Instrukcja dynamicznego wyważania wału

Opublikowane przez Nikolai Shelkovenko na

Instrukcja dynamicznego wyważania wałów – ISO 21940 | Vibromera
Wyważanie w terenie · Kompletny przewodnik

Instrukcja dynamicznego wyważania wału: Statyczne kontra dynamiczne, Procedura terenowa i klasy ISO 21940

Wszystko, czego inżynier terenowy potrzebuje do wyważania wirników na miejscu – od fizyki niewyważenia po ostateczną weryfikację. Siedmioetapowa procedura, wzory na masę próbną, pomiar kąta korekcji i tabele tolerancji ISO. Przetestowane na ponad 2000 wirnikach w wentylatorach, rozdrabniaczach, kruszarkach i wałach.

✎ Nikołaj Szełkowenko Zaktualizowano: luty 2026 ~18 minut czytania

Czym jest dynamiczne równoważenie?

Definicja

Dynamiczne równoważenie to proces pomiaru i korygowania nierównomiernego rozkładu masy obracającego się ciała (wirnika) podczas jego ruchu z prędkością roboczą. W przeciwieństwie do wyważania statycznego, które koryguje przesunięcie masy w jednej płaszczyźnie, wyważanie dynamiczne koryguje nierównowagę w dwa lub więcej samolotów jednocześnie, eliminując siłę odśrodkową i wahadło, które powodują drgania łożysk.

Każda obracająca się część – od wirnika rozdrabniacza o masie 200 kg po wrzeciono wiertarki stomatologicznej o masie 5 g – charakteryzuje się pewnym niewyważeniem resztkowym. Tolerancje produkcyjne, niejednolitości materiałów, korozja i nagromadzone osady przesuwają środek ciężkości od geometrycznej osi obrotu. W rezultacie powstaje siła odśrodkowa, która rośnie proporcjonalnie do kwadratu prędkości: podwojenie liczby obrotów na minutę i czterokrotny wzrost siły.

Wirnik obracający się z prędkością 3000 obr./min przy niewyważeniu zaledwie 10 g w promieniu 150 mm generuje siłę obrotową o wartości około 150 N – wystarczającą do zniszczenia łożysk w ciągu kilku tygodni. Wyważanie dynamiczne redukuje tę siłę do poziomu określonego przez normy międzynarodowe (ISO 21940‑11, dawniej ISO 1940), wydłużając żywotność łożysk z miesięcy do lat i skracając przestoje spowodowane wibracjami.

Notatka inżyniera terenowego
W ciągu 13 lat pracy w terenie, niewyważenie było główną przyczyną około 40% skarg na wibracje, które badam. Jest to również najłatwiejsza do usunięcia usterka na miejscu — przeszkolony technik z odpowiednim instrumentem kończy naprawę w ciągu 30–45 minut bez demontażu wirnika.

Równowaga statyczna i dynamiczna

Pojedynczy samolot
Wirnik w stanie nierównowagi statycznej — ciężki punkt obraca się w dół
Równowaga statyczna

Środek ciężkości wirnika jest przesunięty względem osi obrotu jeden samolot. Po umieszczeniu na podpórkach w kształcie ostrza noża, cięższa strona stacza się na dół — można to wykryć bez obracania się.

Korekta: Dodaj lub usuń masę w jednym położeniu kątowym naprzeciwko punktu ciężkości. Wystarczy jedna płaszczyzna korekcji.

Dotyczy: wąskie części w kształcie dysku, gdzie średnica jest większa niż 7 × szerokość — koła zamachowe, tarcze szlifierskie, wirniki jednotarczowe, brzeszczoty pił, tarcze hamulcowe.

Dwa samoloty
Długi wirnik w stanie niewyważenia dynamicznego — dwa przesunięcia masy w różnych płaszczyznach
Równowaga dynamiczna

Dwa (lub więcej) przesunięcia masy znajdują się w różne płaszczyzny wzdłuż długości wirnika. Mogą się one wzajemnie znosić statycznie — wirnik pozostaje nieruchomo na ostrzu noża — ale tworzą kołysząca się para podczas wirowania. Tej pary nie da się wykryć ani skorygować bez rotacji.

Korekta: dwa ciężarki kompensacyjne w dwóch oddzielnych płaszczyznach. Przyrząd oblicza masę i kąt dla każdej płaszczyzny na podstawie macierzy współczynników wpływu.

Dotyczy: wydłużone wirniki — wały, wentylatory z szerokimi wirnikami, wirniki rozdrabniaczy, walce, wirniki pomp wielostopniowych, turbiny.

Kluczowa różnica: Wirnik wyważony statycznie może nadal mieć poważne zaburzenia równowagi dynamicznej. Siły w jednej płaszczyźnie dokładnie się przeciwstawiają siłom w drugiej, więc wirnik nie toczy się po podporach – ale w momencie obrotu para ta wytwarza gwałtowne wibracje w łożyskach. Dwupłaszczyznowe wyważanie dynamiczne wychwytuje to, czego nie dostrzegają metody statyczne.

Cztery rodzaje niewyważenia

Norma ISO 21940‑11 wyróżnia cztery podstawowe wzorce niewyważenia. Zrozumienie, który z nich dominuje, pomaga w wyborze właściwej strategii wyważania.

