Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #010
Kalkulator współczynnika wpływu
Wyważanie wirnika jednopłaszczyznowego metodą współczynnika wpływu. Wprowadź drgania początkowe, dane dotyczące masy próbnej i uzyskaj dokładną masę korekcyjną oraz kąt.
Wyniki
Wektory drgań
Drgania są reprezentowane jako wektory zespolone z amplitudą i fazą:
Wektor wpływu
Zmiana wibracji spowodowana ciężarem próbnym:
Ciężar korekcyjny
Masa korekcyjna obliczana jest przez dzielenie zespolone:
ℹ️ Uwaga: Znak ujemny zapewnia, że ciężarek korekcyjny przeciwdziała niewyważeniu. Rezultatem jest wektor: wartość określa ciężar w gramach, a argument określa położenie kątowe.
Przykład praktyczny
Biorąc pod uwagę: V₀ = 5∠45°, Próba = 10g@0°, V₁ = 8∠120°
ΔV = V₁ − V₀ = (8∠120°) − (5∠45°) = odejmowanie zespolone
W_c = −m_t × V₀ / ΔV → wielkość i kąt korekcji
⚠️ Ważne: Zawsze zdejmuj obciążnik próbny przed dodaniem obciążnika korekcyjnego. Obciążnik korekcyjny zastępuje obciążnik próbny — nie pozostawiaj obu na wirniku.
Współczynnik wpływu to liczba zespolona opisująca, w jaki sposób jednostkowa masa umieszczona na określonym promieniu i pod określonym kątem wpływa na wektor drgań wirnika. Jest to stosunek wektorowej zmiany drgań do masy próbnej, która tę zmianę wywołała:
C = ΔV / W_trial
Gdy współczynnik wpływu jest znany, można obliczyć dokładną masę korekcyjną potrzebną do zredukowania drgań (teoretycznie) do zera.
Procedura obejmuje trzy kroki:
- Bieg 1: Zmierz początkową amplitudę i fazę drgań (V₀)
- Bieg 2: Zamocuj znaną masę próbną i zmierz nowy wektor drgań (V₁)
- Obliczenia: ΔV = V₁ − V₀, a następnie masa korekcyjna = −m_t × V₀ / ΔV
Zdejmij masę próbną, zamontuj masę korekcyjną pod obliczonym kątem i zweryfikuj efekt w biegu kontrolnym.
Jest to zjawisko normalne i nie stanowi problemu w obliczeniach. Wzrost drgań oznacza, że masa próbna została przypadkowo zamocowana w pobliżu ciężkiego miejsca wirnika, powiększając niewyważenie. Rachunek wektorowy nadal wyznaczy prawidłową masę korekcyjną i jej kąt.
Jeśli jednak drgania wzrosną ponad 3–4×, ze względów bezpieczeństwa należy przerwać bieg i użyć mniejszej masy próbnej lub przestawić ją o 180°, szczególnie w maszynach o ograniczonej nośności łożysk.
Tak, jest to standardowa praktyka. Po zamontowaniu masy korekcyjnej:
- Zmierz drgania resztkowe
- Użyj tego samego współczynnika wpływu do obliczenia biegu doważającego (korekcyjnego)
- Wyznacz niewielką dodatkową masę korekcyjną
Zazwyczaj dwie do trzech iteracji pozwalają osiągnąć wymaganą klasę dokładności wyważania. Współczynnik wpływu pozostaje aktualny tak długo, jak nie zmieniają się warunki pracy i sztywność układu.
Kluczowe czynniki:
- Stabilność prędkości obrotowej — wszystkie pomiary muszą być wykonane przy tej samej prędkości RPM
- Odniesienie fazowe — sygnał z czujnika obrotów (tachometru) musi być stabilny i powtarzalny
- Stan cieplny maszyny — przed wyważaniem pozwól maszynie osiągnąć ustaloną temperaturę pracy
- Dobór masy próbnej — masa próbna powinna wywołać zmianę wektora drgań o 20–50%
- Mocowanie czujnika — sztywne, powtarzalne zamocowanie czujnika drgań
- Nieliniowość układu — bardzo duże amplitudy drgań lub luzy mogą wprowadzać błędy nieliniowe
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne urządzenia do wyważania w terenie z wbudowaną metodą współczynnika wpływu. Wyważanie jedno- i dwupłaszczyznowe w kilka minut. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
