Kalkulator dopuszczalnego bicia promieniowego wału
Oblicz maksymalne dopuszczalne bicie wału względem łożysk
Parametry obliczeń
Na podstawie API 686 i norm dotyczących wyrównywania maszyn
Wyniki obliczeń
—
—
—
—
Ocena stopnia wyczerpania:
Jak działa kalkulator
Definicja bicia wału
Bicie wału to całkowity odczyt wskazywany (TIR) przemieszczenia promieniowego mierzony podczas powolnego obracania wału (zazwyczaj ręcznie). Wskazuje on na prostoliniowość wału i dokładność montażu.
Norma API 686
Norma API 686 zawiera wytyczne dotyczące dopuszczalnego bicia wału:
w zależności od tego, która wartość jest większa, gdzie D jest średnicą wału w mm.
Ograniczenia oparte na prędkości
W przypadku maszyn szybkobieżnych obowiązują bardziej rygorystyczne ograniczenia:
- < 1800 obr./min: Limity standardowe
- 1800-3600 obr./min: 75% standardowy
- 3600-7200 obr./min: 50% standardu
- > 7200 obr./min: 25% standardu
Czynniki lokalizacji
Limity bicia różnią się w zależności od miejsca pomiaru:
- Przy sprzęganiu: Najważniejsze – użyj limitu bazowego
- Bliskie łożysko: 1,5× limit bazowy
- W połowie rozpiętości: 2× limit bazowy
- Przy nawisie: 0,5× limit bazowy (bardziej rygorystyczny)
Przyczyny nadmiernego bicia
- Wygięty wałek w wyniku niewłaściwego obchodzenia się lub przechowywania
- Nierównomierne dopasowanie łożysk lub niewspółosiowe gniazda łożysk
- Nierównowaga wirnika powodująca trwałe odkształcenie
- Odkształcenia cieplne spowodowane nierównomiernym ogrzewaniem
- Tolerancje produkcyjne i błędy obróbki
Najlepsze praktyki pomiarowe
- Użyj czujników zegarowych o rozdzielczości 0,001 mm (0,00005″)
- Wał podporowy w blokach V lub na kłach
- Obrócić powoli ręcznie, nie używając siły.
- Dokonuj odczytów w wielu lokalizacjach osiowych
- Sprawdź ugięcie wskaźnika na wałach poziomych
- Przed pomiarem należy oczyścić powierzchnię wału
Metody korekcji
- Niewielkie przebicie: Precyzyjne wyważanie może pomóc
- Umiarkowane wybicie: Prostowanie wałów (na zimno lub na gorąco)
- Silne wyczerpanie: Obróbka mechaniczna lub wymiana wału
- Związane z łożyskami: Sprawdź i popraw dopasowanie łożysk
Przykłady użycia i przewodnik po wyborze wartości
Przykład 1: Wał pompy przy sprzęgle
Scenariusz: Kontrola wału pompy odśrodkowej przed montażem
- Średnica wału: 60 mm
- Prędkość: 2950 obr./min
- Typ maszyny: Maszyny ogólne
- Typ łożyska: Łożyska kulkowe
- Lokalizacja: W piaście sprzęgła
- Wykończenie powierzchni: Dobry
- Wynik: Maks. TIR = 38 μm (0,038 mm)
- Typowe odczyty: 15-25 μm akceptowalne
Przykład 2: Wrzeciono precyzyjne
Scenariusz: Wrzeciono obrabiarki do obróbki CNC
- Średnica wału: 80 mm
- Prędkość: 8000 obr./min
- Typ maszyny: Sprzęt precyzyjny
- Typ łożyska: Łożyska kulkowe
- Lokalizacja: Blisko łożyska
- Wykończenie powierzchni: Doskonały
- Wynik: Maks. TIR = 10 μm (0,010 mm)
- Krytyczny: Musi być < 5 μm do prac precyzyjnych
Przykład 3: Duży wirnik sprężarki
Scenariusz: Kontrola wału sprężarki odśrodkowej
- Średnica wału: 200 mm
- Prędkość: 5400 obr./min
- Typ maszyny: Maszyny procesowe
- Typ łożyska: Łożyska ślizgowe
