Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #011
Rozkład masy korekcyjnej
Podziel pojedynczą masę korekcyjną na dwie płaszczyzny równoważące, stosując regułę dźwigni. Uwzględnia ona różne promienie płaszczyzn i przesunięcie środka ciężkości.
Wyniki
Rozkład statyczny (zasada dźwigni)
Całkowite niewyważenie w CG rozkłada się na dwie płaszczyzny korekcyjne, stosując zasadę dźwigni odwrotnej:
Następnie masy korekcyjne wynoszą:
ℹ️ Uwaga: W rozkładzie statycznym obie płaszczyzny otrzymują korekty pod tym samym kątem jako całkowita korekcja. Dotyczy to tylko niewyważenia statycznego. Niewyważenie momentowe wymaga korekcji pod przeciwnymi kątami w obu płaszczyznach. Gdy R₁ ≠ R₂, wprowadzona masa korekcyjna jest interpretowana przy promieniu odniesienia R_ref = (R₁+R₂)/2, a całkowite niewyważenie U = m × R_ref jest zachowane przy podziale między płaszczyzny.
Przykład praktyczny
Biorąc pod uwagę: 20g pod kątem 90°, L₁ = L₂ = 150 mm, R₁ = R₂ = 200 mm
U_total = 20 × 200 = 4000 g·mm przy 90°
U₁ = 4000 × 150 / (150+150) = 2000 g·mm → m₁ = 2000 / 200 = 10,0 g przy 90°
U₂ = 4000 × 150 / (150+150) = 2000 g·mm → m₂ = 2000 / 200 = 10,0 g przy 90°
⚠️ Uwaga: Ten kalkulator uwzględnia wyłącznie rozkład statyczny. Jeśli wirnik ma również nierównowagę sprzężoną, należy zastosować pełną procedurę wyważania dwupłaszczyznowego.
Rozkład na płaszczyzny jest potrzebny, gdy:
- Dysponujesz wynikiem wyważania jednopłaszczyznowego, lecz wirnik posiada dwie płaszczyzny korekcji
- Obliczoną całkowitą masę korekcyjną trzeba fizycznie rozdzielić pomiędzy dwie płaszczyzny
- Przeliczasz pomiar jednopłaszczyznowy na korekcję w dwóch płaszczyznach
Jest to częsty przypadek w wirnikach tarczowych, w których dominuje niewyważenie statyczne, ale do zamocowania ciężarków dostępne są dwie płaszczyzny korekcji.
Niewyważenie statyczne — pojedynczy wektor niewyważenia powodujący równoległe przesunięcie głównej centralnej osi bezwładności względem osi obrotu. W obu płaszczyznach korekcję umieszcza się pod tym samym kątem.
Niewyważenie momentowe (parą sił) — dwa równe i przeciwnie skierowane wektory niewyważenia powodujące skręcenie (nachylenie) głównej osi bezwładności względem osi obrotu. W obu płaszczyznach korekcję umieszcza się pod kątami przeciwnymi (przesuniętymi o 180°).
Większość rzeczywistych wirników wykazuje kombinację obu stanów (niewyważenie dynamiczne), co wymaga pełnego wyważania dwupłaszczyznowego.
Położenie środka ciężkości (CG) decyduje o stosunku ramion dźwigni:
- Środek ciężkości pośrodku (L₁ = L₂): podział 50/50
- Środek ciężkości bliżej Płaszczyzny 1 (L₁ < L₂): Płaszczyzna 1 otrzymuje mniejszą masę, a Płaszczyzna 2 większą
- Środek ciężkości w Płaszczyźnie 1 (L₁ = 0): cała masa korekcyjna trafia do Płaszczyzny 1
Wzór: m₁ = m_total × L₂/(L₁+L₂) — płaszczyzna położona dalej od środka ciężkości otrzymuje większy udział masy.
Odległości mierzy się osiowo wzdłuż wału od środka ciężkości (CG) do każdej płaszczyzny korekcji:
- Położenie środka ciężkości odczytaj z rysunku technicznego wirnika lub wyznacz doświadczalnie na pryzmach nożowych
- Płaszczyzna korekcji = połozenie osiowe, w którym mocowane są masy korekcyjne
- L₁ = odległość od środka ciężkości (CG) do Płaszczyzny 1
- L₂ = odległość od środka ciężkości (CG) do Płaszczyzny 2
Dla wirników symetrycznych środek ciężkości pokrywa się ze środkiem geometrycznym.
Wytyczne wyboru:
- Wyważanie jednopłaszczyznowe: stosunek długości do średnicy L/D < 0.5, wirniki tarczowe, dominujące niewyważenie statyczne
- Wyważanie dwupłaszczyznowe: stosunek L/D > 0.5, długie wirniki, istotne niewyważenie momentowe (para sił)
- Wyważanie dwupłaszczyznowe: gdy wyważanie w jednej płaszczyźnie nie pozwala osiągnąć wymaganej klasy dokładności
- Wyważanie dwupłaszczyznowe: wirniki pracujące w pobliżu lub powyżej prędkości krytycznej
W razie wątpliwości wyważanie dwupłaszczyznowe zawsze zapewnia dokładniejszą kompensację niewyważenia.
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.
Wyważanie dwupłaszczyznowe z automatycznym rozkładem masy. Profesjonalne urządzenia do wyważania w terenie 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.