Statyczny
Pojedyncza, ciężka plama. CG przesunięty równolegle do osi obrotu. Wykrywalny w stanie spoczynku. Korekcja jednopłaszczyznowa.
Para
Dwie równe masy oddalone od siebie o 180° w różnych płaszczyznach. Siła wypadkowa = 0, ale tworzy moment obrotowy (parę). Niewidoczny w stanie spoczynku.
Quasi‑statyczny
Połączenie statyki i pary, w którym główna oś bezwładności przecina oś obrotu w punkcie innym niż CG.
Dynamiczny
Przypadek ogólny: główna oś bezwładności nie przecina ani nie jest równoległa z osią obrotu. Najczęstszy wzór w świecie rzeczywistym. Wymagana korekta dwupłaszczyznowa.

W praktyce niemal każdy wirnik spotykany w terenie charakteryzuje się niewyważeniem dynamicznym – kombinacją sił i składowych sprzężenia. Dlatego wyważanie dwupłaszczyznowe jest standardową procedurą dla każdego wirnika, który nie jest cienką tarczą.

Kiedy stosować wyważanie jednopłaszczyznowe, a kiedy dwupłaszczyznowe

Decydującym czynnikiem jest wirnik stosunek geometrii L/D (długość osiowa do średnicy zewnętrznej) w połączeniu z prędkością roboczą.

Kryterium Pojedyncza płaszczyzna (1 czujnik) Dwupłaszczyznowy (2 czujniki)
Stosunek L/D L/D < 0,14 (średnica > 7× szerokość) Stosunek wysokości do objętości ≥ 0,14
Typowe części Koło szlifierskie, koło zamachowe, wirnik jednotarczowy, koło pasowe, tarcza hamulcowa, brzeszczot piły Wirnik wentylatora, rozdrabniacz, wał, wałek, pompa wielostopniowa, turbina, kruszarka
Skorygowano typy niewyważenia Tylko statyczne (siła) Statyka + para + dynamika (siła + moment)
Płaszczyzny korekcyjne 1 2
Pomiary przebiegły 2 (początkowe + 1 próbne) 3 (początkowe + 2 próby, po jednej na samolot)
Czas spędzony na miejscu 15–20 minut 30–45 minut
Praktyczna zasada
Jeśli płaszczyzny korekcji są oddalone od siebie o mniej niż ⅓ rozpiętości łożysk wirnika, sprzężenie krzyżowe między płaszczyznami jest niewielkie i wyważanie w jednej płaszczyźnie może działać nawet dla L/D > 0,14. Jeśli jednak posiadasz instrument dwukanałowy, zawsze używaj dwóch płaszczyzn — zajmuje to tylko 10 dodatkowych minut i wychwytuje niewyważenie par, którego nie wychwytuje wyważenie w jednej płaszczyźnie.

ISO 21940‑11 Klasy jakości równowagi

Norma ISO 21940‑11 (następczyni normy ISO 1940‑1) przypisuje każdej klasie maszyn wirujących klasa jakości równowagi G, zdefiniowana jako maksymalna dopuszczalna prędkość środka ciężkości wirnika w mm/s. Dopuszczalne resztkowe niewyważenie właściwe miza (w g·mm/kg) wynika z gatunku i prędkości roboczej:

Dopuszczalne niewyważenie właściwe
miza = G × 1000 / ω = G × 1000 / (2π × obr./min / 60)
miza — dopuszczalne resztkowe niewyważenie właściwe, g·mm/kg
G — stopień jakości równowagi (np. 6,3 oznacza 6,3 mm/s)
ω — prędkość kątowa, rad/s
obr./min — prędkość robocza, obr./min
Klasa e·ω, mm/s Typy maszyn
G 0.4 0.4 Żyroskopy, wrzeciona precyzyjnych szlifierek
G 1.0 1.0 Turbosprężarki, turbiny gazowe, małe armatury elektryczne o specjalnych wymaganiach
G 2.5 2.5 Silniki elektryczne, generatory, turbiny średnie/duże, pompy o specjalnych wymaganiach
G 6.3 6.3 Wentylatory, pompy, maszyny przetwórcze, koła zamachowe, wirówki, maszyny przemysłowe ogólnego przeznaczenia
G 16 16 Maszyny rolnicze, kruszarki, wały napędowe (kardanowe), części kruszarek
G 40 40 Koła samochodów osobowych, zespoły wałów korbowych (produkcja seryjna)
G 100 100 Zespoły wałów korbowych dużych, wolnoobrotowych silników wysokoprężnych do łodzi

Przykład roboczy: wirnik wentylatora

Wirnik wentylatora odśrodkowego waży 80 kg, pracuje z prędkością 1450 obr./min, a promień korekcji wynosi 250 mm. Wymagana klasa: G 6.3.

Obliczenie
miza = 6,3 × 1000 / (2π × 1450 / 60) = 6300 / 151,8 ≈ 41,5 g·mm/kg
Całkowite dopuszczalne niewyważenie = 41,5 × 80 = 3320 g·mm
Przy promieniu korekcji 250 mm: maks. masa resztkowa = 3320 / 250 = 13,3 g na samolot
Oznacza to, że każda płaszczyzna korekcji może zachować nie więcej niż 13,3 g niewyważenia — mniej więcej tyle, ile waży trzy podkładki M6.

Powiązane normy: ISO 21940‑11 (sztywne wirniki), ISO 21940‑12 (elastyczne wirniki), ISO 10816‑3 (granice intensywności drgań), ISO 1940 (poprzednik).

Siedmioetapowa procedura wyważania pola

Jest to metoda współczynnika wpływu do dwupłaszczyznowego wyważania pola, stosowana przy użyciu przenośnego instrumentu, takiego jak Balanset‑1A. Ta sama logika działa w przypadku dowolnego dwukanałowego analizatora balansującego.

