Kāpēc propelleru balansēšana ir svarīga jūras kuģiem?

Nelīdzsvaroti dzenskrūves vārpstas ātrumā rada centrbēdzes spēkus, kas caur gultņiem tiek pārnesti uz korpusu. Tas izraisa pārmērīgu vibrāciju, paātrinātu pakaļgala caurules gultņu un blīvējumu nodilumu, noguruma plaisāšanu vārpstā un diskomfortu pasažieriem/apkalpei. Pareiza balansēšana saskaņā ar ISO 21940 samazina šīs sekas.

Kādu G balansēšanas klasi man vajadzētu izmantot jūras propelleram?

G16 ir visizplatītākā jūras propelleru klase. G6.3 tiek izmantota ātrgaitas vai jūras kara kuģiem, kur vibrācijas ierobežojumi ir stingrāki. G40 var būt pieņemama lēnas darbības kuģu propelleriem.

Kā tiek aprēķināta pielaide uz vienu asmeni?

Kopējais pieļaujamais disbalanss tiek vienādi sadalīts starp visām lāpstiņām. 4 lāpstiņu propelleram ar kopējo pielaidi 1000 g·mm katrai lāpstiņai disbalanss var būt līdz 250 g·mm. Tas pieņem, ka lāpstiņas ir izvietotas simetriski.

Kādu centrbēdzes spēku rada propellera nelīdzsvarotība?

Centrbēdzes spēks F = U × ω² / 1 000 000, kur U ir disbalanss g·mm un ω ir leņķiskais ātrums rad/s. Pat neliels disbalanss pie lieliem apgriezieniem minūtē rada ievērojamus spēkus — piemēram, 5000 g·mm pie 300 apgr./min rada aptuveni 5 N, bet pie 3000 apgr./min tas rada aptuveni 500 N.

Vai es varu balansēt propelleru uz vārpstas, to nenoņemot?

Jā, propelleru balansēšana uz vietas ir iespējama, izmantojot pārnēsājamus balansēšanas instrumentus, piemēram, Vibromera Balanset sēriju. Pie propelleru piestiprina izmēģinājuma atsvarus, mēra vibrācijas reakciju un aprēķina korekcijas masas. Tas ļauj izvairīties no dārgas doka izmantošanas.

Bezmaksas inženiertehniskais rīks

Propellera nelīdzsvarotības kalkulators

Aprēķiniet pieļaujamo dzenskrūves disbalansu, centrbēdzes spēku, ekscentricitāti un katras lāpstiņas pielaidi saskaņā ar ISO 21940. Būtiski kuģu vārpstas vibrācijas kontrolei.

ISO 21940-11 Jūras dzenskrūves Pielaide uz vienu lāpstiņu

Propellera masa (kg)

Asmeņu skaits

Propellera diametrs (mm)

Vārpstas ātrums (apgr./min.)

G līdzsvara pakāpe

Ātrie iestatījumi

Rezultāti

Pieļaujamā nelīdzsvarotība

—

Īpatnējais disbalanss (ekscentricitāte)

—

Centrbēdzes spēks pie pieļaujamā disbalansa

—

Pielaide uz vienu lāpstiņu

—

Leņķiskais ātrums ω

—

Pieļaujamais dzenskrūves disbalanss (ISO 21940)

Propellera pieļaujamo disbalansu aprēķina, izmantojot to pašu ISO 21940-11 formulu, ko lieto visām rotējošajām mašīnām:

Kur G ir balansēšanas klase (mm/s), m ir propellera masa (kg), un ω = 2π·n/60 ir leņķiskais ātrums (rad/s).

Centrbēdzes spēks no nelīdzsvarotības

Centrbēdzes spēks, ko rada disbalanss darba ātrumā:

U — disbalanss (g·mm)
ω — leņķiskais ātrums (rad/s)
F — centrbēdzes spēks (N)

Pielaide uz vienu lāpstiņu

Simetriskām dzenskrūvēm kopējais pieļaujamais disbalanss tiek vienādi sadalīts starp visām lāpstiņām:

Tipiskas propelleru balansēšanas pakāpes

Pakāpe	Pieteikums
G40	Lēna ātruma darba laivas dzenskrūves, kas nav kritiskas
G16	Standarta jūras dzenskrūves, kravas kuģi
G6.3	Ātrgaitas kuģi, jūras kara kuģi, pasažieru prāmji
G2.5	Precīzijas propelleru, zema trokšņa līmeņa zemūdenes

Praktisks piemērs

Piemērs — 4 lāpstiņu jūras dzenskrūve

Ņemot vērā: Masa = 500 kg, ātrums = 300 apgr./min., klase = G16, 4 lāpstiņas

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s

U_{uz vienu} = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm

Ekscentricitāte = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm

F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N

Uz vienu lāpstiņu: 254 620 / 4 = 63 655 g·mm

⚠️ Piezīme: Jūras dzenskrūves darbojas skarbos apstākļos. Aizsērēšana, lāpstiņu bojājumi un kavitācijas erozija laika gaitā var mainīt līdzsvaru. Lai atklātu veidojošos nelīdzsvarotību, ieteicams periodiski veikt vibrācijas uzraudzību.