เหตุใดการปรับสมดุลใบพัดจึงมีความสำคัญสำหรับเรือเดินทะเล?

ใบพัดที่ไม่สมดุลจะสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ความเร็วรอบเพลา ซึ่งส่งผ่านแบริ่งไปยังตัวเรือ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไป การสึกหรอของแบริ่งและซีลท่อท้ายเรือเร็วขึ้น การแตกร้าวจากความล้าในเพลา และความไม่สบายตัวของผู้โดยสาร/ลูกเรือ การปรับสมดุลอย่างถูกต้องตามมาตรฐาน ISO 21940 จะช่วยลดผลกระทบเหล่านี้ได้.

ควรใช้เกรดถ่วงดุล G ระดับใดสำหรับใบพัดเรือ?

G16 เป็นเกรดที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับใบพัดเรือเดินทะเล G6.3 ใช้สำหรับเรือความเร็วสูงหรือเรือรบที่มีข้อจำกัดด้านการสั่นสะเทือนที่เข้มงวดกว่า ส่วน G40 อาจใช้ได้กับใบพัดเรือทำงานความเร็วต่ำ.

วิธีการคำนวณระยะเผื่อต่อใบเลื่อยเป็นอย่างไร?

ค่าความไม่สมดุลที่อนุญาตทั้งหมดจะถูกแบ่งเท่าๆ กันในทุกใบพัด สำหรับใบพัด 4 ใบที่มีค่าความคลาดเคลื่อนรวม 1000 กรัมต่อมิลลิเมตร แต่ละใบพัดอาจมีค่าความไม่สมดุลได้มากถึง 250 กรัมต่อมิลลิเมตร โดยสมมติว่าใบพัดจัดเรียงอย่างสมมาตร.

ความไม่สมดุลของใบพัดก่อให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่าใด?

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง F = U × ω² / 1,000,000 โดยที่ U คือค่าความไม่สมดุลในหน่วย g·mm และ ω คือความเร็วเชิงมุมในหน่วย rad/s แม้แต่ความไม่สมดุลเล็กน้อยที่ความเร็วรอบสูงก็สร้างแรงมหาศาลได้ เช่น 5000 g·mm ที่ความเร็วรอบ 300 RPM จะสร้างแรงประมาณ 5 N แต่ที่ความเร็วรอบ 3000 RPM จะสร้างแรงประมาณ 500 N.

ฉันสามารถทรงตัวใบพัดบนเพลาโดยไม่ต้องถอดออกได้หรือไม่?

ใช่แล้ว การปรับสมดุลใบพัด ณ จุดใช้งาน (on-site) สามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือปรับสมดุลแบบพกพา เช่น เครื่องมือ Balanset series ของ Vibromera โดยจะติดตุ้มน้ำหนักทดสอบเข้ากับใบพัด วัดการตอบสนองต่อการสั่นสะเทือน และคำนวณมวลที่ต้องแก้ไข วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายในการนำเรือเข้าอู่แห้งที่สูง.

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

เครื่องคำนวณความไม่สมดุลของใบพัด

คำนวณค่าความไม่สมดุลของใบพัดที่อนุญาต แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ความเยื้องศูนย์ และค่าเผื่อต่อใบพัดตามมาตรฐาน ISO 21940 ซึ่งมีความสำคัญต่อการควบคุมการสั่นสะเทือนของเพลาเรือ.

ISO 21940-11 ใบพัดเรือ ค่าเผื่อต่อใบมีด

มวลใบพัด (กิโลกรัม)

จำนวนใบพัด

เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด (มิลลิเมตร)

ความเร็วเพลา (รอบต่อนาที)

สมดุลเกรด G

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

Results

ความไม่สมดุลที่ยอมรับได้

ความไม่สมดุลเฉพาะจุด (ความผิดปกติ)

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ความไม่สมดุลที่ยอมรับได้

ค่าเผื่อต่อใบมีด

ความเร็วเชิงมุม ω

ค่าความคลาดเคลื่อนของใบพัดที่อนุญาต (ISO 21940)

ค่าความไม่สมดุลที่อนุญาตสำหรับใบพัดคำนวณโดยใช้สูตร ISO 21940-11 เดียวกันกับที่ใช้สำหรับเครื่องจักรหมุนทั้งหมด:

ที่ไหน จี คือค่าความชันของเครื่องชั่ง (มม./วินาที), m คือมวลของใบพัด (กิโลกรัม) และ ω = 2π·n/60 คือความเร็วเชิงมุม (เรเดียน/วินาที).

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจากความไม่สมดุล

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากความไม่สมดุลขณะทำงานด้วยความเร็วรอบ:

คุณ — ความไม่สมดุล (กรัม·มม.)
ω — ความเร็วเชิงมุม (เรเดียน/วินาที)
เอฟ — แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (N)

ค่าเผื่อต่อใบมีด

สำหรับใบพัดแบบสมมาตร ค่าความไม่สมดุลที่อนุญาตทั้งหมดจะถูกแบ่งเท่าๆ กันในทุกใบพัด:

ระดับความสมดุลทั่วไปสำหรับใบพัด

ระดับ	แอปพลิเคชัน
จี40	ใบพัดเรือทำงานความเร็วต่ำ ไม่ใช่ส่วนที่สำคัญมาก
G16	ใบพัดเรือเดินทะเลมาตรฐาน สำหรับเรือบรรทุกสินค้า
G6.3	เรือความเร็วสูง เรือรบ เรือโดยสาร
G2.5	ใบพัดความแม่นยำสูง เรือดำน้ำเสียงรบกวนต่ำ

ตัวอย่างการปฏิบัติ

ตัวอย่าง — ใบพัดเรือ 4 ใบ

ที่ให้ไว้: มวล = 500 กก., ความเร็ว = 300 รอบต่อนาที, เกรด = G16, 4 ใบพัด

ω = 2π × 300 / 60 = 31.42 ราด/วินาที

คุณ_ต่อ = 16 × 500 × 1000 / 31.42 = 254,620 กรัม·มม.

ค่าความเยื้องศูนย์ = 16 × 1000 / 31.42 = 509.2 ไมโครเมตร

F = 254,620 / 1,000,000 × 31.42² = 251.5 เหนือ

ต่อใบ: 254,620 / 4 = 63,655 กรัม·มม.

⚠️ หมายเหตุ: ใบพัดเรือทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การสะสมของสิ่งสกปรก ความเสียหายของใบพัด และการสึกกร่อนจากปรากฏการณ์โพรงอากาศ สามารถทำให้สมดุลของใบพัดเสียไปเมื่อเวลาผ่านไป แนะนำให้ตรวจสอบการสั่นสะเทือนเป็นระยะเพื่อตรวจจับความไม่สมดุลที่กำลังเกิดขึ้น.

เครื่องคำนวณการไม่สมดุลของใบพัด | การสั่นสะเทือนของเพลาเรือ

เผยแพร่โดย นิโคไล เชลโคเวนโก บน 15 ก.พ. 2569 15 ก.พ. 2569

Results

ค่าความคลาดเคลื่อนของใบพัดที่อนุญาต (ISO 21940)

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจากความไม่สมดุล

ค่าเผื่อต่อใบมีด

ระดับความสมดุลทั่วไปสำหรับใบพัด

ตัวอย่างการปฏิบัติ