1
Przygotuj wirnik i czujniki montażowe
Oczyść obudowy łożysk z brudu i smaru — czujniki muszą przylegać równo do powierzchni metalu. Zamontuj czujnik drgań 1 na obudowie łożyska najbliżej Samolot 1 (zwykle od strony napędu). Zamontuj czujnik 2 w pobliżu Samolot 2 (od strony przeciwnej do napędu). Przymocuj taśmę odblaskową do wału tachometru laserowego. Podłącz wszystkie kable do jednostki pomiarowej.
2
Pomiar początkowych drgań (uruchomienie 0)
Uruchom wirnik i doprowadź go do stabilnej prędkości roboczej. Urządzenie mierzy amplitudę drgań (mm/s) i kąt fazowy (°) jednocześnie na obu czujnikach. To jest… linia bazowa — "chorobę" wirnika przed zabiegiem. Zanotuj wartości i zatrzymaj maszynę.
Wskazówka terenowa: Odczekaj co najmniej 10–15 sekund po ustabilizowaniu się obrotów na minutę przed rozpoczęciem nagrywania. Przejścia termiczne i prądy powietrza ustępują w ciągu pierwszych kilku sekund.
Początkowy pomiar drgań wirnika — ekran Balanset-1A pokazujący odczyty bazowe
3
Zamontuj ciężarek próbny w płaszczyźnie 1 (bieg 1)
Zatrzymaj wirnik. Podłącz waga próbna o znanej masie w dowolnym położeniu kątowym na Płaszczyźnie 1. Zaznacz wyraźnie to położenie — stanie się ono punktem odniesienia 0° do późniejszego pomiaru kąta. Uruchom ponownie wirnik i zarejestruj drgania obu czujników. Instrument będzie teraz wiedział, jak zmienia się pole drgań wirnika po dodaniu masy na Płaszczyźnie 1.
Wskazówka terenowa: Użyj śruby z podkładką zamocowanej do obręczy wirnika lub opaski zaciskowej z nakrętką do szybkiego mocowania. Ciężarek próbny powinien powodować mierzalną zmianę drgań (zmiana amplitudy ≥30 % lub przesunięcie fazy ≥30° na dowolnym czujniku).
⚖
Ile powinien ważyć ciężarek próbny? Użyj wzoru empirycznego: M t = M r × K / (R t × (N/100)²) gdzie Mr = masa wirnika (g), K = współczynnik sztywności podpory (1–5, użyj 3 dla średniej), Rt = promień instalacji (cm), N = obr./min. Możesz też skorzystać z naszej kalkulator wagi próbnej online — wprowadź parametry wirnika i natychmiast otrzymaj zalecaną masę.
Montaż ciężarka kalibracyjnego na pierwszej płaszczyźnie korekcji
4
Przenieś ciężar próbny na płaszczyznę 2 (bieg 2)
Zatrzymaj wirnik. Zdejmij obciążnik próbny z Płaszczyzny 1. Zamocuj ten sam obciążnik próbny (lub o podobnej, znanej masie) w dowolnym miejscu Płaszczyzny 2. Zaznacz ten drugi punkt odniesienia. Uruchom ponownie i zarejestruj drgania na obu czujnikach. Teraz instrument ma kompletną macierz współczynników wpływu — cztery złożone współczynniki łączące niewyważenie w dowolnej płaszczyźnie z drganiami na dowolnym czujniku.
Wskazówka: Jeśli w Plane 2 używasz innej masy próbnej, wprowadź poprawną wartość w oprogramowaniu — obliczenia zostaną automatycznie dostosowane.
Przeniesienie ciężarka próbnego na drugą płaszczyznę korekcyjną w celu przeprowadzenia drugiego przebiegu próbnego
5
Oblicz wagi korekcyjne
Przyrząd rozwiązuje równania współczynników wpływu i wyświetla: masa (g) oraz kąt (°) dla Płaszczyzny 1 oraz masa (g) i kąt (°) dla Płaszczyzny 2. Kąt jest mierzony od położenia obciążnika próbnego w kierunku obrotu wirnika. Jeśli oprogramowanie wskazuje "usuń", oznacza to, że obciążnik korekcyjny powinien zostać przesunięty o 180° w kierunku przeciwnym do wskazanego położenia "dodaj".
6
Zainstaluj obciążniki korekcyjne
Zdejmij ciężarek próbny z płaszczyzny 2. Wykonaj lub wybierz ciężarki korekcyjne odpowiadające obliczonym masom. Zmierz kąt od znaku odniesienia ciężarka próbnego w kierunku obrotu. Zamocuj ciężarki korekcyjne solidnie – spawaniem, zaciskami, śrubami ustalającymi lub śrubami, w zależności od typu i prędkości maszyny.
Wskazówka terenowa: Jeśli nie możesz umieścić ciężarka pod dokładnym kątem (np. masz do dyspozycji tylko otwory na śruby), skorzystaj z funkcji podziału ciężarka — przyrząd rozkłada wektor korekcji na dwa składniki w najbliższych dostępnych pozycjach.
Schemat pomiaru kąta ciężarka korekcyjnego — od położenia ciężarka próbnego w kierunku obrotu
7
Sprawdź saldo (przebieg sprawdzania)
Uruchom ponownie wirnik i zapisz ostatnie drgania. Porównaj z początkową wartością bazową i tolerancją ISO 21940‑11 dla swojej klasy maszyny. Jeśli drgania mieszczą się w specyfikacji, możesz zakończyć pomiar. Jeśli nie, instrument może wykonać… przebieg trymowania — wykorzystuje istniejące współczynniki wpływu do obliczenia niewielkiej dodatkowej korekty bez konieczności stosowania nowych wag próbnych.
Wskazówka terenowa: Jeden trym zazwyczaj wystarczy. Jeśli potrzebujesz więcej niż dwóch trymowań, coś zmieniło się między nimi — sprawdź luzy ciężarków, wzrost temperatury lub wahania prędkości.
Końcowy przebieg weryfikacyjny wykazał znacząco zmniejszony poziom drgań po wyważeniu
Wszystkie siedem kroków — jeden instrument
Balanset‑1A przeprowadza użytkownika przez całą procedurę dwupłaszczyznową na ekranie. W zestawie znajdują się dwa akcelerometry, tachometr laserowy, oprogramowanie Windows i futerał.
€1,975
Zobacz Balanset‑1A WhatsApp

