Wat is een proefgewicht bij het balanceren van een rotor?

Een proefgewicht (ook wel testgewicht of kalibratiegewicht genoemd) is een bekende massa die tijdelijk aan een rotor wordt bevestigd op een bekende straal tijdens het balanceren in één vlak. Door de trillingsverandering te meten die door het proefgewicht wordt veroorzaakt, berekent het balanceerinstrument de juiste permanente correctiemassa en -hoek. Het proefgewicht wordt na de meting verwijderd.

Hoe selecteer ik de juiste grootte van het proefgewicht?

Het ideale proefgewicht moet een meetbare trillingsverandering veroorzaken zonder de rotor of lagers te overbelasten. Een gangbare technische richtlijn is om 5% tot 10% van de toelaatbare residuale onbalans (volgens ISO 21940) te gebruiken, gedeeld door de correctiestraal. Een te klein proefgewicht levert mogelijk geen betrouwbare meting op; een te groot proefgewicht kan overmatige trillingen of veiligheidsrisico's veroorzaken.

Wat gebeurt er als het proefgewicht te zwaar is?

Een te zwaar proefgewicht kan tijdens de proefloop gevaarlijk hoge trillingen veroorzaken, waardoor lagers, afdichtingen of de rotor zelf mogelijk beschadigd raken. Het kan ook het lineaire bereik van de trillingssensoren overschrijden, wat leidt tot onnauwkeurige balanceerresultaten. Begin altijd met het berekende minimum (5% van U_per / r) en verhoog het gewicht alleen als de trillingsverandering onvoldoende is.

Waar moet ik het proefgewicht op de rotor plaatsen?

Plaats het proefgewicht in het correctievlak – de axiale locatie waar de permanente balansgewichten worden toegevoegd. Bevestig het proefgewicht voor de radiale positie op de maximaal beschikbare straal om de benodigde massa te minimaliseren. Gangbare bevestigingsmethoden zijn onder andere vastschroeven aan bestaande gaten, het gebruik van magnetische gewichten of het vastplakken van gewichten aan het rotoroppervlak. Zorg ervoor dat het proefgewicht stevig vastzit en niet los kan raken tijdens de rotatie.

Waarom wordt 5–10% aan toelaatbare onbalans gebruikt voor het proefgewicht?

Het bereik van 5–10% is een praktische technische richtlijn die twee eisen in evenwicht brengt: het proefgewicht moet zwaar genoeg zijn om een duidelijk meetbare trillingsverandering te produceren (signaal-ruisverhouding), maar licht genoeg om overmatige trillingen te voorkomen. Door de toelaatbare onbalans als referentie te gebruiken, wordt ervoor gezorgd dat het proefgewicht op de juiste schaal is afgestemd op de massa, het toerental en de balansgraad van de rotor.

Gratis engineeringtool

Proefgewichtcalculator voor rotorbalancering

Bereken de aanbevolen massa van het proefgewicht voor het balanceren van een rotor in één vlak. Houd rekening met de massa van de rotor, het toerental, de correctiestraal, de stijfheid van de ondersteuning en de trillingsintensiteit.

Vibromera-methode Steunstijfheid Trillingsniveau

Rotormassa (Mr) (kg)

Rotorsnelheid (N) (TOERENTAL)

Installatieradius (Rt) (mm)

Steunstijfheid (Ksupp) (0,5–5,0)

Trillingsniveau (mm/s RMS)

Snelle voorinstellingen

Resultaten

Aanbevolen proefgewicht (mt)

—

Rotormassa (Mr)

—

Proefradius (Rt)

—

Steunstijfheid (Ksupp)

—

Trillingscoëfficiënt (Kvib)

—

Straal in cm (Rt)

—

Snelheidsfactor (N/100)²

—

Proefgewichtformule

De massa van het proefgewicht wordt berekend met behulp van een praktische technische formule die rekening houdt met de ondersteuningsomstandigheden en de intensiteit van de trillingen:

Berg — proefgewicht massa (g)
Meneer — rotormassa (g) — invoeren in kg, intern omgerekend naar gram
Ksupp — ondersteuningsstijfheidscoëfficiënt (0,5–5,0)
Kvib — trillingsniveaucoëfficiënt (0,5–3,0) — afgeleid van gemeten trillingen in mm/s
Rt — installatieradius van het proefgewicht (cm) — invoeren in mm, intern omgerekend naar cm
N — rotorsnelheid (RPM)

Ondersteuningsstijfheidscoëfficiënt (Ksupp)

Deze coëfficiënt houdt rekening met de manier waarop de machineondersteuningsstructuur de trillingsrespons op onbalans beïnvloedt:

