Зашто је балансирање пропелера важно за морске бродове?

Неуравнотежени пропелери генеришу центрифугалне силе при брзини вратила које се преносе кроз лежајеве у труп. То узрокује прекомерне вибрације, убрзано хабање лежајева и заптивача крмене цеви, пуцање услед замора у вратилу и нелагодност путника/посаде. Правилно балансирање према ISO 21940 минимизира ове ефекте.

Коју класу балансирања G треба да користим за бродски пропелер?

G16 је најчешћи квалитет за бродске пропелере. G6.3 се користи за брзе или морнаричке бродове где су ограничења вибрација строжа. G40 може бити прихватљив за пропелере радних чамаца са малом брзином.

Како се израчунава додатак по сечиву?

Укупни дозвољени дисбаланс је подједнако подељен међу свим лопатицама. За пропелер са 4 лопатице и укупним дозвољеним износом од 1000 г·мм, свака лопатица може имати до 250 г·мм дисбаланса. Ово претпоставља да су лопатице симетрично распоређене.

Коју центрифугалну силу ствара неуравнотеженост пропелера?

Центрифугална сила F = U × ω² / 1.000.000 где је U неуравнотеженост у g·mm, а ω је угаона брзина у rad/s. Чак и мале неуравнотежености при високим обртајима стварају значајне силе — на пример, 5000 g·mm при 300 обртаја у минути производи око 5 N, али при 3000 обртаја у минути производи око 500 N.

Могу ли балансирати пропелер на вратилу без његовог скидања?

Да, балансирање пропелера на лицу места је могуће коришћењем преносивих инструмената за балансирање као што је Vibromera серија Balanset. Пробни тегови се причвршћују на пропелер, мери се одзив вибрација и израчунавају се корекционе масе. Ово избегава скупо доковање у сувом доку.

Бесплатан инжењерски алат

Калкулатор неравнотеже пропелера

Израчунајте дозвољену неуравнотеженост пропелера, центрифугалну силу, ексцентричност и допуштење по лопатици према ISO 21940. Неопходно за контролу вибрација бродског вратила.

ISO 21940-11 Бродски пропелери Допуштење по лопатици

Маса пропелера (кг)

Број лопатица

Пречник пропелера (мм)

Брзина вратила (обртаја у минути)

Степен квалитета балансирања G

Брзе предефинисане поставке

Резултати

Дозвољена неравнотежа

—

Специфична неуравнотеженост (екцентричност)

—

Центрифугална сила при дозвољеној неравнотежи

—

Допуштење по лопатици

—

Угаона брзина ω

—

Дозвољена неуравнотеженост пропелера (ISO 21940)

Дозвољена неуравнотеженост пропелера се израчунава коришћењем исте формуле ISO 21940-11 која се користи за све ротирајуће машине:

Где Г је степен квалитета балансирања (mm/s), m је маса пропелера (кг), и ω = 2π·n/60 је угаона брзина (rad/s).

Центрифугална сила услед неуравнотежености

Центрифугална сила коју ствара неуравнотеженост при радној брзини:

У — неравнотежа (г·мм)
ω — угаона брзина (рад/с)
Ф — центрифугална сила (N)

Допуштење по лопатици

За симетричне пропелере, укупна дозвољена неуравнотеженост је подједнако подељена међу свим лопатицама:

Типичне оцене балансирања пропелера

Оцена	Примена
G40	Пропелери радних чамаца са малом брзином, некритични
G16	Стандардни бродски пропелери, теретни бродови
G6.3	Брзи чамци, ратни бродови, путнички трајекти
Г2.5	Прецизни пропелери, подморнице са ниским нивоом буке

Практични пример

Пример — Бродски пропелер са 4 лопатице

Дато: Маса = 500 kg, Брзина = 300 RPM, Степен = G16, 4 лопатице

ω = 2π × 300 / 60 = 31,42 рад/с

У_по = 16 × 500 × 1000 / 31,42 = 254.620 г·мм

Ексцентричност = 16 × 1000 / 31,42 = 509,2 μm

F = 254,620 / 1,000,000 × 31.42² = 251,5 N

По лопатици: 254,620 / 4 = 63.655 г·мм

⚠️ Напомена: Бродски пропелери раде у тешким условима. Загађење, оштећење лопатица и кавитациона ерозија могу временом променити равнотежу. Препоручује се периодично праћење вибрација како би се открио развој неравнотеже.