Gratis technisch hulpmiddel
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.
Resultaten
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:
- Mt — proefgewicht massa (g)
- Mr — 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 onbalans — nodig zwaarder proefgewicht (hoge Ksupp). |
| 4.0 | Star | 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 | Flexibel | 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 | Conditie |
|---|---|---|
| 1 | Laag (< 2 mm/s) | De machine werkt soepel. Alleen fijnafstelling nodig. Gebruik een lichter testgewicht, anders kan het bestaande onbalanssignaal overstemd worden. |
| 2 | Matig (2–4,5 mm/s) | Merkbare trillingen. Standaard balanceerbeurt. |
| 3 | Verhoogd (4,5–7,1 mm/s) | Duidelijk onbalansprobleem. Typisch scenario voor veldbalancering. Standaardkeuze. |
| 5 | Hoog (7,1–11 mm/s) | Aanzienlijke onbalans. Dringend balanceren nodig. Groter proefgewicht is prima — de trilling is al hoog. |
| 8 | Zeer hoog (> 11 mm/s) | Gevaarlijk niveau. Grote onbalans. Een zwaarder proefgewicht is acceptabel om een meetbare vectorverandering te garanderen. |
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
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.
Een proefgewicht (ook testgewicht of kalibratiegewicht genoemd) is een bekende massa die tijdens de proefloop voor het balanceren in één vlak tijdelijk op een bekende straal aan een rotor wordt bevestigd. Door de trillingsverandering te meten die het proefgewicht veroorzaakt, berekent het balanceerinstrument de juiste permanente correctiemassa en hoek.
Na de meetloop wordt het proefgewicht verwijderd en vervangen door het berekende correctiegewicht.
Ksupp houdt rekening met de invloed van de ondersteuningsconstructie van de machine op de trillingsgevoeligheid voor onbalans:
- Ksupp = 5 (zeer stijf) — Massieve betonnen funderingen, zware sokkels. Deze steunen “absorberen” de onbalanskrachten, waardoor je een zwaarder proefgewicht nodig hebt om een meetbare trillingsverandering te veroorzaken.
- Ksupp = 2–3 (gemiddelde stijfheid) — Standaard industriële steunen. Het meest voorkomende geval.
- Ksupp = 0.5–1 (flexibel) — Veerisolatoren, rubbersteunen, balanceerwiegen. De machine trilt vrij, zodat zelfs een klein proefgewicht een duidelijke respons oplevert.
Hogere Ksupp → zwaarder proefgewicht. Lagere Ksupp → lichter proefgewicht.
Kvib weerspiegelt het huidige trillingsniveau vóór het balanceren:
- Laag trillingsniveau (Kvib=1) — De machine draait al vrij rustig. Er is een kleiner proefgewicht nodig omdat het bestaande signaal zwak is — je wilt niet dat het proefgewicht overheerst.
- Hoog trillingsniveau (Kvib=5–8) — Er is een grote onbalans aanwezig. Een groter proefgewicht is aanvaardbaar omdat de machine al hevig trilt. Het proefgewicht moet een merkbare verandering ten opzichte van de bestaande trillingen veroorzaken.
De centrifugaalkracht door onbalans neemt toe met het kwadraat van het toerental: F = m×r×ω². Bij hogere toerentallen veroorzaakt zelfs een kleine massa een grote kracht. Daarom kan het proefgewicht bij hoge RPM evenredig kleiner zijn.
De factor (N/100)² normaliseert het toerental, zodat de formule het resultaat rechtstreeks in grammen geeft. Bij 1000 RPM is (N/100)² = 100. Bij 3000 RPM is (N/100)² = 900 — waardoor een 9× kleiner proefgewicht nodig is.
Plaats het proefgewicht in het correctievlak (de axiale positie waar de permanente gewichten komen) en op de grootst beschikbare straal om de benodigde massa te minimaliseren. Gebruikelijke bevestigingsmethoden:
- Bout/schroef — Het betrouwbaarst, gebruik bestaande draadgaten indien beschikbaar
- Magneetgewicht — Snel voor stalen rotoren, beperkt tot lage toerentallen
- Plakband — Tijdelijk, uitsluitend voor toepassingen met lage toerentallen
- Slangklem + bouten — Voor assen zonder gaten
Controleer altijd of het proefgewicht bij het bedrijfstoerental niet kan losraken!
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele veldbalanceringsinstrumenten en -software. Behaal ISO 21940-11-conformiteit op locatie met apparaten uit de Balanset-serie. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
