Ce este o greutate de probă în echilibrarea rotorului?

O greutate de probă (numită și greutate de testare sau greutate de calibrare) este o masă cunoscută atașată temporar unui rotor la o rază cunoscută în timpul echilibrării pe un singur plan. Prin măsurarea modificării vibrațiilor cauzate de greutatea de probă, instrumentul de echilibrare calculează masa și unghiul de corecție permanentă corecte. Greutatea de probă este îndepărtată după efectuarea măsurătorii.

Cum aleg mărimea potrivită a greutății de probă?

Greutatea de probă ideală ar trebui să producă o modificare măsurabilă a vibrațiilor fără a suprasolicita rotorul sau rulmenții. O regulă generală de inginerie este utilizarea unei valori cuprinse între 5% și 10% din dezechilibrul rezidual admis (conform ISO 21940) împărțită la raza de corecție. O greutate de probă prea mică poate să nu producă o citire fiabilă; o greutate prea mare poate provoca vibrații excesive sau pericole pentru siguranță.

Ce se întâmplă dacă greutatea de probă este prea mare?

O greutate de probă excesiv de mare poate provoca vibrații periculos de mari în timpul funcționării de probă, putând deteriora rulmenții, etanșările sau rotorul în sine. De asemenea, poate depăși intervalul liniar al senzorilor de vibrații, ducând la rezultate inexacte de echilibrare. Începeți întotdeauna cu minimul calculat (5% din U_per / r) și creșteți numai dacă modificarea vibrațiilor este insuficientă.

Unde ar trebui să plasez greutatea de probă pe rotor?

Plasați greutatea de probă în planul de corecție — locația axială unde vor fi adăugate greutățile de echilibrare permanente. Pentru poziția radială, atașați-o la raza maximă disponibilă pentru a minimiza masa necesară. Metodele comune de fixare includ fixarea cu șuruburi în găurile existente, utilizarea greutăților magnetice sau fixarea greutăților cu bandă adezivă pe suprafața rotorului. Asigurați-vă că greutatea de probă este fixată în siguranță și nu se poate desprinde în timpul rotației.

De ce se utilizează un dezechilibru admis de 5–10% pentru greutatea de probă?

Gama 5–10% este o îndrumare inginerească practică care echilibrează două cerințe: greutatea de probă trebuie să fie suficient de mare pentru a produce o modificare a vibrațiilor clar măsurabilă (raportul semnal-zgomot), dar suficient de ușoară pentru a evita vibrațiile excesive. Utilizarea dezechilibrului admis ca referință asigură că greutatea de probă este scalată corespunzător pentru masa, viteza și gradul de echilibrare al rotorului.

Instrument de inginerie gratuit

Calculator de greutate de probă pentru echilibrarea rotorului

Calculați masa de probă recomandată pentru echilibrarea rotorului pe un singur plan. Luați în considerare masa rotorului, viteza, raza de corecție, rigiditatea suportului și severitatea vibrațiilor.

Metoda Vibromera Rigiditatea suportului Nivelul vibrațiilor

Masa rotorului (Mr) (kg)

Viteza rotorului (N) (RPM)

Raza de instalare (Rt) (mm)

Rigiditatea suportului (Ksupp) (0,5–5,0)

Nivelul vibrațiilor (mm/s RMS)

Presetări rapide

Rezultate

Greutate de probă recomandată (Mt)

—

Masa rotorului (Mr)

—

Raza de încercare (Rt)

—

Rigiditatea suportului (Ksupp)

—

Coeficientul de vibrații (Kvib)

—

Raza în cm (Rt)

—

Factor de viteză (N/100)²

—

Formula de greutate de probă

Masa de probă se calculează folosind o formulă inginerească practică care ia în considerare condițiile de susținere și severitatea vibrațiilor:

Muntele — masa greutății de probă (g)
Dl — masa rotorului (g) — se introduce în kg, convertită intern în grame
Ksupp — coeficientul de rigiditate a reazemei (0,5–5,0)
Kvib — coeficientul nivelului de vibrație (0,5–3,0) — derivat din vibrația măsurată în mm/s
Rt — raza de instalare a greutății de probă (cm) — se introduce în mm, convertită intern în cm
N — viteza rotorului (RPM)

Coeficientul de rigiditate al suportului (Ksupp)

