Nemokamas inžinerinis įrankis
Šiluminio augimo kompensavimas veleno lygiavimui
Apskaičiuokite vertikalų veleno centrinės linijos pakilimą dėl šiluminio plėtimosi varančiajai ir varomajai mašinoms. Nustatykite šaltojo lygiavimo išankstinį poslinkį, kad darbinėje temperatūroje būtų pasiektas lygiavimas.
Rezultatai
Terminio augimo formulė
Kai mašina įkaista, jos rėmas išsiplečia vertikaliai, pakeldamas veleno centrinę liniją:
- H — aukštis nuo pėdos iki centrinės linijos (mm)
- α — šiluminio plėtimosi koeficientas (×10⁻⁶ /°C)
- Top — darbinė temperatūra (°C)
- Tambas — aplinkos temperatūra (°C)
Medžiagos CTE vertės
| Medžiaga | α (×10-⁶ /°C) |
|---|---|
| Anglinis plienas | 12.0 |
| Ketaus | 10.5 |
| Nerūdijantis plienas (304/316) | 16.0 |
| Aliuminis | 23.0 |
Tipinės darbinės temperatūros
| Mašinos tipas | Tipinė korpuso temperatūra (°C) |
|---|---|
| Elektros variklis | 60–90 |
| Išcentrinis siurblys (šaltam vandeniui) | 40–70 |
| Garo turbina | 80–200 |
| Pavarų dėžė | 50–80 |
| Kompresorius | 60–120 |
Praktinis pavyzdys
Atsižvelgiant į tai, kad: Aplinkos temperatūra = 20 °C
Variklis: H = 200 mm, plienas (α = 12×10⁻⁶), Top = 80 °C
Siurblys: H = 250 mm, plienas (α = 12×10⁻⁶), Top = 60 °C
ΔHvariklis = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm
ΔHsiurblys = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm
Skirtumas = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm
Variklis labiau auga → nustatykite variklį 0,024 mm ŽEMAS šaltojo derinimo metu.
💡 Patarimas: Šaltojo išlyginimo metu labiau auganti mašina turėtų būti nustatyta ŽEMAI. Kai abi įkaista, skirtingas augimas jas sulygiuoja.
⚠️ Pastaba: Šiame skaičiavime daroma prielaida, kad mašinos rėmas šiluminiu požiūriu plėsis tolygiai. Praktiškai šiluminiai gradientai, vamzdynų įtempimas ir pamato poveikis gali sukelti papildomų judesių. Kai įmanoma, visada patikrinkite karštojo lygiavimo patikrinimu.
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.
Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.
Profesionalūs lazerinio lygiavimo ir vibracijos analizės prietaisai. Tikslus lygiavimas su šiluminio augimo kompensavimu vietoje. Naudojami daugiau nei 50 šalių.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko yra vibracijos analizės inžinierius bei „Vibromera“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Daugiau nei 15 metų jis balansavo besisukančią įrangą lauko sąlygomis, o ne bandymų stende: mulčiuotuvus, pramoninius ventiliatorius, smulkintuvus, centrifugas, velenus ir špindelius. Būtent iš šio darbo išaugo „Balanset“ prietaisai — jie buvo sukurti kaip įrankis, kurį specialistas gali atsinešti prie mašinos ir naudoti savarankiškai, vietoje, o ne kaip laboratorinę įrangą. „Vibromera“ įkurta 2017 metais, nuo 2023 metų įsikūrusi Porto mieste, Portugalijoje. Čia vyksta visas „Balanset“ linijos kūrimas, surinkimas ir palaikymas. Pagrindinis prietaisas — „Balanset-1A“, nešiojamas analizatorius vienos ir dviejų plokštumų balansavimui bei vibracijos diagnostikai. Nikolai asmeniškai dalyvauja klientų aptarnavime, sudėtingų balansavimo atvejų sprendime ir programinės įrangos kūrime. Jis dirba su klientais visame pasaulyje, bet kuria kalba.
