Бесплатный инженерный инструмент
Калькулятор пробного груза для балансировки роторов
Calculate the recommended trial weight mass for single-plane rotor balancing using an empirical field formula. Accounts for rotor mass, speed, correction radius, support stiffness, and vibration severity — and automatically caps the result so the trial-weight centrifugal force stays below 10% of the rotor weight.
Результаты
Формула пробного груза
The trial weight mass is estimated using an empirical field formula (based on Vibromera balancing experience, not derived from ISO 21940) that accounts for support conditions and vibration severity:
- Мт — масса пробного груза (г)
- Мр — Масса ротора (г) — вводится в кг, перевод в граммы осуществляется автоматически.
- Ксупп — Коэффициент жесткости опоры (0,5–5,0)
- Квиб — Коэффициент уровня вибрации (0,5–3,0) — получен на основе измеренной вибрации в мм/с
- Рт — радиус установки пробного груза (см) — ввести в мм, автоматически преобразуется в см
- N — скорость вращения ротора (об/мин)
Коэффициент жесткости опоры (Ksupp)
Этот коэффициент учитывает, как конструкция опоры машины влияет на вибрационную реакцию на дисбаланс:
| Ксупп | Тип поддержки | Описание |
|---|---|---|
| 5.0 | Очень жёсткий | Массивный бетонный блок, жесткая стальная конструкция. Вибрация практически не меняется при дисбалансе — нужен более тяжелый более тяжелый пробный груз (высокий Ksupp). |
| 4.0 | Жесткий | Бетонный фундамент, жесткая опора. Типично для крупных насосов и компрессоров. |
| 2.0-3.0 | Средний | Стандартное промышленное крепление, опорная плита на бетонном основании. Наиболее распространенный вариант для вентиляторов, двигателей и различного оборудования. |
| 1.0 | Гибкий | Пружинные опоры, резиновые изоляторы. Машина вибрирует свободно — легче Достаточно лёгкого пробного груза (низкий Ksupp). |
| 0.5 | Очень гибкий | Подвесное крепление, мягкие виброизоляторы, балансировочный шаблон/оправка. Максимальный виброотклик — минимальный пробный груз. |
Общее правило: Жёсткие опоры (Ksupp = 4–5) «поглощают» вибрацию, поэтому для получения измеримых изменений требуется более тяжёлый пробный груз. Гибкие опоры (Ksupp = 0,5–1) усиливают реакцию, поэтому подходит более лёгкий пробный груз.
Коэффициент уровня вибрации (кВиб)
Этот коэффициент отражает текущую интенсивность вибрации машины до балансировки:
| Квиб | Уровень вибрации | Условия нагрузки |
|---|---|---|
| 0.5 | Хорошо (≤ 1 мм/с) | Очень плавный ход. Используйте лёгкий пробный груз, чтобы уже низкий сигнал вибрации не был подавлен. |
| 0.8 | Хорошо (1–2 мм/с) | Плавный ход. Только тонкая подстройка. Лёгкий пробный груз. |
| 1.0 | Допустимо (2–3 мм/с) | Заметная, но допустимая вибрация. Стандартная балансировочная работа. |
| 1.2 | Допустимая (3–4,5 мм/с) | Умеренный дисбаланс. Типичная ситуация при балансировке на месте. |
| 1.5 | Повышенная / Высокая (4,5–11 мм/с) | Выраженный дисбаланс. Наиболее распространённый случай балансировки в полевых условиях — диапазон по умолчанию. |
| 2.0 | Опасная (11–18 мм/с) | Большой дисбаланс, срочная балансировка. Допускается более тяжёлый пробный груз — вибрация и так высокая. |
| 2.5 | Опасная (18–28 мм/с) | Сильный дисбаланс. Допускается более тяжёлый пробный груз для обеспечения измеримого изменения вектора. |
| 3.0 | Критическая (> 28 мм/с) | Экстремальная вибрация. Перед балансировкой осмотрите машину; самый тяжёлый диапазон пробного груза. |
Почему эта формула работает
Формула Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) отражает ключевые физические принципы:
- Более тяжелые роторы Необходимы более тяжелые пробные грузы (линейные относительно Mr).
