Nemokamas inžinerinis įrankis
Bandomojo svorio skaičiuoklė rotoriaus balansavimui
Apskaičiuokite rekomenduojamą bandomojo svarelio masę vienos plokštumos rotoriaus balansavimui. Atsižvelkite į rotoriaus masę, greitį, korekcijos spindulį, atramos standumą ir vibracijos stiprumą.
Rezultatai
Bandomojo svorio formulė
Bandomojo svorio masė apskaičiuojama naudojant praktinę inžinerinę formulę, kuri atsižvelgia į atramos sąlygas ir vibracijos stiprumą:
- Mt — bandomojo svorio masė (g)
- Mr — rotoriaus masė (g) — įveskite kilogramais, viduje perskaičiuota į gramus
- Ksupp — atramos standumo koeficientas (0,5–5,0)
- Kvib — vibracijos lygio koeficientas (0,5–3,0) — gautas iš išmatuotos vibracijos mm/s
- Rt — bandomojo svarelio montavimo spindulys (cm) — įveskite mm, viduje perskaičiuokite į cm
- N — rotoriaus greitis (aps./min.)
Atramos standumo koeficientas (Ksupp)
Šis koeficientas parodo, kaip mašinos atraminė konstrukcija veikia vibracijos atsaką į disbalansą:
| Ksupp | Palaikymo tipas | Aprašymas |
|---|---|---|
| 5.0 | Labai standus | Masyvus betoninis blokas, standi plieninė konstrukcija. Vibracija beveik nekinta esant disbalansui – būtina sunkesnis bandomasis svoris (didelis Ksupp). |
| 4.0 | Standi | Betoninis pamatas, standus postamentas. Tipiškas dideliems siurbliams ir kompresoriams. |
| 2,0–3,0 | Vidutinis | Standartinis pramoninis tvirtinimas, pagrindo plokštė ant betono. Dažniausiai pasitaikanti situacija ventiliatoriams, varikliams ir bendrai technikai. |
| 1.0 | Lanksti | Spyruokliniai laikikliai, guminiai izoliatoriai. Mašina laisvai vibruoja. žiebtuvėlis Bandomasis svoris pakankamas (mažas Ksupp). |
| 0.5 | Labai lankstus | Pakabinamas laikiklis, minkšti izoliatoriai, balansavimo įtaisas/lopšys. Maksimali vibracijos reakcija – lengviausias bandomasis svoris. |
Nykščio taisyklė: Standžios atramos (Ksupp = 4–5) “sugeria” vibraciją, todėl norint išmatuojamo pokyčio, reikia didesnio bandomojo svorio. Lanksčios atramos (Ksupp = 0,5–1) sustiprina atsaką, todėl tinka lengvesnis bandomasis svoris.
Vibracijos lygio koeficientas (Kvib)
Šis koeficientas atspindi dabartinį mašinos vibracijos stiprumą prieš balansavimą:
| Kvib | Vibracijos lygis | Būklė |
|---|---|---|
| 1 | Žemas (< 2 mm/s) | Mašina veikia sklandžiai. Tik tikslusis reguliavimas. Lengvesnis bandomasis svoris – kitaip gali užgožti esamą disbalanso signalą. |
| 2 | Vidutinis (2–4,5 mm/s) | Pastebima vibracija. Standartinis balansavimo darbas. |
| 3 | Padidėjęs (4,5–7,1 mm/s) | Aiški disbalanso problema. Tipinis lauko balansavimo scenarijus. Numatytasis pasirinkimas. |
| 5 | Didelis (7,1–11 mm/s) | Reikšmingas disbalansas. Reikalingas skubus balansavimas. Didesnis bandomasis svoris tinkamas – vibracija jau didelė. |
| 8 | Labai didelis (> 11 mm/s) | Pavojingas lygis. Didelis disbalansas. Didesnis bandomasis svoris priimtinas, kad būtų užtikrintas išmatuojamas vektoriaus pokytis. |
Kodėl ši formulė veikia
Formulė Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) atspindi pagrindinius fizikos dėsnius:
- Sunkesni rotoriai reikia sunkesnių bandomųjų svorių (tiesinė reikšmė su Mr)
- Didesnis greitis generuoja daugiau išcentrinės jėgos vienam gramui, todėl reikia mažesnio bandomojo svorio (atvirkštinis N kvadratas)
- Didesnis spindulys reiškia daugiau momento vienam gramui, todėl reikia mažiau svorio (atvirkštinė Rt)
- Standesnės atramos reikia didesnio svorio, kad būtų galima nustatyti apčiuopiamą vibracijos pokytį (didesnis Ksupp = 4–5)
- Lanksčios atramos sustiprina atsaką, todėl reikia mažesnio svorio (mažesnis Ksupp = 0,5–1)
- Didesnė esama vibracija reiškia didesnį esamą disbalansą – proporcingai didesnį bandomąjį svorį (didesnis Kvib)
Praktinis pavyzdys
Atsižvelgiant į tai, kad: Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1111 aps./min., Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibracija = 11 mm/s → Kvib = 1,5
1 veiksmas: Greičio koeficientas: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43
2 veiksmas: Vardiklis: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1 370,1
3 veiksmas: Skaitiklis: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500
4 veiksmas: Mt = 166 500 / 1 370,1 = 121,5 g
Rezultatas: Naudokite maždaug 122 g bandomasis svoris 111 mm spinduliu.