Obliczanie masy próbnej

Ciężar próbny musi być wystarczająco duży, aby wywołać zauważalną zmianę wibracji, ale jednocześnie wystarczająco lekki, aby nie przeciążać łożysk ani nie stwarzać niebezpiecznych warunków. Standardowy wzór empiryczny uwzględnia masę wirnika, promień korekcyjny, prędkość roboczą i sztywność podpór:

Wzór na masę próbną
Mt = Mr × K / (Rt × (N / 100)²)
Mt — masa próbna, gramy
Mr — masa wirnika, gramy
K — współczynnik sztywności podpór (1 = miękkie mocowania, 3 = średni, 5 = sztywny fundament)
Rt — promień instalacji masy próbnej, cm
N — prędkość robocza, obr./min

Nie chcesz liczyć ręcznie? Skorzystaj z naszego kalkulator wagi próbnej online ↗ — wprowadź parametry wirnika, typ podparcia i poziom wibracji, aby natychmiast uzyskać zalecaną masę.

Przykładowe rozwiązania (K = 3, średnia sztywność)

Maszyna Masa wirnika obr./min Promień Waga próbna (K = 3)
Wirnik mulczera 120 kg 2,200 30 cm 360 000 / (30 × 484) ≈ 25 gramów
Wentylator przemysłowy 80 kg 1,450 40 cm 240 000 / (40 × 210,25) ≈ 29 gramów
Bęben wirówki 45 kg 3,000 15 cm 135 000 / (15 × 900) = 10 gramów
Wał kruszarki 250 kg 900 25 cm 750 000 / (25 × 81) ≈ 370 gramów
Praktyczna wskazówka: sprawdź odpowiedź
Wzór podaje minimalną masę próbną, która powinna dać mierzalną odpowiedź. Po próbie należy sprawdzić, czy faza przesunęła się o co najmniej 20–30°, a amplituda o 20–30%. Jeśli odpowiedź jest zbyt mała, należy podwoić lub potroić masę próbną i powtórzyć. Przy bardzo niskich obrotach na minutę (<500 obr./min) wzór może dawać niepraktycznie duże wartości — w takim przypadku należy przyjąć jako punkt wyjścia 10% masy wirnika podzielonej przez promień korekcji.

Pomiar kąta korekcji

Urządzenie wyważające podaje dwie liczby na płaszczyznę: masa (ile waży) i kąt (gdzie go umieścić). Kąt zawsze odnosi się do położenia ciężarka próbnego.

Oprogramowanie Balanset-1A — dwupłaszczyznowe okno wyników wyważania, pokazujące masę i kąt ciężarka korekcyjnego na diagramie biegunowym
Ekran wyników Balanset‑1A: oprogramowanie oblicza masę korekcyjną i kąt dla każdej płaszczyzny oraz wyświetla wektory na mapie biegunowej. Czerwone wektory oznaczają wymaganą korektę; zielone oznaczają drgania resztkowe po trymowaniu.

Jak zmierzyć kąt

Wykres biegunowy pokazujący kąt ciężarka korekcyjnego względem położenia ciężarka próbnego
  • Punkt odniesienia (0°): Pozycja kątowa, pod którą umieściłeś ciężarek próbny. Zaznacz to wyraźnie na wirniku przed próbnym uruchomieniem.
  • Kierunek pomiaru: zawsze w kierunku obrotów wirnika.
  • Odczyt kąta: przyrząd wyświetla kąt f₁ dla płaszczyzny 1 i f₂ dla płaszczyzny 2. Od znacznika ciężarka próbnego policz liczbę stopni w kierunku obrotu — to tam trafi ciężarek korekcyjny.
  • W przypadku usuwania masy: umieść korektę o 180° naprzeciwko wskazanej pozycji "dodaj".

Podział ciężaru na stałe pozycje

Wykres biegunowy pokazujący podział ciężaru na dwie stałe pozycje otworów na śruby

Jeśli wirnik ma wstępnie wywiercone otwory lub ustalone pozycje montażowe (np. śruby łopatek wentylatora), umieszczenie ciężarka pod dokładnie wyliczonym kątem może być niemożliwe. Zestaw Balanset‑1A zawiera funkcja podziału ciężaru: wprowadzasz kąty dwóch najbliższych dostępnych pozycji, a oprogramowanie rozkłada pojedynczy wektor korekcji na dwa mniejsze wektory w tych pozycjach. Połączony efekt odpowiada oryginalnemu wektorowi.