- Более высокие скорости Создают большую центробежную силу на грамм, поэтому требуется меньший пробный груз (обратный квадрат N).
- Больший радиус Это означает больший момент на грамм, следовательно, требуется меньший вес (обратная величина Rt).
- Более жесткие опоры Для получения заметных изменений вибрации требуется больший вес (более высокое значение Ksupp = 4–5).
- Гибкие опоры Усиливают реакцию, поэтому требуется меньший вес (более низкое значение Ksupp = 0,5–1)
- Более высокая существующая вибрация означает больший существующий дисбаланс — пропорционально больший пробный груз (более высокое значение Kvib)
Centrifugal Force Safety Cap
The empirical formula alone can suggest a mass that is unsafe at speed — especially with high Ksupp and Kvib values. That is why the calculator always checks the centrifugal force the trial weight would generate:
- F — centrifugal force of the trial weight (N)
- m — trial weight mass (kg)
- r — installation radius (m)
- ω — angular speed (rad/s), N in RPM
A widely used field-balancing guideline is that this force should not exceed about 10% of the rotor weight (W = Mr × 9.81 N). If the empirical formula suggests a heavier mass, the calculator automatically limits the recommended trial weight to the 10%-of-rotor-weight force level and shows a warning. The centrifugal force of the recommended weight (in newtons and as a percentage of rotor weight) is always displayed in the results.
Практический пример
Данный: Mr = 111 кг = 111 000 г, N = 1111 об/мин, Rt = 111 мм = 11,1 см, Ksupp = 1,0, Вибрация = 11 мм/с → Kvib = 1,5
Шаг 1: Коэффициент скорости: (Н/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43
Шаг 2: Знаменатель: Rt(см) × (Н/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1
Шаг 3: Числитель: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500
Шаг 4: Empirical estimate: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121,5 г
Step 5 — force check: ω = 2π × 1111 / 60 ≈ 116.34 rad/s. For 121.5 g at 0.111 m: F = 0.1215 × 0.111 × 116.34² ≈ 182.6 N — that is ≈ 16.8% of the rotor weight (111 × 9.81 ≈ 1,089 N), above the 10% guideline.
Step 6 — safety cap: Mt(max) = 0.10 × 1,089 / (0.111 × 116.34²) ≈ 0.0725 kg = 72.5 g
Результат: Использовать приблизительно 72 g trial weight at 111 mm radius (capped by the 10% force limit; the raw empirical estimate of 121.5 g would create excessive centrifugal force).
⚠️ Примечание по технике безопасности: An excessively heavy trial weight can cause dangerously high vibration. The goal of the trial run is a measurable but safe response — typically a 20–30% change in vibration amplitude or a 20–30° phase shift. Keep the trial-weight centrifugal force below about 10% of the rotor weight (this calculator enforces that limit automatically). If in doubt, start with half the calculated weight and increase gradually. Always ensure the trial weight is securely attached and cannot detach during rotation.
Сравнение с методом ISO 21940
The classic ISO approach uses balance grade G to calculate permissible unbalance, then takes 5–10% of it (divided by the correction radius) as trial weight. This Vibromera formula is an empirical field shortcut, not an ISO-derived equation; it gives comparable results while directly accounting for real-world conditions (support stiffness and current vibration level) that the ISO method assumes are ideal. The added centrifugal-force cap keeps its recommendations within safe limits even when the machine is already vibrating heavily.
Профессиональные приборы и программное обеспечение для балансировки на месте эксплуатации. Обеспечьте соответствие стандарту ISO 21940-11 непосредственно на объекте с помощью устройств серии Balanset. Используются более чем в 50 странах.
