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रोटर संतुलन के लिए परीक्षण भार कैलकुलेटर
सिंगल-प्लेन रोटर बैलेंसिंग के लिए अनुशंसित परीक्षण भार की गणना करें। इसमें रोटर का द्रव्यमान, गति, सुधार त्रिज्या, सपोर्ट की कठोरता और कंपन की तीव्रता को ध्यान में रखा जाता है।
परिणाम
परीक्षण भार सूत्र
परीक्षण भार की गणना एक व्यावहारिक इंजीनियरिंग सूत्र का उपयोग करके की जाती है जो समर्थन की स्थितियों और कंपन की तीव्रता को ध्यान में रखता है:
- Mt — परीक्षण भार द्रव्यमान (ग्राम)
- Mr — रोटर का द्रव्यमान (ग्राम में) — किलोग्राम में दर्ज करें, जिसे आंतरिक रूप से ग्राम में परिवर्तित किया जाएगा
- केसुप्प — समर्थन कठोरता गुणांक (0.5–5.0)
- क्विब — कंपन स्तर गुणांक (0.5–3.0) — मिमी/सेकंड में मापे गए कंपन से प्राप्त।
- Rt — परीक्षण भार स्थापना त्रिज्या (सेमी) — मिलीमीटर में दर्ज करें, आंतरिक रूप से सेंटीमीटर में परिवर्तित किया जाएगा
- एन — रोटर की गति (आरपीएम)
समर्थन कठोरता गुणांक (Ksupp)
यह गुणांक इस बात का हिसाब रखता है कि मशीन की सहायक संरचना असंतुलन के प्रति कंपन प्रतिक्रिया को कैसे प्रभावित करती है:
| केसुप्प | समर्थन प्रकार | विवरण |
|---|---|---|
| 5.0 | बहुत कठोर | विशाल कंक्रीट ब्लॉक, मजबूत स्टील संरचना। असंतुलन के साथ कंपन में शायद ही कोई परिवर्तन होता है - आवश्यकता भारी परीक्षण भार (उच्च Ksupp)। |
| 4.0 | कठोर | कंक्रीट की नींव, मजबूत आधार। बड़े पंपों और कंप्रेसरों के लिए सामान्य। |
| 2.0–3.0 | मध्यम | मानक औद्योगिक माउंट, कंक्रीट पर आधारित बेसप्लेट। पंखे, मोटर और सामान्य मशीनरी के लिए सबसे आम स्थिति। |
| 1.0 | लचकदार | स्प्रिंग माउंट, रबर आइसोलेटर। मशीन स्वतंत्र रूप से कंपन करती है। हल्का परीक्षण का वजन पर्याप्त है (कम Ksupp)। |
| 0.5 | बहुत लचीला | सस्पेंडेड माउंट, सॉफ्ट आइसोलेटर, बैलेंसिंग जिग/क्रेडल। अधिकतम कंपन प्रतिक्रिया — सबसे हल्का परीक्षण भार। |
अंगूठे का नियम: कठोर आधार (Ksupp = 4–5) "अवशोषित" करते हैं, इसलिए मापने योग्य परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए आपको अधिक भार वाले परीक्षण की आवश्यकता होती है। लचीले आधार (Ksupp = 0.5–1) प्रतिक्रिया को बढ़ाते हैं, इसलिए कम भार वाला परीक्षण भी काम करता है।
कंपन स्तर गुणांक (Kvib)
यह गुणांक संतुलन स्थापित करने से पहले मशीन के वर्तमान कंपन की तीव्रता को दर्शाता है:
| क्विब | कंपन स्तर | स्थिति |
|---|---|---|
| 1 | कम (< 2 मिमी/सेकंड) | मशीन सुचारू रूप से चल रही है। केवल थोड़ी सी फाइन-ट्यूनिंग की आवश्यकता है। परीक्षण के लिए हल्का वज़न इस्तेमाल करें — अन्यथा यह मौजूदा असंतुलन संकेत को दबा सकता है। |
| 2 | मध्यम (2–4.5 मिमी/सेकंड) | कंपन स्पष्ट रूप से महसूस हो रहा है। सामान्य बैलेंसिंग का काम है। |
| 3 | ऊंचा (4.5–7.1 मिमी/सेकंड) | स्पष्ट असंतुलन की समस्या। सामान्य फील्ड बैलेंसिंग परिदृश्य। डिफ़ॉल्ट विकल्प। |
| 5 | उच्च (7.1–11 मिमी/सेकंड) | काफी असंतुलन है। तत्काल संतुलन की आवश्यकता है। अधिक वजन का परीक्षण किया जा सकता है — कंपन पहले से ही बहुत अधिक है। |
| 8 | बहुत उच्च (> 11 मिमी/सेकंड) | खतरनाक स्तर। अत्यधिक असंतुलन। मापने योग्य सदिश परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए अधिक भार का परीक्षण करना स्वीकार्य है। |
यह फॉर्मूला क्यों काम करता है?