Płaszczyzny korekcji i rozmieszczenie czujników

Schemat przedstawiający płaszczyzny korekcji i punkty pomiaru czujnika na wirniku

Płaszczyzna korekcji to położenie osiowe wirnika, w którym dodaje się lub odejmuje masę. Czujnik mierzy drgania w najbliższym łożysku. Kilka kluczowych zasad:

  • Czujnik montowany na obudowie łożyska — jak najbliżej osi łożyska, w kierunku promieniowym (najlepiej poziomym).
  • Płaszczyzna 1 odpowiada czujnikowi 1, Płaszczyzna 2 do czujnika 2. Zachowaj spójną numerację, w przeciwnym razie oprogramowanie zamieni płaszczyzny korekcji.
  • Maksymalizacja separacji płaszczyzn: Im dalej od siebie znajdują się dwie płaszczyzny korekcji, tym lepsza jest rozdzielczość par. Minimalna praktyczna odległość wynosi ⅓ rozpiętości łożyska.
  • Wybierz dostępne pozycje: płaszczyzna korekcji musi być miejscem, w którym można fizycznie przymocować obciążniki — krawędzią kołnierza, okręgiem śrub, obręczą lub powierzchnią spawania.
Wirnik mulczera pokazujący płaszczyzny korekcyjne (niebieskie 1 i 2) oraz punkty montażu obciążników (czerwone 1 i 2)

Na powyższym zdjęciu wirnik rozdrabniacza jest przygotowany do wyważania w dwóch płaszczyznach. Niebieskie znaczniki 1 i 2 wskazują położenie czujników na obudowach łożysk. Czerwone znaczniki 1 i 2 wskazują płaszczyzny korekcji — w tym przypadku kołnierzowe końce korpusu wirnika, do których zostaną przyspawane obciążniki.

Wirnik wspornikowy (wysięgnikowy)

Wirniki wspornikowe — wirniki wentylatorów, koła zamachowe zamontowane na zewnątrz łożyska, wirniki pomp — wymagają innego układu czujników i płaszczyzn. Obie płaszczyzny korekcji znajdują się po tej samej stronie łożysk, a umiejscowienie czujnika musi uwzględniać niewyważenie pary wzmacniającej masę wystającą.

Schemat podłączenia czujnika i rozmieszczenia płaszczyzny korekcyjnej dla wirnika wspornikowego (nawisowego) — konfiguracja dwupłaszczyznowa Balanset-1A
Schemat połączeń czujników dla wirnika wspornikowego: obie płaszczyzny korekcji znajdują się na zewnątrz rozpiętości łożyska.
Wyważanie wirnika wspornikowego w terenie — położenie czujników i płaszczyzn korekcyjnych zaznaczone na rzeczywistym sprzęcie
Przykład terenowy: wirnik wspornikowy z zaznaczonymi pozycjami czujnika i płaszczyzny korekcji.

Aplikacje według typu maszyny

Wentylatory i dmuchawy przemysłowe
600–3600 obr./min · G 6,3 · Dwupłaszczyznowy
Najczęstsze zadanie wyważania w terenie. Wentylatory odśrodkowe, osiowe, dmuchawy. Uważaj na nagromadzenie kurzu na łopatkach – z czasem powoduje to zmianę wyważenia. Wyważ ponownie po czyszczeniu lub wymianie łopatek.
Wirniki kosiarek mulczerowych i bijakowych
1800–2500 obr./min · G 16 · Dwupłaszczyznowy
Ciężkie wirniki (80–200 kg) z wymiennymi bijakami. Niewyważenie pojawia się po zużyciu lub wymianie bijaków. Poprawa w dwóch płaszczyznach na kołnierzach końcowych wirnika. Typowa poprawa: 12 → 1 mm/s.
Kruszarki i młyny młotkowe
600–1200 obr./min · G 16 · Dwupłaszczyznowy
Ekstremalnie ciężkie wirniki (200–1000+ kg). Duże obciążniki próbne (śruby o masie 5–15 kg). Niskie obroty oznaczają duże dopuszczalne niewyważenie — ale obciążenia udarowe i koszt łożysk nadal uzasadniają wyważanie.
Wirówki
1000–10 000 obr./min · G 2,5–6,3 · Dwupłaszczyznowy
Wirówki koszowe lub talerzowe w przemyśle spożywczym, chemicznym i farmaceutycznym. Wysoka prędkość wymaga ścisłej tolerancji. Wyważanie w terenie pozwala uniknąć długiego demontażu. Sprawdzić, czy wewnątrz bębna nie gromadzi się produkt.
Silniki elektryczne i generatory
750–3600 obr./min · G 2,5 · Dwupłaszczyznowy
Wirniki silników są wyważane fabrycznie, ale ponowne wyważenie jest konieczne po naprawie uzwojenia, wymianie łożysk lub wymianie sprzęgła. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy przeprowadzić test z podłączoną połówką sprzęgła.
Ślimaki i wirniki do kombajnów zbożowych
400–1200 obr./min · G 16 · Dwupłaszczyznowy
Długie ślimaki i wirniki młócące zbierają glebę i resztki pożniwne. Sezonowe wyważanie przed zbiorami zapobiega awariom łożysk na polu. Do łopatek przyspawane są obciążniki korekcyjne.
Wirniki pomp
1450–3600 obr./min · G 6,3 · Pojedynczy lub dwupłaszczyznowy
Wirniki z przewieszeniem poprzecznym często wymagają jedynie korekcji w jednej płaszczyźnie, jeśli są wąskie. W przypadku pomp wielostopniowych, każdy wirnik jest wyważany indywidualnie na trzpieniu przed montażem.
Turbosprężarki
30 000–300 000 obr./min · G 1.0 · Dwupłaszczyznowy
Ultrawysoka prędkość wymaga tolerancji G 1.0 lub wyższej. Usuwanie materiału poprzez szlifowanie — brak spawanych obciążników przy tych prędkościach. Wymaga czujników drgań o wysokiej częstotliwości.