Ksupp	Ondersteuningstype	Beschrijving
5.0	Zeer stijf	Massief betonnen blok, stijve staalconstructie. Trillingen veranderen nauwelijks bij onevenwichtigheid — nodig zwaarder proefgewicht (hoge Ksupp).
4.0	Onbuigzaam	Betonnen fundering, stevig voetstuk. Typisch voor grote pompen en compressoren.
2,0–3,0	Gemiddeld	Standaard industriële montage, grondplaat op beton. Meest voorkomende situatie voor ventilatoren, motoren en algemene machines.
1.0	Flexibele	Veerophanging, rubberen isolatoren. De machine trilt vrij. lichter Proefgewicht voldoende (lage Ksupp).
0.5	Zeer flexibel	Hangende montage, zachte isolatoren, balanceermal/houder. Maximale trillingsrespons — lichtste proefgewicht.

Vuistregel: Stijve steunen (Ksupp = 4–5) "absorberen" trillingen, waardoor een zwaarder proefgewicht nodig is om een meetbare verandering te bewerkstelligen. Flexibele steunen (Ksupp = 0,5–1) versterken de respons, waardoor een lichter proefgewicht volstaat.

Trillingsniveaucoëfficiënt (Kvib)

Deze coëfficiënt geeft de huidige trillingsintensiteit van de machine weer vóór het balanceren:

Kvib	Trillingsniveau	Voorwaarde
0.5	Goed (≤ 1 mm/s)	Zeer vloeiende werking. Gebruik een licht proefgewicht zodat het reeds lage trillingsignaal niet wordt overheerst.
0.8	Goed (1–2 mm/s)	Soepele werking. Alleen fijnafstelling. Licht proefgewicht.
1.0	Aanvaardbaar (2–3 mm/s)	Merkbare maar aanvaardbare trillingen. Standaard balanceeropdracht.
1.2	Aanvaardbaar (3–4,5 mm/s)	Matige onbalans. Typische situatie op locatie.
1.5	Verhoogd / hoog (4,5–11 mm/s)	Duidelijke, significante onbalans. Het meest voorkomende geval bij veldbalancering — het standaardbereik.
2.0	Gevaarlijk (11–18 mm/s)	Grote onbalans, dringende balancering. Zwaarder proefgewicht is acceptabel — de trilling is al hoog.
2.5	Gevaarlijk (18–28 mm/s)	Ernstige onbalans. Zwaarder proefgewicht acceptabel om een meetbare vectorwijziging te garanderen.
3.0	Extreem (> 28 mm/s)	Extreme trillingen. Inspecteer de machine vóór het balanceren; gebruik de zwaarste proefgewichtband.

Waarom deze formule werkt

De formule Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) vat de belangrijkste natuurkundige principes samen:

Zwaardere rotors hebben zwaardere proefgewichten nodig (lineair met Mr.)
Hogere snelheden Er wordt meer centrifugale kracht per gram gegenereerd, waardoor er minder proefgewicht nodig is (omgekeerd kwadraat van N).
Grotere straal Dit betekent meer moment per gram, dus minder gewicht nodig (omgekeerde van Rt).
Stijvere ondersteuningen Er is meer gewicht nodig om een waarneembare trillingsverandering te produceren (hogere Ksupp = 4–5).
Flexibele ondersteuningen De respons versterken, waardoor er minder gewicht nodig is (lagere Ksupp = 0,5–1)
Hogere bestaande trillingen betekent een grotere bestaande onbalans — proportioneel groter proefgewicht (hogere Kvib)

Praktisch voorbeeld

Voorbeeld — Centrifugaalventilator

Gegeven: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibratie = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Stap 1: Snelheidsfactor: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Stap 2: Noemer: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1

Stap 3: Teller: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500

Stap 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g

Resultaat: Gebruik ongeveer 122 g Proefgewicht bij een straal van 111 mm.

⚠️ Veiligheidsnota: Een te zwaar proefgewicht kan gevaarlijk hoge trillingen veroorzaken. Als het berekende gewicht te groot lijkt, begin dan met de helft en verhoog het geleidelijk. Zorg er altijd voor dat het proefgewicht stevig vastzit en niet los kan raken tijdens het draaien.

Vergelijking met de ISO 21940-methode

De klassieke ISO-methode gebruikt balansklasse G om de toelaatbare onbalans te berekenen en neemt vervolgens 5–10% als proefgewicht. Deze Vibromera-formule is een praktische, in de praktijk toepasbare methode die vergelijkbare resultaten oplevert, terwijl direct rekening wordt gehouden met de werkelijke omstandigheden (stijfheid van de ondersteuning en het huidige trillingsniveau) die de ISO-methode als ideaal beschouwt.