Kas ir izmēģinājuma svars rotora balansēšanā?

Pārbaudes atsvars (saukts arī par testa atsvaru vai kalibrēšanas atsvaru) ir zināma masa, kas vienas plaknes balansēšanas laikā tiek īslaicīgi piestiprināta pie rotora ar zināmu rādiusu. Izmērot pārbaudes atsvara radītās vibrācijas izmaiņas, balansēšanas instruments aprēķina pareizo pastāvīgo korekcijas masu un leņķi. Pēc mērīšanas cikla pārbaudes atsvars tiek noņemts.

Kā izvēlēties pareizo izmēģinājuma svara izmēru?

Ideālajam izmēģinājuma svaram vajadzētu radīt izmērāmas vibrācijas izmaiņas, nepārslogojot rotoru vai gultņus. Vispārēja inženiertehniskā vadlīnija ir izmantot pieļaujamo atlikušo disbalansu (saskaņā ar ISO 21940) no 5% līdz 10%, dalītu ar korekcijas rādiusu. Pārāk mazs izmēģinājuma svars var neradīt ticamu rādījumu; pārāk liels var izraisīt pārmērīgu vibrāciju vai drošības apdraudējumu.

Kas notiek, ja izmēģinājuma svars ir pārāk liels?

Pārāk liels izmēģinājuma svars izmēģinājuma laikā var izraisīt bīstami augstu vibrāciju, potenciāli bojājot gultņus, blīves vai pašu rotoru. Tas var arī pārsniegt vibrācijas sensoru lineāro diapazonu, kā rezultātā rodas neprecīzi balansēšanas rezultāti. Vienmēr sāciet ar aprēķināto minimumu (5% no U_per/r) un palieliniet to tikai tad, ja vibrācijas izmaiņas nav pietiekamas.

Kur man jānovieto izmēģinājuma svars uz rotora?

Novietojiet izmēģinājuma svaru korekcijas plaknē — aksiālajā vietā, kur tiks pievienoti pastāvīgie balansēšanas svari. Radiālajai pozīcijai piestipriniet to ar maksimālo pieejamo rādiusu, lai samazinātu nepieciešamo masu. Izplatītākās piestiprināšanas metodes ietver pieskrūvēšanu pie esošajiem caurumiem, magnētisko svaru izmantošanu vai svaru piestiprināšanu pie rotora virsmas ar līmlenti. Pārliecinieties, vai izmēģinājuma svars ir droši piestiprināts un nevar atdalīties rotācijas laikā.

Kāpēc izmēģinājuma svaram izmantot pieļaujamo disbalansu 5–10%?

5–10% klāsts ir praktisks inženiertehnisks norādījums, kas līdzsvaro divas prasības: testa svaram jābūt pietiekami smagam, lai radītu skaidri izmērāmas vibrācijas izmaiņas (signāla un trokšņa attiecība), bet pietiekami vieglam, lai izvairītos no pārmērīgas vibrācijas. Izmantojot pieļaujamo disbalansu kā atskaites punktu, tiek nodrošināts, ka testa svars ir atbilstoši mērogots rotora masai, ātrumam un līdzsvara pakāpei.

Bezmaksas inženiertehniskais rīks

Rotora balansēšanas izmēģinājuma svara kalkulators

Aprēķiniet ieteicamo izmēģinājuma atsvara masu vienas plaknes rotora balansēšanai. Ņemiet vērā rotora masu, ātrumu, korekcijas rādiusu, atbalsta stingrību un vibrācijas intensitāti.

Vibromera metode Atbalsta stingrība Vibrācijas līmenis

Rotora masa (Mr) (kg)

Rotora ātrums (N) (RPM)

Uzstādīšanas rādiuss (Rt) (mm)

Atbalsta stingrība (Ksupp) (0,5–5,0)

Vibrācijas līmenis (mm/s RMS)

Ātrie iestatījumi

Rezultāti

Ieteicamais izmēģinājuma svars (Mt)

—

Rotora masa (Mr)

—

Izmēģinājuma rādiuss (Rt)

—

Atbalsta stingrība (Ksupp)

—

Vibrācijas koeficients (Kvib)

—

Rādiuss cm (Rt)

—

Ātruma koeficients (N/100)²

—

Izmēģinājuma svara formula

Izmēģinājuma svara masa tiek aprēķināta, izmantojot praktisku inženiertehnisko formulu, kas ņem vērā atbalsta apstākļus un vibrācijas intensitāti:

Kalns — izmēģinājuma svara masa (g)
kungs — rotora masa (g) — ievadiet kilogramos, iekšēji pārvēršot gramos
Ksupp — balsta stingrības koeficients (0,5–5,0)
Kvib — vibrācijas līmeņa koeficients (0,5–3,0) — atvasināts no izmērītās vibrācijas mm/s
Rt — izmēģinājuma atsvara uzstādīšanas rādiuss (cm) — ievadiet mm, iekšēji pārvēršot cm
N — rotora ātrums (apgr./min)

Atbalsta stingrības koeficients (Ksupp)