Metody mocowania ciężarków

Metoda Załącznik Najlepszy dla Ograniczenia
Spawalniczy Podkładki lub płyty stalowe przyspawane do obręczy wirnika Mulczery, kruszarki, ciężkie wirniki przemysłowe Trwały. Nie można stosować na aluminium ani stali nierdzewnej bez specjalnego pręta.
Śruby i nakrętki Śruby mocowane przez wstępnie wywiercone otwory z nakrętkami zabezpieczającymi Wirniki wentylatorów, koła zamachowe, kołnierze sprzęgłowe Wymaga istniejących otworów lub nowego wiercenia
Zaciski wężowe Zacisk węża ze stali nierdzewnej z umieszczonym ciężarkiem Wały, rolki, wirniki cylindryczne w terenie Tymczasowe lub półtrwałe. Sprawdź moment dokręcania zacisku.
Zacisk śrubowy Gotowe ciężarki zaciskowe (np. ciężarki do opon) Łopatki wentylatora, cienkie obręcze, lekkie wirniki Ograniczony zakres mas. Może się ślizgać przy wysokich obrotach.
Klej (epoksydowy) Ciężar przyklejony do powierzchni Precyzyjne wirniki, czyste środowisko Wymagana czysta i sucha powierzchnia. Temperatura graniczna ~120°C.
Usuwanie materiału Wiercenie lub szlifowanie materiału z dala od ciężkiej strony Turbosprężarki, wrzeciona szybkoobrotowe, wirniki Trwałe i precyzyjne, ale nieodwracalne. Stosować, gdy dodawanie ciężaru jest niebezpieczne.

Typowe błędy w wyważaniu polowym

# Błąd Konsekwencja Naprawić
1 Czujnik zamontowany na osłonie lub pokrywie Rezonans pokrywy zniekształca odczyty amplitudy i fazy → błędna korekta Zawsze montuj na metalowej powierzchni obudowy łożyska
2 Zbyt mała waga próbna Zmiana fazy i amplitudy mieści się w granicach szumu → współczynniki wpływu są niepewne Upewnij się, że zmiana amplitudy ≥30% lub przesunięcie fazy ≥30° w co najmniej jednym czujniku
3 Różnica prędkości pomiędzy biegami Wibracje przy 1× zmieniają się wraz z RPM² — nawet zmiana prędkości 5% powoduje uszkodzenie danych Użyj tachometru do precyzyjnego pomiaru obrotów. Poczekaj, aż prędkość się ustabilizuje.
4 Zapomnienie o usunięciu ciężaru próbnego Obliczenia korekty uwzględniają wpływ masy próbnej → wynik jest bezwartościowy Postępuj ściśle według ustalonej procedury: usuń ciężarek próbny przed zainstalowaniem ciężarków korekcyjnych
5 Pomieszanie płaszczyzny 1 i płaszczyzny 2 Ciężarki korekcyjne są umieszczone w niewłaściwych płaszczyznach → wzrasta poziom wibracji Oznacz czujniki i płaszczyzny w sposób wyraźny. Czujnik 1 → Płaszczyzna 1, Czujnik 2 → Płaszczyzna 2
6 Pomiar kąta przeciwnego do obrotu Korekta obejmuje 360° − f zamiast f → przeciwna strona wirnika Przed rozpoczęciem sprawdź kierunek obrotów. Zawsze mierz w kierunku obrotów.
7 Wzrost temperatury podczas przebiegów Zmiany luzu łożyskowego pomiędzy rozruchami na zimno → pomiary dryftu Rozgrzej się do stanu równowagi przed biegiem 0 lub wykonaj wszystkie biegi szybko (w odstępach krótszych niż 5 minut)
8 Wykorzystanie pojedynczego płata na długim wirniku Nierównowaga pary pozostaje nieskorygowana → drgania mogą nawet wzrosnąć w łożysku dalszym W przypadku każdego wirnika, dla którego stosunek L/D ≥ 0,14 lub separacja płaszczyzn jest znacząca, należy stosować wyważanie dwupłaszczyznowe.

Raport terenowy: Wyważanie wirnika mulczera

Dane z rzeczywistych pól · Luty 2025
Mulcher bijakowy — Maschio Bisonte 280
Wibracje przed
12,4 mm/s
Wibracje po
0,8 mm/s
Zmniejszenie
93.5%
Czas spędzony na miejscu
38 minut

Maszyna: Rozdrabniacz bijakowy Maschio Bisonte 280, wirnik 165 kg, WOM 2100 obr./min. Klient zgłosił silne wibracje po wymianie 8 bijaków.

Konfiguracja: Dwa akcelerometry na obudowach łożysk, tachometr laserowy na wałku odbioru mocy. Balanset-1A w trybie dwupłaszczyznowym.

Uruchom 0: Czujnik 1 = 12,4 mm/s @ 47°, Czujnik 2 = 8,9 mm/s @ 213°. Strefa D (niebezpieczeństwo) zgodna z normą ISO 10816-3.

