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.
Rezultāti
Izmēģinājuma svara formula
Izmēģinājuma svara masa tiek aprēķināta, izmantojot praktisku inženiertehnisko formulu, kas ņem vērā atbalsta apstākļus un vibrācijas intensitāti:
- Mt — izmēģinājuma svara masa (g)
- Mr — 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 — vieglāks 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
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.
Izmēģinājuma atsvars (saukts arī par pārbaudes atsvaru vai kalibrēšanas atsvaru) ir atsvars ar zināmu masu, ko vienas plaknes balansēšanas izmēģinājuma palaidiena laikā īslaicīgi piestiprina rotoram zināmā rādiusā. Mērot izmēģinājuma atsvara izraisītās vibrācijas izmaiņas, balansēšanas mēraparāts aprēķina pareizo pastāvīgās korekcijas masu un leņķi.
Pēc mērījumu palaidiena izmēģinājuma atsvaru noņem un aizstāj ar aprēķināto korekcijas atsvaru.
Ksupp ņem vērā, kā mašīnas balstu konstrukcija ietekmē vibrācijas jutību pret disbalansu:
- Ksupp = 5 (ļoti stingri) — Masīvi betona pamati, smagi balsta statņi. Šie balsti “absorbē” disbalansa spēkus, tāpēc, lai radītu izmērāmas vibrācijas izmaiņas, nepieciešams smagāks izmēģinājuma atsvars.
- Ksupp = 2–3 (vidēji stingri) — Standarta rūpnieciskie stiprinājumi. Visbiežāk sastopamais gadījums.
- Ksupp = 0.5–1 (elastīgi) — Atsperu vibrācijas izolatori, gumijas balsti, balansēšanas balstu šūpuļi. Mašīna vibrē brīvi, tāpēc pat neliels izmēģinājuma atsvars rada skaidru reakciju.
Lielāks Ksupp → smagāks izmēģinājuma atsvars. Mazāks Ksupp → vieglāks izmēģinājuma atsvars.
Kvib atspoguļo pašreizējo vibrācijas intensitāti pirms balansēšanas:
- Zema vibrācija (Kvib=1) — Mašīna jau darbojas samērā vienmērīgi. Nepieciešams mazāks izmēģinājuma atsvars, jo esošais signāls ir vājš — nav vēlams, lai izmēģinājuma atsvara ietekme dominētu.
- Augsta vibrācija (Kvib=5–8) — Pastāv liels disbalanss. Lielāks izmēģinājuma atsvars ir pieļaujams, jo mašīna jau spēcīgi vibrē. Izmēģinājuma atsvaram jārada pamanāmas izmaiņas attiecībā pret esošo vibrāciju.
Disbalansa radītais centrbēdzes spēks palielinās proporcionāli rotācijas ātruma kvadrātam: F = m×r×ω². Pie lielāka rotācijas ātruma pat neliela masa rada lielu spēku. Tāpēc pie augsta RPM izmēģinājuma atsvars var būt proporcionāli mazāks.
Reizinātājs (N/100)² normalizē rotācijas ātrumu, lai formula dotu rezultātu tieši gramos. Pie 1000 RPM (N/100)² = 100. Pie 3000 RPM (N/100)² = 900 — nepieciešama 9× mazāka izmēģinājuma atsvara masa.
Novietojiet izmēģinājuma atsvaru korekcijas plaknē (aksiālajā vietā, kur tiks uzstādīti pastāvīgie atsvari) un maksimālajā pieejamajā rādiusā, lai samazinātu nepieciešamo masu. Izplatītas piestiprināšanas metodes:
- Bultskrūve/skrūve — Visdrošākā metode; izmantojiet esošos vītņotos caurumus, ja tie ir pieejami
- Magnētisks atsvars — Ātra piestiprināšana tērauda rotoriem, izmantošana ierobežota līdz zemiem rotācijas ātrumiem
- Līmlente — Īslaicīgai piestiprināšanai, tikai lietojumiem ar zemu rotācijas ātrumu
- Šļūtenes skava + bultskrūves — Vārpstām bez caurumiem
Vienmēr pārliecinieties, ka izmēģinājuma atsvars nevar atdalīties pie darba rotācijas ātruma!
Šajā lapā aprakstītās procedūras izstrādāja un lauka apstākļos pārbaudīja Vibromera komanda, izmantojot Balanset-1A — pārnēsājamu divkanālu balansētāju un vibrāciju analizatoru rotoru balansēšanai uz vietas.
Profesionāli lauka balansēšanas instrumenti un programmatūra. Nodrošiniet atbilstību ISO 21940-11 standartam uz vietas, izmantojot Balanset sērijas ierīces. Izmanto vairāk nekā 50 valstīs.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ir vibrāciju analīzes inženieris, kā arī uzņēmuma Vibromera dibinātājs un vadītājs. Vairāk nekā 15 gadus viņš balansē rotējošas iekārtas darba vietā, nevis uz pārbaudes stenda: mulčētājus, rūpnieciskos ventilatorus, drupinātājus, centrifūgas, vārpstas un darbvārpstas. Tieši no šī darba radās Balanset instrumenti — tie tika veidoti kā rīks, ko speciālists var aiznest pie mašīnas un lietot viens pats uz vietas, nevis kā laboratorijas aprīkojums. Vibromera dibināta 2017. gadā, un kopš 2023. gada tā atrodas Portu, Portugālē. Šeit notiek Balanset līnijas izstrāde, montāža un atbalsts. Vadošais instruments ir Balanset-1A — portatīvs analizators balansēšanai vienā un divās plaknēs, kā arī vibrāciju diagnostikai. Nikolai personīgi piedalās klientu atbalstā, sarežģītu balansēšanas gadījumu risināšanā un programmatūras izstrādē. Viņš strādā ar klientiem visā pasaulē, jebkurā valodā.
