Dlaczego wyważenie śruby napędowej jest ważne w przypadku jednostek pływających?

Niewyważone śruby napędowe generują siły odśrodkowe przy prędkości wału, które przenoszą się przez łożyska na kadłub. Powoduje to nadmierne wibracje, przyspieszone zużycie łożysk i uszczelnień pochwy wału śrubowego, pęknięcia zmęczeniowe wałów oraz dyskomfort pasażerów/załogi. Prawidłowe wyważenie, zgodnie z normą ISO 21940, minimalizuje te efekty.

Jaki stopień wyważenia G powinienem zastosować w przypadku śruby napędowej okrętowej?

G16 to najpopularniejszy gatunek śrub napędowych stosowanych w okrętach. G6.3 jest stosowany w okrętach o dużej prędkości lub marynarce wojennej, gdzie obowiązują surowsze limity drgań. G40 może być dopuszczalny w przypadku śrub napędowych wolnoobrotowych łodzi roboczych.

Jak oblicza się limit na ostrze?

Całkowite dopuszczalne niewyważenie jest równo rozdzielone między wszystkie łopaty. W przypadku śmigła czterołopatowego o całkowitym limicie 1000 g·mm, każda łopata może mieć niewyważenie do 250 g·mm. Zakłada się przy tym symetryczne rozmieszczenie łopat.

Jaką siłę odśrodkową wytwarza niewyważenie śmigła?

Siła odśrodkowa F = U × ω² / 1 000 000, gdzie U to niewyważenie w g·mm, a ω to prędkość kątowa w rad/s. Nawet niewielkie niewyważenie przy wysokich obrotach na minutę generuje znaczne siły — na przykład 5000 g·mm przy 300 obr./min generuje około 5 N, ale przy 3000 obr./min generuje około 500 N.

Czy mogę wyważyć śmigło na wale bez jego zdejmowania?

Tak, wyważanie śmigła na miejscu (in-situ) jest możliwe za pomocą przenośnych urządzeń wyważających, takich jak seria Balanset firmy Vibromera. Do śmigła mocuje się obciążniki próbne, mierzy się reakcję na drgania i oblicza masy korekcyjne. Pozwala to uniknąć kosztownego dokowania.

Darmowe narzędzie inżynieryjne

Kalkulator niewyważenia śmigła

Oblicz dopuszczalne niewyważenie śruby napędowej, siłę odśrodkową, mimośród i naddatek na łopatkę zgodnie z normą ISO 21940. Niezbędne do kontroli drgań wału okrętowego.

ISO 21940-11 Śruby morskie Dopuszczalna liczba ostrzy

Masa śmigła (kg)

Liczba ostrzy

Średnica śmigła (mm)

Prędkość wału (RPM)

Klasa równowagi G

Szybkie ustawienia wstępne

Wyniki

Dopuszczalne niewyważenie

—

Specyficzna nierównowaga (ekscentryczność)

—

Siła odśrodkowa przy dopuszczalnym niewyważeniu

—

Dopuszczalna liczba ostrzy

—

Prędkość kątowa ω

—

Dopuszczalne niewyważenie śmigła (ISO 21940)

Dopuszczalne niewyważenie śmigła oblicza się przy użyciu tego samego wzoru ISO 21940-11, który jest stosowany dla wszystkich maszyn obrotowych:

Gdzie G jest stopniem równowagi (mm/s), m jest masą śmigła (kg) i ω = 2π·n/60 jest prędkością kątową (rad/s).

Siła odśrodkowa z niewyważenia

Siła odśrodkowa generowana przez niewyważenie przy prędkości roboczej:

U — niewyważenie (g·mm)
ω — prędkość kątowa (rad/s)
F — siła odśrodkowa (N)

Dopuszczalna liczba ostrzy

W przypadku śmigieł symetrycznych całkowite dopuszczalne niewyważenie rozkłada się równo pomiędzy wszystkie łopatki:

Typowe stopnie wyważenia dla śmigieł

Klasa	Aplikacja
G40	Śruby napędowe wolnoobrotowych łodzi roboczych, niekrytyczne
G16	Standardowe śruby napędowe do statków towarowych
G6.3	Statki szybkie, okręty marynarki wojennej, promy pasażerskie
G2.5	Precyzyjne śruby napędowe, ciche okręty podwodne

Przykład praktyczny

Przykład — 4-łopatowa śruba morska

Biorąc pod uwagę: Masa = 500 kg, Prędkość = 300 obr./min, Klasa = G16, 4 ostrza

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s

U_za = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm

Mimośród = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 mikrometra

F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N

Na ostrze: 254 620 / 4 = 63 655 g·mm

⚠️ Uwaga: Śruby napędowe pracują w trudnych warunkach. Zanieczyszczenia, uszkodzenia łopatek i erozja kawitacyjna mogą z czasem zaburzyć równowagę. Zaleca się okresowy monitoring drgań w celu wykrycia rozwijającego się braku równowagi.

Kalkulator niewyważenia śruby napędowej | Drgania wału okrętowego

Opublikowane przez Nikolai Shelkovenko na 15 lutego 2026 15 lutego 2026

Wyniki

Dopuszczalne niewyważenie śmigła (ISO 21940)

Siła odśrodkowa z niewyważenia

Dopuszczalna liczba ostrzy

Typowe stopnie wyważenia dla śmigieł

Przykład praktyczny