Jazdy próbne: W obu płaszczyznach zastosowano obciążnik próbny o masie 500 g. Wyraźna odpowiedź — zmiana amplitudy >60% w obu czujnikach.

Korekta: Płaszczyzna 1: 340 g spawane pod kątem 128°. Płaszczyzna 2: 215 g spawane pod kątem 276°.

Weryfikacja: Czujnik 1 = 0,8 mm/s, Czujnik 2 = 0,6 mm/s. Strefa ISO A (dobra). Nie jest wymagane dostrajanie.

Dwupłaszczyznowe dynamiczne wyważanie wentylatora

Wentylatory przemysłowe – promieniowe, osiowe i mieszano-przepływowe – należą do najczęściej wyważanych wirników w warunkach rzeczywistych. Poniższa procedura przedstawia rzeczywisty proces wyważania dwupłaszczyznowego wentylatora promieniowego z użyciem urządzenia Balanset-1A.

Określanie płaszczyzn i instalacja czujników

Oczyść powierzchnie przeznaczone do montażu czujnika z brudu i oleju. Czujniki muszą ściśle przylegać do metalowej powierzchni obudowy łożyska — nigdy nie montuj ich na pokrywach, osłonach ani niepodpartych panelach blaszanych.

Schemat podłączenia czujnika do dwupłaszczyznowego wyważania wentylatora — konfiguracja Balanset-1A z zaznaczonymi płaszczyznami korekcji
Schemat podłączenia czujnika i rozmieszczenia płaszczyzny korekcji dla wirnika wentylatora zamontowanego na wsporniku.
Wirnik wentylatora z położeniem czujników i płaszczyznami korekcji oznaczonymi strefami czerwoną i zieloną
Pozycja czujnika i płaszczyzny korekcji na wirniku wentylatora: Czujnik 1 (czerwony) blisko przodu, Czujnik 2 (zielony) blisko tyłu.
  • Czujnik 1 (czerwony): Zainstaluj bliżej przodu wentylatora (strona płaszczyzny 1).
  • Czujnik 2 (zielony): Zainstaluj bliżej tyłu wentylatora (strona płaszczyzny 2).
  • Płaszczyzna 1 (strefa czerwona): Płaszczyzna korekcyjna na tarczy wirnika, bliżej przodu.
  • Płaszczyzna 2 (strefa zielona): Płaszczyzna korekcyjna bliżej płyty tylnej lub piasty.

Podłącz oba czujniki drgań i tachometr laserowy do Balanset‑1A. Przymocuj taśmę odblaskową do wału lub piasty, aby uzyskać punkt odniesienia dla obrotów na minutę.

Proces równoważenia

Uruchom wentylator i wykonaj wstępne pomiary drgań (Praca 0). Zamontuj ciężarek próbny o znanej masie na płaszczyźnie 1 w dowolnym punkcie, uruchom wentylator i zapisz zmianę drgań (Praca 1). Przenieś ciężarek próbny na płaszczyznę 2 w dowolnym punkcie, ponownie uruchom wentylator i zapisz (Praca 2). Oprogramowanie Balanset‑1A wykorzystuje wszystkie trzy pomiary do obliczenia masy korekcyjnej i kąta dla każdej płaszczyzny.

Montaż ciężarków korekcyjnych na wirniku wentylatora po wyważeniu dwupłaszczyznowym urządzeniem Balanset-1A
Ciężarki korekcyjne zamontowane na wirniku wentylatora w pozycjach obliczonych przez Balanset‑1A.

Pomiar kąta dla ciężarków korekcyjnych wentylatora

Kąt mierzony jest od położenia ciężarka próbnego w kierunku obrotu wentylatora — dokładnie tak, jak opisano w Pomiar kąta korekcji Sekcja powyżej. Zaznacz miejsce umieszczenia ciężarka próbnego (punkt odniesienia 0°), a następnie policz wskazany kąt wzdłuż kierunku obrotu, aby znaleźć położenie ciężarka korekcyjnego.

Ekran oprogramowania Balanset-1A pokazujący wyniki wyważania wentylatora w dwóch płaszczyznach — diagram biegunowy z wektorami korekcyjnymi
Ekran wyników wyważania dwupłaszczyznowego Balanset‑1A: wyświetlana masa i kąt korekcji dla obu płaszczyzn.

Na podstawie kątów i mas obliczonych przez oprogramowanie zamontuj obciążniki korekcyjne na płaszczyźnie 1 i płaszczyźnie 2. Uruchom wentylator jeszcze raz i sprawdź, czy drgania spadły do akceptowalnego poziomu. ISO 21940‑11 (zwykle G 6,3 dla wentylatorów ogólnego przeznaczenia). Jeśli drgania resztkowe nadal przekraczają wartość docelową, należy wykonać jedno przycięcie.

