Bezplatný inžiniersky nástroj
Kalkulačka nevyváženosti vrtule
Vypočítajte prípustnú nevyváženosť vrtule, odstredivú silu, excentricitu a toleranciu na list podľa normy ISO 21940. Nevyhnutné pre kontrolu vibrácií lodných hriadeľov.
Výsledky
Prípustná nevyváženosť vrtule (ISO 21940)
Prípustná nevyváženosť vrtule sa vypočíta pomocou rovnakého vzorca podľa normy ISO 21940-11, aký sa používa pre všetky rotačné stroje:
Kde G je vyvažovací sklon (mm/s), m je hmotnosť vrtule (kg) a ω = 2π·n/60 je uhlová rýchlosť (rad/s).
Odstredivá sila z nerovnováhy
Odstredivá sila generovaná nevyváženosťou pri prevádzkovej rýchlosti:
- U — nevyváženosť (g·mm)
- ω — uhlová rýchlosť (rad/s)
- F — odstredivá sila (N)
Prídavok na čepeľ
Pre symetrické vrtule sa celková prípustná nevyváženosť rovnomerne rozdelí medzi všetky čepele:
Typické stupne vyváženia vrtúľ
| Trieda | Použitie |
|---|---|
| G40 | Pomalootáčkové vrtule pracovných člnov, nekritické |
| G16 | Štandardné lodné vrtule, nákladné lode |
| G6.3 | Vysokorýchlostné plavidlá, námorné plavidlá, osobné trajekty |
| G2.5 | Presné vrtule, ponorky s nízkou hlučnosťou |
Praktický príklad
Vzhľadom na to, že: Hmotnosť = 500 kg, Rýchlosť = 300 ot./min, Trieda = G16, 4 čepele
ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 rad/s
Uper = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254 620 g·mm
Excentricita = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm
F = 254 620 / 1 000 000 × 31,42² = 251,5 N
Na čepeľ: 254 620 / 4 = 63 655 g·mm
⚠️ Poznámka: Lodné vrtule pracujú v náročných podmienkach. Znečistenie, poškodenie lopatiek a kavitačná erózia môžu časom zmeniť vyváženosť. Na zistenie vznikajúcej nevyváženosti sa odporúča pravidelné monitorovanie vibrácií.
Nevyvážené vrtule generujú pri otáčkach hriadeľa odstredivé sily, ktoré sa prenášajú cez ložiská do trupu. To spôsobuje nadmerné vibrácie, zrýchlené opotrebovanie ložísk a tesnení zadnej rúry, únavové praskanie v hriadeľoch a nepohodlie pre cestujúcich/posádku. Správne vyváženie podľa normy ISO 21940 minimalizuje tieto účinky.
G16 is the most common grade for standard marine propellers (cargo vessels, tankers). G6.3 is used for high-speed craft, navy vessels, and passenger ferries where vibration must be minimized. G40 may suffice for slow-speed workboat propellers.
The total permissible unbalance is divided equally among all blades. For a 4-blade propeller with 1000 g·mm total allowance, each blade may have up to 250 g·mm. This assumes blades are symmetrically arranged around the hub.
Centrifugal force F = U × ω² / 1,000,000 (N), where U is unbalance in g·mm and ω is angular velocity in rad/s. Even small unbalances create significant forces at higher RPM — force increases with the square of speed.
Yes, in-situ propeller balancing is possible using portable balancing instruments like Vibromera's Balanset series. Trial weights are attached, vibration is measured, and correction masses are calculated — avoiding costly drydocking.
Postupy opísané na tejto stránke vyvinul a v teréne otestoval tím Vibromera pomocou zariadenia Balanset-1A, prenosného dvojkanálového vyvažovacieho prístroja a analyzátora vibrácií na vyvažovanie rotorov priamo na mieste.
Profesionálne vyvažovacie prístroje pre lodné vrtule, hriadele a rotačné stroje. Dosiahnite súlad s normou ISO 21940-11 priamo na mieste.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inžinier vibračnej analýzy a zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Vibromera. Viac než 15 rokov vyvažuje rotačné stroje priamo v prevádzke, a nie na skúšobnom stave: mulčovače, priemyselné ventilátory, drviče, odstredivky, hriadele a vretená. Práve z tejto práce vznikli prístroje Balanset — boli navrhnuté ako nástroj, ktorý si odborník môže vziať k stroju a použiť sám, priamo na mieste, nie ako laboratórne vybavenie. Vibromera bola založená v roku 2017 a od roku 2023 sídli v portugalskom Porte. Tu prebieha vývoj, montáž aj podpora radu Balanset. Vlajkovým prístrojom je Balanset-1A, prenosný analyzátor na vyvažovanie v jednej a v dvoch rovinách a na vibračnú diagnostiku. Nikolai sa osobne podieľa na zákazníckej podpore, na riešení náročných prípadov vyvažovania aj na vývoji softvéru. Pracuje so zákazníkmi po celom svete, v akomkoľvek jazyku.