सूत्र Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) प्रमुख भौतिकी को दर्शाता है:
- भारी रोटर परीक्षण के लिए अधिक भार की आवश्यकता है (जो Mr के साथ रैखिक हो)।
- उच्च गति प्रति ग्राम अधिक अपकेंद्री बल उत्पन्न होता है, इसलिए कम परीक्षण भार की आवश्यकता होती है (N का व्युत्क्रम वर्ग)।
- बड़ी त्रिज्या इसका अर्थ है प्रति ग्राम अधिक आघूर्ण, इसलिए कम वजन की आवश्यकता होती है (Rt के व्युत्क्रम के अनुसार)।
- कठोर समर्थन कंपन में स्पष्ट परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए अधिक वजन की आवश्यकता होती है (उच्च Ksupp = 4–5)
- लचीले समर्थन प्रतिक्रिया को बढ़ाएं, इसलिए कम वजन की आवश्यकता होती है (कम Ksupp = 0.5–1)
- उच्चतर मौजूदा कंपन इसका अर्थ है कि मौजूदा असंतुलन जितना अधिक होगा, परीक्षण भार भी आनुपातिक रूप से उतना ही अधिक होगा (Kvib के अनुसार अधिक)।
व्यावहारिक उदाहरण
दिया गया: Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0, कंपन = 11 mm/s → Kvib = 1.5
स्टेप 1: गति गुणांक: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43
चरण 2: हर: Rt(सेमी) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1
चरण 3: अंश: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500
चरण 4: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 ग्राम
परिणाम: लगभग उपयोग करें 122 ग्राम 111 मिमी त्रिज्या पर परीक्षण भार।
⚠️ सुरक्षा सूचना: परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला अत्यधिक भारी वज़न खतरनाक रूप से तेज़ कंपन पैदा कर सकता है। यदि गणना किया गया वज़न बहुत अधिक लगता है, तो आधे से शुरू करें और धीरे-धीरे बढ़ाएँ। हमेशा सुनिश्चित करें कि परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला वज़न मज़बूती से जुड़ा हुआ है और घुमाव के दौरान अलग नहीं हो सकता।
आईएसओ 21940 पद्धति के साथ तुलना
पारंपरिक ISO पद्धति में अनुमेय असंतुलन की गणना के लिए बैलेंस ग्रेड G का उपयोग किया जाता है, फिर 5–10% को परीक्षण भार के रूप में लिया जाता है। वाइब्रोमेरा का यह सूत्र एक व्यावहारिक फील्ड शॉर्टकट है जो ISO पद्धति द्वारा आदर्श मानी जाने वाली वास्तविक परिस्थितियों (सपोर्ट की कठोरता और वर्तमान कंपन स्तर) को ध्यान में रखते हुए समान परिणाम देता है।
परीक्षण भार (जिसे टेस्ट भार या अंशांकन भार भी कहा जाता है) एक ज्ञात द्रव्यमान है, जिसे एकल-तल संतुलन की परीक्षण रन के दौरान रोटर पर ज्ञात त्रिज्या पर अस्थायी रूप से लगाया जाता है। परीक्षण भार के कारण कंपन में आए बदलाव को मापकर, संतुलन उपकरण स्थायी सुधार के लिए सही द्रव्यमान और कोण की गणना करता है।
मापन रन के बाद परीक्षण भार हटा दिया जाता है और उसके स्थान पर गणना किया गया सुधार भार लगाया जाता है।
Ksupp इस बात को ध्यान में रखता है कि मशीन की सहारा संरचना असंतुलन के प्रति कंपन की संवेदनशीलता को कैसे प्रभावित करती है:
- Ksupp = 5 (अत्यंत कठोर) — विशाल कंक्रीट नींव, भारी आधार स्तंभ। ये सहारे असंतुलन बलों को “अवशोषित” करते हैं, इसलिए कंपन में मापने योग्य बदलाव पैदा करने के लिए अधिक भारी परीक्षण भार की आवश्यकता होती है।
- Ksupp = 2–3 (मध्यम) — मानक औद्योगिक माउंट। सबसे सामान्य स्थिति।
- Ksupp = 0.5–1 (लचीला) — स्प्रिंग आइसोलेटर, रबर माउंट, संतुलन क्रैडल। मशीन स्वतंत्र रूप से कंपन करती है, इसलिए छोटा परीक्षण भार भी स्पष्ट प्रतिक्रिया पैदा करता है।
