Darmowe narzędzie inżynieryjne
Kalkulator masy próbnej do wyważania wirnika
Oblicz zalecaną masę próbną do wyważania wirnika w pojedynczej płaszczyźnie. Uwzględnij masę wirnika, prędkość, promień korekcji, sztywność podpór i intensywność drgań.
Wyniki
Wzór na masę próbną
Masę próbną oblicza się przy użyciu praktycznego wzoru inżynierskiego, który uwzględnia warunki podparcia i intensywność drgań:
- Mt — masa próbna (g)
- Mr — masa wirnika (g) — wprowadź w kg, przeliczoną wewnętrznie na gramy
- Ksupp — współczynnik sztywności podpory (0,5–5,0)
- Kvib — współczynnik poziomu drgań (0,5–3,0) — wyprowadzony ze zmierzonego poziomu drgań w mm/s
- Rt — promień instalacji wagi próbnej (cm) — wprowadź w mm, przeliczając wewnętrznie na cm
- N — prędkość wirnika (obr./min)
Współczynnik sztywności podparcia (Ksupp)
Współczynnik ten uwzględnia sposób, w jaki konstrukcja nośna maszyny wpływa na reakcję wibracji na niewyważenie:
| Ksupp | Typ podpory | Opis |
|---|---|---|
| 5.0 | Bardzo sztywny | Masywny betonowy blok, sztywna stalowa konstrukcja. Wibracje prawie nie zmieniają się wraz z niewyważeniem — potrzeba cięższy masa próbna (wysoki Ksupp). |
| 4.0 | Sztywny | Fundament betonowy, sztywny cokół. Typowy dla dużych pomp i sprężarek. |
| 2,0–3,0 | Średni | Standardowy montaż przemysłowy, płyta fundamentowa na betonie. Najczęstsze zastosowanie w przypadku wentylatorów, silników i maszyn ogólnego przeznaczenia. |
| 1.0 | Elastyczny | Sprężynowe mocowania, gumowe izolatory. Maszyna swobodnie wibruje — lżejszy wystarczająca masa próbna (niski Ksupp). |
| 0.5 | Bardzo elastyczny | Mocowanie podwieszane, miękkie izolatory, uchwyt/kołyska wyważająca. Maksymalna reakcja na drgania — najlżejsza masa próbna. |
Praktyczna zasada: Sztywne podpory (Ksupp = 4–5) “pochłaniają” drgania, więc do uzyskania mierzalnej zmiany potrzebna jest cięższa masa próbna. Elastyczne podpory (Ksupp = 0,5–1) wzmacniają reakcję, więc lżejsza masa próbna się sprawdza.
Współczynnik poziomu wibracji (Kvib)
Współczynnik ten odzwierciedla aktualną intensywność drgań maszyny przed wyważeniem:
| Kvib | Poziom wibracji | Stan |
|---|---|---|
| 1 | Niski (< 2 mm/s) | Maszyna działa płynnie. Wymaga jedynie precyzyjnego dostrojenia. Mniejszy ciężar próbny — w przeciwnym razie może zagłuszyć istniejący sygnał niewyważenia. |
| 2 | Umiarkowany (2–4,5 mm/s) | Wyczuwalne wibracje. Standardowe wyważenie. |
| 3 | Podwyższone (4,5–7,1 mm/s) | Wyraźny problem z niewyważeniem. Typowy scenariusz wyważania w terenie. Wybór domyślny. |
| 5 | Wysoka (7,1–11 mm/s) | Znaczne niewyważenie. Konieczne pilne wyważenie. Większy ciężarek próbny OK — wibracje są już wysokie. |
| 8 | Bardzo wysoka (> 11 mm/s) | Poziom niebezpieczny. Duże niewyważenie. Dopuszczalny większy ciężar próbny, aby zapewnić mierzalną zmianę wektora. |
Dlaczego ta formuła działa
Wzór Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) oddaje istotę fizyki:
- Cięższe wirniki potrzebne są cięższe masy próbne (liniowo z Mr)
- Wyższe prędkości generuje większą siłę odśrodkową na gram, więc potrzeba mniejszej masy próbnej (odwrotność kwadratu N)
- Większy promień oznacza większy moment na gram, więc potrzeba mniej ciężaru (odwrotność Rt)
- Sztywniejsze podpory potrzeba większej masy, aby wywołać wykrywalną zmianę wibracji (wyższy Ksupp = 4–5)
- Elastyczne podpory wzmocnić odpowiedź, więc potrzeba mniej masy (niższy Ksupp = 0,5–1)
- Wyższe istniejące wibracje oznacza większe istniejące niewyważenie — proporcjonalnie większą masę próbną (wyższy Kvib)
Przykład praktyczny
Biorąc pod uwagę: Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1111 obr./min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Wibracje = 11 mm/s → Kvib = 1,5
Krok 1: Współczynnik prędkości: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43
Krok 2: Mianownik: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1
Krok 3: Licznik: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500
Krok 4: Mt = 166 500 / 1 370,1 = 121,5 g
Wynik: Użyj około 122 g masa próbna przy promieniu 111 mm.
⚠️ Uwaga dotycząca bezpieczeństwa: Zbyt ciężka masa próbna może powodować niebezpiecznie wysokie wibracje. Jeśli obliczona masa wydaje się zbyt duża, zacznij od połowy i stopniowo zwiększaj. Zawsze upewnij się, że masa próbna jest bezpiecznie zamocowana i nie może się odczepić podczas obrotu.
Porównanie z metodą ISO 21940
Klasyczne podejście ISO wykorzystuje stopień wyważenia G do obliczenia dopuszczalnego niewyważenia, a następnie przyjmuje 5–10% jako masę próbną. Ten wzór Vibromera to praktyczny skrót do zastosowań terenowych, który daje podobne wyniki, jednocześnie bezpośrednio uwzględniając rzeczywiste warunki (sztywność podpór i aktualny poziom drgań), które metoda ISO zakłada jako idealne.
Profesjonalne urządzenia i oprogramowanie do wyważania w terenie. Zgodność z normą ISO 21940-11 na miejscu dzięki urządzeniom serii Balanset. 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.