Często zadawane pytania

Wyważanie statyczne koryguje niewyważenie w jednej płaszczyźnie – środek ciężkości wirnika zostaje przesunięty z powrotem do osi obrotu. Działa ono w przypadku wąskich, dyskowatych części, których średnica jest większa niż 7-krotność szerokości. Wyważanie dynamiczne koryguje niewyważenie w dwóch płaszczyznach jednocześnie, uwzględniając zarówno siłę, jak i niewyważenie sprzężenia. Jest ono wymagane w przypadku każdego wydłużonego wirnika, w którym masy są rozłożone wzdłuż wału. Wirnik może być wyważony statycznie, ale jednocześnie niewyważony dynamicznie – element sprzężenia jest niewidoczny, dopóki wirnik się nie obróci.
Użyj wzoru: Mt = Mr × K / (Rt × (N/100)²), gdzie M jest w gramach, R w cm, a N w obr./min. K to współczynnik sztywności podpory (1 = miękkie, 3 = średnie, 5 = sztywne). Celem jest uzyskanie zmiany amplitudy co najmniej 20–30% lub przesunięcia fazowego 20–30°. Możesz też pominąć obliczenia i skorzystać z naszego kalkulator wagi próbnej online. Przy niskich prędkościach poniżej 500 obr./min należy zastosować statyczną regułę 10%: masa próbna = 10% masy wirnika / promień korekcyjny.
Użyj jednopłaszczyzny do wąskich wirników w kształcie tarczy, których średnica przekracza 7-krotność szerokości osiowej — koła zamachowe, tarcze szlifierskie, brzeszczoty pił. Użyj dwupłaszczyzny do wszystkiego, co dłuższe: wałów, wirników wentylatorów, wirników rozdrabniaczy, rolek, zespołów pomp wielostopniowych. W razie wątpliwości zawsze wybieraj dwupłaszczyznę — wychwytuje ona niewyważenie par, które nie jest wykrywane przez jednopłaszczyznę, i wydłuża tylko jeden pomiar (około 10 minut).
Norma ISO 21940-11:2016 to obowiązująca norma dotycząca wirników sztywnych. Zastąpiła ona normę ISO 1940-1:2003. Definiuje ona klasy jakości wyważenia od G 0,4 (żyroskopy) do G 4000 (wolne wały korbowe silników wysokoprężnych do silników okrętowych). Popularne klasy to: G 6,3 dla wentylatorów i pomp, G 2,5 dla silników elektrycznych, G 1,0 dla wirników turbosprężarek, G 16 dla maszyn rolniczych i kruszarek. Iloczyn klasy i prędkości kątowej daje maksymalną dopuszczalną prędkość środka ciężkości w mm/s — na tej podstawie oblicza się dopuszczalną masę resztkową na promieniu korekcji.
Przyrząd oblicza kąt korekcji względem położenia obciążnika próbnego. Zaznacz miejsce umieszczenia obciążnika próbnego – to jest punkt odniesienia 0°. Następnie zmierz wskazany kąt w kierunku obrotu wirnika od tego punktu odniesienia. Obciążnik korekcyjny umieszcza się w miejscu docelowym. Jeśli przyrząd zaleca usunięcie obciążnika, należy umieścić go w pozycji przeciwnej do osi obrotu o 180°. Przed rozpoczęciem pomiaru użyj kątomierza lub podziel obwód na zaznaczone odcinki.
Tak — to się nazywa wyważanie w terenie. Montuje się czujniki drgań na obudowach łożysk, podłącza się tachometr i uruchamia maszynę z prędkością roboczą. Przenośny przyrząd, taki jak Balanset-1A, prowadzi użytkownika przez sekwencję próbnego ważenia i oblicza korekty. Wyważanie w terenie pozwala zaoszczędzić godziny demontażu, eliminuje błędy osiowania po ponownym montażu i wyważa wirnik w rzeczywistych warunkach pracy — uwzględniając wpływ sprzęgła, rozszerzalności cieplnej i rzeczywistej sztywności łożysk.

Sprzęt do wyważania w terenie

The Balanset‑1A to dwukanałowy, przenośny przyrząd, który obsługuje dynamiczne wyważanie w jednej i dwóch płaszczyznach, a także analizę drgań (prędkość całkowita, widma, przebieg). Dostarczany jest jako kompletny zestaw:

  • 2× piezoelektryczne czujniki drgań z uchwytami magnetycznymi
  • Tachometr laserowy (bezkontaktowy czujnik obrotów) z taśmą odblaskową
  • Jednostka pomiarowa USB (podłączana do dowolnego laptopa z systemem Windows)
  • Oprogramowanie: kreator równoważenia, miernik drgań, analizator widma
  • Etui ze wszystkimi kablami i akcesoriami

Zakres obrotów na minutę: 300–100 000. Zakres drgań: 0,5–80 mm/s RMS. Dokładność fazowa: ±1°. Oprogramowanie zawiera funkcje podziału ciężaru, trymowania, sprawdzania tolerancji i generowania raportów. Pełny zestaw waży 3,5 kg.

Balanset‑1A — przenośna wyważarka i analizator drgań
Dwa kanały. Dwie płaszczyzny. Jeden przyrząd do wyważania w terenie, pomiaru drgań i weryfikacji tolerancji ISO.
€1,975
Zamów teraz Zapytaj przez WhatsApp
Balanset-1A przenośny analizator drgań i wyważarek — kompletny zestaw z czujnikami, tachometrem i walizką transportową
NS
Nikolai Shelkovenko
Dyrektor generalny i inżynier terenowy · Vibromera
Ponad 13 lat doświadczenia w diagnostyce wibracji i wyważaniu w terenie. Osobiście wyważyłem ponad 2000 wirników w rozdrabniaczach, wentylatorach, kruszarkach, wirówkach i kombajnach zbożowych w ponad 20 krajach.
← Powrót do bazy wiedzy
Kategorie: PrzykładCrashersWirnikiMulczerywirniki
Tagi:

0 komentarzy

Dodaj komentarz

Zastępczy obraz awatara
WhatsApp