अधिक Ksupp → अधिक भारी परीक्षण भार। कम Ksupp → अधिक हल्का परीक्षण भार।
Kvib संतुलन से पहले कंपन की वर्तमान तीव्रता दर्शाता है:
- कम कंपन (Kvib=1) — मशीन पहले से ही काफी सुचारु रूप से चलती है। छोटे परीक्षण भार की आवश्यकता होती है क्योंकि मौजूदा संकेत कम है — आप नहीं चाहेंगे कि परीक्षण भार का प्रभाव हावी हो जाए।
- अधिक कंपन (Kvib=5–8) — बड़ा असंतुलन मौजूद है। बड़ा परीक्षण भार स्वीकार्य है क्योंकि मशीन पहले से ही बहुत अधिक कंपन कर रही है। परीक्षण भार को मौजूदा कंपन की तुलना में स्पष्ट रूप से महसूस होने वाला बदलाव पैदा करना आवश्यक है।
असंतुलन से उत्पन्न अपकेंद्रीय बल घूर्णन गति के वर्ग के साथ बढ़ता है: F = m×r×ω². अधिक गति पर छोटा द्रव्यमान भी बड़ा बल पैदा करता है। इसलिए, अधिक RPM पर परीक्षण भार अनुपातिक रूप से छोटा हो सकता है।
(N/100)² गुणक गति को सामान्यीकृत करता है ताकि सूत्र सीधे ग्राम में परिणाम दे। 1000 RPM पर, (N/100)² = 100. 3000 RPM पर, (N/100)² = 900 — जिससे 9× कम परीक्षण भार की आवश्यकता होती है।
आवश्यक द्रव्यमान को न्यूनतम रखने के लिए परीक्षण भार को सुधार तल (अक्षीय स्थान जहाँ स्थायी भार लगाए जाएंगे) में और अधिकतम उपलब्ध त्रिज्या पर लगाएँ। लगाने की सामान्य विधियाँ:
- बोल्ट/स्क्रू — सबसे विश्वसनीय, यदि उपलब्ध हों तो मौजूदा चूड़ीदार छिद्रों का उपयोग करें
- चुंबकीय भार — इस्पात के रोटरों पर जल्दी लगाया जा सकता है, केवल कम गति तक सीमित
- चिपकने वाला टेप — अस्थायी, केवल कम गति वाले उपयोगों के लिए
- होज़ क्लैंप + बोल्ट — बिना छिद्र वाले शाफ्टों के लिए
हमेशा सुनिश्चित करें कि संचालन गति पर परीक्षण भार अलग नहीं हो सकता!
इस पृष्ठ पर वर्णित प्रक्रियाओं को Vibromera टीम द्वारा Balanset-1A का उपयोग करके विकसित और फील्ड में परीक्षित किया गया है, जो ऑन-साइट रोटर बैलेंसिंग के लिए एक पोर्टेबल डुअल-चैनल बैलेंसर और वाइब्रेशन एनालाइज़र है।
पेशेवर फील्ड बैलेंसिंग उपकरण और सॉफ्टवेयर। Balanset सीरीज के उपकरणों के साथ साइट पर ही ISO 21940-11 का अनुपालन प्राप्त करें। 50 से अधिक देशों में उपयोग किया जाता है।
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko एक वाइब्रेशन एनालिसिस इंजीनियर हैं और Vibromera के फाउंडर व सीईओ हैं। पिछले 15 साल से अधिक समय से वे घूमने वाले उपकरणों को टेस्ट बेंच पर नहीं, बल्कि सीधे फील्ड में बैलेंस करते आ रहे हैं: मल्चर, औद्योगिक पंखे, क्रशर, सेंट्रीफ्यूज, शाफ्ट और स्पिंडल। इसी काम से Balanset इंस्ट्रूमेंट्स की शुरुआत हुई — इन्हें ऐसे टूल के रूप में डिज़ाइन किया गया था जिसे कोई विशेषज्ञ मशीन तक ले जाकर मौके पर अकेले इस्तेमाल कर सके, न कि लैबोरेटरी उपकरण के रूप में। Vibromera की स्थापना 2017 में हुई थी और 2023 से इसका मुख्यालय Porto, Portugal में है। Balanset लाइन का डेवलपमेंट, असेंबली और सपोर्ट — सब कुछ यहीं होता है। इसका फ्लैगशिप इंस्ट्रूमेंट Balanset-1A है, जो सिंगल- और टू-प्लेन बैलेंसिंग तथा वाइब्रेशन डायग्नोस्टिक्स के लिए एक पोर्टेबल एनालाइज़र है। Nikolai खुद कस्टमर सपोर्ट में, मुश्किल बैलेंसिंग मामलों को सुलझाने में और सॉफ्टवेयर के डेवलपमेंट में शामिल रहते हैं। वे दुनिया भर के ग्राहकों के साथ, किसी भी भाषा में काम करते हैं।
