असंतुलन के कारण उत्पन्न अपकेंद्रीय बल:

यू — असंतुलन (जी·एमएम)
ω कोणीय वेग (रेडियन/सेकंड)
एफ — अपकेंद्रीय बल (N)

प्रति ब्लेड भत्ता

सममित प्रणोदकों के लिए, कुल अनुमेय असंतुलन सभी ब्लेडों के बीच समान रूप से विभाजित होता है:

प्रोपेलरों के लिए विशिष्ट संतुलन ग्रेड

श्रेणी	आवेदन
जी40	धीमी गति वाले वर्कबोट प्रोपेलर, गैर-महत्वपूर्ण
G16	मानक समुद्री प्रणोदक, मालवाहक पोत
जी6.3	तेज गति वाले जहाज, नौसेना के जहाज, यात्री नौकाएँ
जी2.5	सटीक प्रोपेलर, कम शोर वाली पनडुब्बियां

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण — 4-ब्लेड वाला समुद्री प्रोपेलर

दिया गया: द्रव्यमान = 500 किलोग्राम, गति = 300 आरपीएम, ग्रेड = जी16, 4 ब्लेड

ω = 2π × 300/60 = 31.42 रेड/सेकेंड

यू_per = 16 × 500 × 1000 / 31.42 = 254,620 ग्राम·मिमी

उत्केंद्रता = 16 × 1000 / 31.42 = 509.2 माइक्रोमीटर

F = 254,620 / 1,000,000 × 31.42² = 251.5 एन

प्रति ब्लेड: 254,620 / 4 = 63,655 ग्राम·मिमी

⚠️ ध्यान दें: समुद्री प्रणोदक कठोर परिस्थितियों में काम करते हैं। गंदगी जमने, ब्लेड को नुकसान पहुंचने और कैविटेशन क्षरण के कारण समय के साथ संतुलन बिगड़ सकता है। असंतुलन का पता लगाने के लिए समय-समय पर कंपन की निगरानी करने की सलाह दी जाती है।