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.
Wyniki
Dopuszczalne niewyważenie śruby napędowej (ISO 21940)
Dopuszczalne niewyważenie śruby napędowej oblicza się przy użyciu tego samego wzoru ISO 21940-11, który jest stosowany dla wszystkich maszyn obrotowych:
Gdzie G jest klasą wyważenia (mm/s), m jest masą śruby napędowej (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)
Naddatek na łopatkę
W przypadku symetrycznych śrub napędowych całkowite dopuszczalne niewyważenie rozkłada się równo pomiędzy wszystkie łopatki:
Typowe klasy wyważenia dla śrub napędowych
| Klasa | Zastosowanie |
|---|---|
| G40 | Wolnoobrotowe śruby napędowe 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
Biorąc pod uwagę: Masa = 500 kg, Prędkość = 300 obr./min, Klasa = G16, 4 łopatki
ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s
Uper = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm
Mimośród = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm
F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N
Na łopatkę: 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 narastającego niewyważenia.
Niewyważone śruby okrętowe generują siły odśrodkowe o częstotliwości obrotowej wału, które przenoszą się przez łożyska na kadłub. Powoduje to nadmierne drgania, przyspieszone zużycie łożysk i uszczelnień pochwy wału śrubowego, pęknięcia zmęczeniowe linii wałów oraz dyskomfort pasażerów i załogi. Prawidłowe wyważanie zgodnie z ISO 21940 minimalizuje te zjawiska.
G16 to najpopularniejsza klasa dokładności wyważania dla standardowych śrub okrętowych (statki towarowe, zbiornikowce). G6.3 stosuje się dla szybkich jednostek pływających, okrętów wojennych i promów pasażerskich, gdzie drgania muszą być zminimalizowane. G40 może być wystarczająca dla wolnoobrotowych śrub kutrów i jednostek roboczych.
Całkowite dopuszczalne niewyważenie dzieli się równo pomiędzy wszystkie skrzydła (łopaty). Dla śruby 4-skrzydłowej o całkowitym dopuszczalnym niewyważeniu 1000 g·mm na każde skrzydło przypada do 250 g·mm. Zakłada to symetryczne rozmieszczenie skrzydeł wokół piasty.
Siła odśrodkowa F = U × ω² / 1 000 000 (N), gdzie U to niewyważenie w g·mm, a ω to prędkość kątowa w rad/s. Nawet niewielkie niewyważenie wywołuje znaczne siły przy wyższych prędkościach obrotowych RPM — siła rośnie z kwadratem prędkości.
Tak, wyważanie śruby okrętowej na miejscu (in-situ) jest możliwe przy użyciu przenośnych przyrządów do wyważania, takich jak seria Balanset firmy Vibromera. Zamocowuje się masy próbne, mierzy drgania i oblicza masy korekcyjne — unikając kosztownego dokowania statku.
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 dla śrub napędowych, wałów i maszyn wirujących. Zgodność z normą ISO 21940-11 w miejscu montażu.
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.