- Lokalizacja: W połowie rozpiętości
- Wykończenie powierzchni: Dobry
- Wynik: Maks. TIR = 50 μm (0,050 mm)
- Uwaga: Midspan pozwala na ograniczenie sprzężenia 2×
Jak wybierać wartości
Wybór typu maszyny
- Sprzęt precyzyjny:
- Wrzeciona obrabiarek
- Szlifierki
- Sprzęt optyczny
- Przyrządy pomiarowe
- Maszyny ogólne:
- Silniki elektryczne
- Pompy standardowe
- Wentylatory i dmuchawy
- Większość sprzętu przemysłowego
- Maszyny przetwórcze:
- Sprężarki
- Turbiny
- Pompy szybkoobrotowe
- Krytyczny sprzęt procesowy
- Ciężki sprzęt:
- Walcownie
- Kruszarki
- Duże skrzynie biegów
- Sprzęt górniczy
Wpływ lokalizacji pomiaru
- W piaście sprzęgającej:
- Najbardziej krytyczna lokalizacja
- Bezpośrednio wpływa na wyrównanie
- Stosuj najsurowsze ograniczenia
- Sprawdź obie powierzchnie i obręcz
- Bliski azymut:
- Wpływa na żywotność łożyska
- Limit sprzężenia 1,5× OK
- Sprawdź w odległości 1 średnicy od łożyska
- W Midspan:
- Naturalny punkt ugięcia
- Dopuszczalny limit sprzężenia 2×
- Sprawdź, czy wał nie jest wygięty
- W Overhangu:
- Wzmacnia wibracje
- Użyj 0,5× normalnego limitu
- Krytyczne dla wirników
Efekty wykończenia powierzchni
- Doskonały (Ra < 0,8 μm):
- Szlifowane lub polerowane
- Brak błędu pomiaru
- Stosować do prac precyzyjnych
- Dobry (Ra 0,8-1,6 μm):
- Dobrze obrócony
- Standard dla większości wałów
- Minimalny błąd pomiaru
- Średnia (Ra 1,6-3,2 μm):
- Normalne skręcanie
- Może mieć wpływ na odczyty
- Wyczyść przed pomiarem
- Szorstki (Ra > 3,2 μm):
- Toczone lub frezowane na surowo
- Znaczny błąd pomiaru
- Rozważ obróbkę mechaniczną
Rozważania dotyczące prędkości
- < 1800 obr./min: Obowiązują standardowe limity bicia
- 1800-3600 obr./min: Zmniejsz limity o 25%
- 3600-7200 obr./min: Zmniejsz limity o 50%
- > 7200 obr./min: Zmniejsz limity o 75%
- Reguła: Wyższa prędkość = mniejsza tolerancja
Praktyczne wskazówki dotyczące pomiarów
- Konfiguracja: Użyj stabilnych bloków V lub centrów
- Wskaźnik: Minimalna rozdzielczość 0,001 mm
- Obrót: Obróć powoli ręką, zaznacz punkt najwyższy
- Wielorakie odczyty: Sprawdź kilka pozycji osiowych
- Temperatura: Pomiar w temperaturze pokojowej
- Dokumentacja: Zapis odczytów na szkicu wału
📘 Kalkulator bicia wału (API 686)
Określa dopuszczalne bicie promieniowe (TIR) zgodnie z normą API 686. Krytyczne dla urządzeń szybkobieżnych i mechanizmów precyzyjnych.
Zasada: TIR ≤ max(50 μm; D/2000), gdzie D jest średnicą wału w mm.
💼 Aplikacje
- Akceptacja nowego wału: Wał Ø80 mm. Zmierzona średnica: 35 μm. Limit: maks. (50; 40) = 50 μm. Zaliczony ✓
- Kontrola po naprawie: Wał wyprostowany po gięciu. Bicie 180 μm, po prostowaniu: 45 μm. Gotowy do montażu.
- Diagnostyka wibracji: 1× wzrost drgań. Sprawdzone bicie: 95 μm. Granica dla Ø100: 50 μm. Przyczyna: Wygięty wał lub zużyte łożyska.
Metody pomiaru:
TIR (Całkowity odczyt wskaźnika): Pełny odczyt wskaźnika zegarowego. Przebieg międzyszczytowy (amplituda 2x).
Pomiar: Zamontuj wał w bloku V lub tokarce. Umieść czujnik zegarowy na czopie łożyska. Obracaj powoli, zanotuj odczyty minimalne i maksymalne.