⚠️ Saugos pastaba: Per didelis bandomasis svoris gali sukelti pavojingai didelę vibraciją. Jei apskaičiuotas svoris atrodo per didelis, pradėkite nuo pusės ir palaipsniui didinkite. Visada įsitikinkite, kad bandomasis svoris yra tvirtai pritvirtintas ir negali atsikabinti sukimosi metu.
Palyginimas su ISO 21940 metodu
Klasikinis ISO metodas leidžiamą disbalansą apskaičiuoti naudoja G balanso klasę, o tada kaip bandomąjį svorį imamas 5–10%. Ši „Vibromera“ formulė yra praktiškas lauko sutrumpintas būdas, kuris duoda panašius rezultatus, tiesiogiai atsižvelgiant į realias sąlygas (atramos standumą ir dabartinį vibracijos lygį), kurios pagal ISO metodą laikomos idealiomis.
Bandomasis svarelis (taip pat vadinamas bandymo arba kalibravimo svareliu) yra žinoma masė, laikinai pritvirtinama prie rotoriaus žinomu spinduliu atliekant vienos plokštumos balansavimo bandomąjį paleidimą. Matuodamas bandomojo svarelio sukeltą vibracijos pokytį, balansavimo prietaisas apskaičiuoja reikiamą nuolatinės korekcijos masę ir kampą.
Po matavimo paleidimo bandomasis svarelis nuimamas ir pakeičiamas apskaičiuotu korekciniu svareliu.
Ksupp įvertina, kaip mašinos atraminė konstrukcija veikia vibracijos jautrumą disbalansui:
- Ksupp = 5 (labai standi) — Masyvūs betoniniai pamatai, sunkūs atraminiai stovai. Šios atramos “sugeria” disbalanso jėgas, todėl reikia sunkesnio bandomojo svarelio, kad susidarytų išmatuojamas vibracijos pokytis.
- Ksupp = 2–3 (vidutinio standumo) — Standartinės pramoninės atramos. Dažniausias atvejis.
- Ksupp = 0.5–1 (lanksti) — Spyruokliniai izoliatoriai, guminės atramos, balansavimo lopšiai. Mašina laisvai vibruoja, todėl net mažas bandomasis svarelis sukelia aiškų atsaką.
Didesnis Ksupp → sunkesnis bandomasis svarelis. Mažesnis Ksupp → lengvesnis bandomasis svarelis.
Kvib atspindi esamą vibracijos intensyvumą prieš balansavimą:
- Maža vibracija (Kvib=1) — Mašina jau veikia gana tolygiai. Reikia mažesnio bandomojo svarelio, nes esamas signalas yra silpnas — nenorite, kad bandomasis svarelis dominuotų.
- Didelė vibracija (Kvib=5–8) — Yra didelis disbalansas. Didesnis bandomasis svarelis yra priimtinas, nes mašina jau stipriai vibruoja. Bandomasis svarelis turi sukelti pastebimą pokytį, palyginti su esama vibracija.
Disbalanso sukeliama išcentrinė jėga didėja proporcingai sukimosi greičio kvadratui: F = m×r×ω². Esant didesniam sukimosi greičiui, net maža masė sukuria didelę jėgą. Todėl esant dideliam RPM bandomojo svarelio masė gali būti proporcingai mažesnė.
Daugiklis (N/100)² normalizuoja sukimosi greitį, kad formulė pateiktų rezultatą tiesiogiai gramais. Esant 1000 RPM, (N/100)² = 100. Esant 3000 RPM, (N/100)² = 900 — todėl reikia 9× mažesnės bandomojo svarelio masės.
Bandomąjį svarelį pritvirtinkite korekcijos plokštumoje (ašinėje vietoje, kurioje bus nuolatiniai svareliai) ir didžiausiu galimu spinduliu, kad reikalinga masė būtų kuo mažesnė. Įprasti tvirtinimo būdai:
- Varžtas / sraigtas — Patikimiausias būdas; naudokite esamas sriegines skyles, jei jų yra
- Magnetinis svarelis — Greitas būdas plieniniams rotoriams, taikomas tik esant mažam sukimosi greičiui
- Lipnioji juosta — Laikinas būdas, tik mažo sukimosi greičio atvejams
- Žarnos apkaba + varžtai — Velenams be skylių
Visada patikrinkite, ar bandomasis svarelis negali atsiskirti esant darbiniam sukimosi greičiui!
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 lauko balansavimo prietaisai ir programinė įranga. Užtikrinkite ISO 21940-11 atitiktį vietoje su „Balanset“ serijos prietaisais. Naudojama 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.
