Besplatni inženjerski alat
Kompenzacija termalnog rasta za poravnanje osovina
Izračunajte vertikalni porast osi zbog toplinskog širenja za pogonski i gonjeni stroj. Odredite ciljni hladni predpomak kako biste postigli poravnanje na radnoj temperaturi.
Rezultati
Formula toplinskog porasta
Kada se stroj zagrijava, njegov okvir se vertikalno širi, podižući središnju liniju osovine:
- H — visina od stopala do središnje linije (mm)
- α — koeficijent toplinskog širenja (×10⁻⁶ /°C)
- Top — radna temperatura (°C)
- Tamb — temperatura okoline (°C)
Vrijednosti CTE materijala
| Materijal | α (×10⁻⁶ /°C) |
|---|---|
| Ugljični čelik | 12.0 |
| Lijevano željezo | 10.5 |
| Nehrđajući čelik (304/316) | 16.0 |
| Aluminij | 23.0 |
Tipične radne temperature
| Vrsta stroja | Tipična temperatura kućišta (°C) |
|---|---|
| Električni motor | 60 – 90 |
| Centrifugalna pumpa (hladna voda) | 40 – 70 |
| Parna turbina | 80 – 200 |
| Mjenjač | 50 – 80 |
| Kompresor | 60 – 120 |
Praktični primjer
Dano: Temperatura okoline = 20°C
Motor: H = 200 mm, Čelik (α = 12×10⁻⁶), Top = 80°C
Pumpa: H = 250 mm, Čelik (α = 12×10⁻⁶), Top = 60°C
ΔHmotor = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm
ΔHpumpa = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm
Razlika = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm
Motor raste više → postavite motor 0,024 mm NISKO tijekom hladnog poravnanja.
💡 Savjet: Stroj koji raste više treba postaviti NISKO pri hladnom poravnanju. Kada se oba zagriju, diferencijalni porast dovodi ih u poravnanje.
⚠️ Napomena: Ovaj izračun pretpostavlja jednoliko toplinsko širenje okvira stroja. U praksi toplinski gradijenti, naprezanje cjevovoda i utjecaj temelja mogu uzrokovati dodatna pomicanja. Kad god je moguće, to potvrdite provjerom poravnanja u toplom stanju.
Thermal growth is the vertical expansion of a machine's shaft centerline height as the machine heats up from ambient to operating temperature. All materials expand when heated, and for rotating machinery this means the shaft centerline rises.
The growth is calculated as: ΔH = H × α × (Top − Tamb), where H is the foot-to-centerline height, α is the coefficient of thermal expansion, and the temperatures are in °C.
Machines are aligned when cold (not running) but operate when hot. If the driver and driven machines grow by different amounts vertically, perfect cold alignment will result in misalignment at operating temperature.
By intentionally offsetting the cold alignment by the expected differential growth, the machines come into proper alignment when they reach operating temperature. The machine that grows more is set low during cold alignment.
Operating temperatures can be measured on running equipment using:
- Infrared thermometer — quick non-contact measurement at machine feet or bearing housings
- Contact thermocouple probes — more accurate surface temperature
- RTDs/thermocouples — permanently installed sensors
Measure at the machine feet or base, not at the top of the casing, as this best represents the temperature affecting vertical growth. Allow the machine to reach thermal steady state (typically 2–4 hours).
Typical casing/foot temperatures for common machines:
- Electric motors: 60–90°C (depending on frame size and load)
- Centrifugal pumps: 40–70°C (cold water), up to 200°C+ (hot process)
- Steam turbines: 80–200°C
- Gearboxes: 50–80°C
- Compressors: 60–120°C
These are approximate values. Always measure on the actual equipment when possible.
A hot alignment check is performed immediately after shutting down equipment that has been running at normal operating temperature. The alignment is measured before significant cooling occurs (typically within 15–30 minutes of shutdown).
This check verifies whether:
- The calculated thermal growth predictions were accurate
- The cold pre-offset was correct
- Other factors (piping strain, foundation movement) are affecting alignment
A hot check is the gold standard for validating alignment and should be performed whenever practical, especially on critical machinery.
Postupke opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prijenosni dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na terenu.
Profesionalni instrumenti za lasersko poravnanje i analizu vibracija. Postignite precizno poravnanje s kompenzacijom toplinskog rasta na licu mjesta. Koriste se u više od 50 zemalja.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko inženjer je analize vibracija te osnivač i izvršni direktor tvrtke Vibromera. Više od 15 godina balansira rotacijsku opremu na terenu, a ne na ispitnom stolu: malčere, industrijske ventilatore, drobilice, centrifuge, vratila i vretena. Upravo je iz tog rada nastala oprema Balanset — osmišljena je kao alat koji stručnjak može ponijeti do stroja i sam njime raditi na licu mjesta, a ne kao laboratorijska oprema. Vibromera je osnovana 2017. godine, a od 2023. sjedište joj je u Portu u Portugalu. Ovdje se odvijaju razvoj, sklapanje i podrška za liniju Balanset. Vodeći instrument je Balanset-1A, prijenosni analizator za balansiranje u jednoj i dvije ravnine te za dijagnostiku vibracija. Nikolai je osobno uključen u podršku korisnicima, u rješavanje složenih slučajeva balansiranja i u razvoj programske podrške. Radi s korisnicima diljem svijeta, na bilo kojem jeziku.