Acest coeficient explică modul în care structura de susținere a mașinii afectează răspunsul la vibrații la dezechilibru:

Ksupp	Tip de suport	Descriere
5.0	Foarte rigid	Bloc masiv de beton, structură rigidă din oțel. Vibrațiile se schimbă foarte puțin odată cu dezechilibrul — nevoie mai greu greutate de probă (Ksupp ridicat).
4.0	Rigid	Fundație din beton, piedestal rigid. Tipic pentru pompe și compresoare mari.
2.0–3.0	Mediu	Montare industrială standard, placă de bază pe beton. Cea mai comună situație pentru ventilatoare, motoare și utilaje generale.
1.0	Flexibil	Suporturi cu arc, izolatoare de cauciuc. Mașina vibrează liber — brichetă greutate de probă suficientă (Ksupp scăzut).
0.5	Foarte flexibil	Suport suspendat, izolatoare moi, dispozitiv/suport de echilibrare. Răspuns maxim la vibrații — cea mai ușoară greutate de probă.

Regula generală: Suporturile rigide (Ksupp = 4–5) “absorb” vibrațiile, așadar este nevoie de o greutate de probă mai mare pentru a produce o schimbare măsurabilă. Suporturile flexibile (Ksupp = 0,5–1) amplifică răspunsul, așadar o greutate de probă mai mică este potrivită.

Coeficientul nivelului de vibrații (Kvib)

Acest coeficient reflectă severitatea vibrațiilor actuale ale mașinii înainte de echilibrare:

Kvib	Nivelul vibrațiilor	Stare
1	Scăzut (< 2 mm/s)	Mașina funcționează fără probleme. Doar reglaj fin. Greutate de probă mai mică — altfel poate suprasolicita semnalul de dezechilibru existent.
2	Moderat (2–4,5 mm/s)	Vibrații sesizabile. Lucrare standard de echilibrare.
3	Ridicat (4,5–7,1 mm/s)	Problemă clară de dezechilibru. Scenariu tipic de echilibrare a câmpului. Alegere implicită.
5	Ridicat (7,1–11 mm/s)	Dezechilibru semnificativ. Necesită urgentă echilibrare. Greutate de probă mai mare în regulă — vibrațiile sunt deja puternice.
8	Foarte mare (> 11 mm/s)	Nivel periculos. Dezechilibru mare. Greutate de probă mai mare acceptabilă pentru a asigura o schimbare vectorială măsurabilă.

De ce funcționează această formulă

Formula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) surprinde aspectele fizice cheie:

Rotoare mai grele nevoie de greutăți de probă mai mari (liniare cu Mr)
Viteze mai mari generează mai multă forță centrifugă pe gram, deci este necesară o greutate de încercare mai mică (inversul pătratului lui N)
Rază mai mare înseamnă mai mult moment pe gram, deci este necesară o greutate mai mică (inversul lui Rt)
Suporturi mai rigide necesită mai multă greutate pentru a produce o schimbare detectabilă a vibrațiilor (Ksupp mai mare = 4–5)
Suporturi flexibile amplifică răspunsul, deci este necesară o pondere mai mică (Ksupp mai mic = 0,5–1)
Vibrații existente mai mari înseamnă un dezechilibru existent mai mare — o greutate de probă proporțional mai mare (Kvib mai mare)

Exemplu practic

Exemplu — Ventilator centrifugal

Dat: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibrații = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Pasul 1: Factor de viteză: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Pasul 2: Numitor: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1.370,1

Pasul 3: Numărător: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500

Pasul 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 grame

Rezultat: Utilizați aproximativ 122 grame greutate de probă la o rază de 111 mm.

⚠️ Notă de siguranță: O greutate de probă excesiv de mare poate provoca vibrații periculos de mari. Dacă greutatea calculată pare prea mare, începeți cu jumătate și creșteți treptat. Asigurați-vă întotdeauna că greutatea de probă este fixată în siguranță și nu se poate desprinde în timpul rotației.

Comparație cu metoda ISO 21940

Abordarea clasică ISO folosește gradul de echilibrare G pentru a calcula dezechilibrul admis, apoi ia 5–10% ca greutate de probă. Această formulă Vibromera este o scurtătură practică pe teren care oferă rezultate similare, ținând cont direct de condițiile reale (rigiditatea suportului și nivelul vibrațiilor curente) pe care metoda ISO le presupune a fi ideale.