Зошто балансирањето на елисата е важно за поморските бродови?

Небалансираните елиси создаваат центрифугални сили при брзината на вратилото, кои преку лежиштата се пренесуваат во трупот на бродот. Ова предизвикува прекумерни вибрации, забрзано трошење на лежиштето и заптивката на статвената цевка, заморни пукнатини во вратилниот систем и непријатност за патниците/екипажот. Правилното балансирање според ISO 21940 ги минимизира овие ефекти.

Која класа на балансирање G треба да ја користам за бродска елиса?

G16 е најчестата класа за бродски елиси. G6.3 се користи за бродови со голема брзина или воени бродови каде границите на вибрации се построги. G40 може да биде прифатлива за елиси на бавни работни бродови.

Како се пресметува дозволената вредност по лопатка?

Вкупниот дозволен дебаланс се дели рамномерно меѓу сите лопатки. За елиса со 4 лопатки со вкупна дозволена вредност од 1000 g·mm, секоја лопатка може да има до 250 g·mm дебаланс. Ова претпоставува дека лопатките се симетрично распоредени.

Која центрифугална сила ја создава дебалансот на елисата?

Центрифугална сила F = U × ω² / 1,000,000 каде што U е дебаланс во g·mm, а ω е аголна брзина во rad/s. Дури и мали дебаланси при високи вртежи создаваат значителни сили — на пример, 5000 g·mm при 300 вр/мин создаваат околу 5 N, но при 3000 вр/мин создаваат околу 500 N.

Дали можам да балансирам елиса на вратилото без да ја отстранам?

Да, балансирање на елиса на самото место (in-situ) е можно со преносни инструменти за балансирање како сериите Balanset од Vibromera. Пробни тегови се прикачуваат на елисата, се мери вибрацискиот одговор и се пресметуваат корекциските маси. Ова избегнува скапо докување.

Бесплатна инженерска алатка

Калкулатор за дебаланс на пропелер

Пресметајте дозволен дебаланс на пропелер, центрифугална сила, ексцентричност и дозволена вредност по лопатка според ISO 21940. Од суштинско значење за контрола на вибрациите на бродското вратило.

ISO 21940-11 Бродски пропелери Дозволена вредност по лопатка

Маса на пропелерот (kg)

Број на лопатки

Дијаметар на пропелерот (mm)

Брзина на вратилото (RPM)

Степен на балансирање G

Брзи пресети

Резултати

Дозволен дисбаланс

—

Специфичен дебаланс (Ексцентричност)

—

Центрифугална сила при дозволен дебаланс

—

Дозволена вредност по лопатка

—

Аголна брзина ω

—

Дозволен дебаланс на пропелерот (ISO 21940)

Дозволениот дебаланс за пропелер се пресметува со истата формула од ISO 21940-11 што се користи за сите ротирачки машини:

Каде G е класата на балансирање (mm/s), m е масата на пропелерот (kg), и ω = 2π·n/60 е аголна брзина (rad/s).

Центрифугална сила од дебаланс

Центрифугалната сила генерирана од дебалансот при работна брзина:

U — дебаланс (g·mm)
ω — аголна брзина (rad/s)
F — центрифугална сила (N)

Дозволена вредност по лопатка

За симетрични пропелери, вкупниот дозволен дебаланс се дели рамномерно меѓу сите лопатки:

Типични класи на балансирање за пропелери

Класа	Примена
G40	Бавни пропелери за работни бродови, некритични
G16	Стандардни бродски пропелери, товарни пловила
G6.3	Брзи пловила, воени бродови, патнички траекти
G2.5	Прецизни пропелери, подморници со ниска бучава

Практичен пример

Пример — 4-лопаточен бродски пропелер

Дадено: Маса = 500 kg, Брзина = 300 RPM, Класа = G16, 4 лопатки

ω = 2π × 300 / 60 = 31.42 rad/s

U_по = 16 × 500 × 1000 / 31.42 = 254,620 g·mm

Ексцентричност = 16 × 1000 / 31.42 = 509.2 μm

F = 254,620 / 1,000,000 × 31.42² = 251.5 N

По лопатка: 254,620 / 4 = 63,655 g·mm

⚠️ Забелешка: Бродските пропелери работат во тешки услови. Обраснувањето, оштетувањето на лопатките и ерозијата од кавитација може со текот на времето да ја променат урамнотеженоста. Се препорачува периодично следење на вибрациите за откривање на дебаланс во развој.