Šis koeficients ņem vērā, kā mašīnas atbalsta konstrukcija ietekmē vibrācijas reakciju uz nelīdzsvarotību:

Ksupp	Atbalsta veids	Apraksts
5.0	Ļoti stingrs	Masīvs betona bloks, stingra tērauda konstrukcija. Vibrācija tikpat kā nemainās līdz ar nelīdzsvarotību — nepieciešams smagāks izmēģinājuma svars (augsts Ksupp).
4.0	Stingrs	Betona pamatne, stingrs pjedestāls. Tipiski lieliem sūkņiem un kompresoriem.
2,0–3,0	Vidējs	Standarta rūpnieciskais stiprinājums, pamatplāksne uz betona. Visizplatītākā situācija ventilatoriem, motoriem un vispārējām mašīnām.
1.0	Elastīgs	Atsperu stiprinājumi, gumijas izolatori. Mašīna brīvi vibrē — šķiltavas pietiekams izmēģinājuma svars (zems Ksupp).
0.5	Ļoti elastīgs	Piekarams stiprinājums, mīksti izolatori, balansēšanas stiprinājums/šūpulis. Maksimāla vibrācijas reakcija — vieglākais izmēģinājuma svars.

Īkšķa noteikums: Stingri balsti (Ksupp = 4–5) “absorbē” vibrāciju, tāpēc, lai radītu izmērāmas izmaiņas, ir nepieciešams lielāks testa svars. Elastīgi balsti (Ksupp = 0,5–1) pastiprina reakciju, tāpēc der vieglāks testa svars.

Vibrācijas līmeņa koeficients (Kvib)

Šis koeficients atspoguļo mašīnas pašreizējo vibrācijas pakāpi pirms balansēšanas:

Kvib	Vibrācijas līmenis	Stāvoklis
1	Zems (< 2 mm/s)	Mašīna darbojas vienmērīgi. Tikai precīza regulēšana. Vieglāks testa svars — pretējā gadījumā var pārslogot esošo disbalansa signālu.
2	Vidējs (2–4,5 mm/s)	Ievērojama vibrācija. Standarta balansēšanas darbs.
3	Paaugstināts (4,5–7,1 mm/s)	Skaidra nelīdzsvarotības problēma. Tipisks lauka balansēšanas scenārijs. Noklusējuma izvēle.
5	Augsts (7,1–11 mm/s)	Ievērojams disbalanss. Steidzami nepieciešama balansēšana. Lielāks izmēģinājuma svars ir labs — vibrācija jau ir augsta.
8	Ļoti augsts (> 11 mm/s)	Bīstams līmenis. Liela nelīdzsvarotība. Pieņemams lielāks izmēģinājuma svars, lai nodrošinātu izmērāmas vektora izmaiņas.

Kāpēc šī formula darbojas

Formula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) atspoguļo galvenos fizikas principus:

Smagāki rotori nepieciešami smagāki izmēģinājuma svari (lineāri ar Mr)
Lielāks ātrums ģenerē lielāku centrbēdzes spēku uz gramu, tāpēc nepieciešams mazāks izmēģinājuma svars (N apgrieztā kvadrātā)
Lielāks rādiuss nozīmē lielāku momentu uz gramu, tāpēc nepieciešams mazāks svars (apgrieztā vērtība Rt)
Stingrāki balsti nepieciešams lielāks svars, lai radītu nosakāmas vibrācijas izmaiņas (augstāks Ksupp = 4–5)
Elastīgi balsti pastiprina reakciju, tāpēc nepieciešams mazāks svars (zemāks Ksupp = 0,5–1)
Augstāka esošā vibrācija nozīmē lielāku esošo disbalansu — proporcionāli lielāku izmēģinājuma svaru (augstāku Kvib)

Praktisks piemērs

Piemērs — centrbēdzes ventilators

Ņemot vērā: Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1111 apgr./min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, vibrācija = 11 mm/s → Kvib = 1,5

1. darbība: Ātruma koeficients: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

2. solis: Saucējs: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1

3. solis: Skaitītājs: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500

4. darbība: Mt = 166 500 / 1370,1 = 121,5 g

Rezultāts: Izmantojiet aptuveni 122 g izmēģinājuma svars 111 mm rādiusā.

⚠️ Drošības piezīme: Pārāk liels testa svars var izraisīt bīstami lielu vibrāciju. Ja aprēķinātais svars šķiet pārāk liels, sāciet ar pusi un pakāpeniski palieliniet to. Vienmēr pārliecinieties, vai testa svars ir droši piestiprināts un rotācijas laikā nevar atdalīties.

Salīdzinājums ar ISO 21940 metodi

Klasiskā ISO pieeja izmanto G līdzsvara klasi, lai aprēķinātu pieļaujamo nelīdzsvarotību, un pēc tam kā izmēģinājuma svaru ņem 5–10%. Šī Vibromera formula ir praktisks saīsinājums no lauka, kas sniedz līdzīgus rezultātus, vienlaikus tieši ņemot vērā reālos apstākļus (atbalsta stingrību un pašreizējo vibrācijas līmeni), kurus ISO metode pieņem par ideāliem.