Rotor dengelemesinde deneme ağırlığı nedir?

Deneme ağırlığı (test ağırlığı veya kalibrasyon ağırlığı olarak da adlandırılır), tek düzlemli dengeleme sırasında bilinen bir yarıçapta rotora geçici olarak takılan bilinen bir kütledir. Dengeleme cihazı, deneme ağırlığının neden olduğu titreşim değişimini ölçerek doğru kalıcı düzeltme kütlesini ve açısını hesaplar. Ölçüm işlemi bittikten sonra deneme ağırlığı çıkarılır.

Doğru deneme ağırlığı boyutunu nasıl seçerim?

İdeal deneme ağırlığı, rotor veya yatakları aşırı yüklemeden ölçülebilir bir titreşim değişikliği üretmelidir. Yaygın bir mühendislik kılavuzu, izin verilen artık dengesizliğin (ISO 21940'a göre) düzeltme yarıçapına bölünmesiyle elde edilen değerin 5% ile 10% arasında kullanılmasıdır. Çok küçük bir deneme ağırlığı güvenilir bir okuma sağlamayabilir; çok büyük bir ağırlık ise aşırı titreşime veya güvenlik tehlikelerine neden olabilir.

Deneme ağırlığı çok fazla olursa ne olur?

Aşırı ağır bir deneme ağırlığı, deneme çalışması sırasında tehlikeli derecede yüksek titreşime neden olarak rulmanlara, contalara veya rotorun kendisine zarar verebilir. Ayrıca titreşim sensörlerinin doğrusal aralığını aşarak yanlış dengeleme sonuçlarına yol açabilir. Her zaman hesaplanan minimum değerle (U_per / r'nin 5%'si) başlayın ve yalnızca titreşim değişimi yetersizse artırın.

Deneme ağırlığını rotorun neresine yerleştirmeliyim?

Deneme ağırlığını düzeltme düzlemine, yani kalıcı denge ağırlıklarının ekleneceği eksenel konuma yerleştirin. Radyal konum için, gerekli kütleyi en aza indirmek amacıyla mümkün olan en büyük yarıçapa takın. Yaygın bağlantı yöntemleri arasında mevcut deliklere cıvatalama, manyetik ağırlıklar kullanma veya ağırlıkları rotor yüzeyine bantlama yer alır. Deneme ağırlığının güvenli bir şekilde takıldığından ve dönüş sırasında yerinden çıkmayacağından emin olun.

Deneme ağırlığı için izin verilen dengesizlik değeri olan 5–10% neden kullanılır?

5–10% serisi, iki gereksinimi dengeleyen pratik bir mühendislik kılavuzudur: deneme ağırlığı, açıkça ölçülebilir bir titreşim değişikliği (sinyal-gürültü oranı) oluşturacak kadar ağır, ancak aşırı titreşimi önleyecek kadar hafif olmalıdır. İzin verilen dengesizliği referans olarak kullanmak, deneme ağırlığının rotorun kütlesi, hızı ve denge derecesine uygun şekilde ölçeklendirilmesini sağlar.

Ücretsiz Mühendislik Aracı

Rotor Dengeleme için Deneme Ağırlığı Hesaplayıcısı

Tek düzlem rotor dengelemesi için önerilen deneme ağırlığını hesaplayın. Rotor kütlesini, hızı, düzeltme yarıçapını, destek sertliğini ve titreşim şiddetini dikkate alın.

Vibromera Yöntemi Destek Sertliği Titreşim Seviyesi

Rotor Kütlesi (Bay) (kg)

Rotor Hızı (N) (RPM)

Kurulum Yarıçapı (Rt) (mm)

Destek Rijitliği (Ksupp) (0,5–5,0)

Titreşim Seviyesi (mm/s RMS)

Hızlı ön ayarlar

Sonuçlar

Önerilen Deneme Ağırlığı (Mt)

—

Rotor Kütlesi (Bay)

—

Deneme Yarıçapı (Rt)

—

Destek Rijitliği (Ksupp)

—

Titreşim Katsayısı (Kvib)

—

Yarıçap (cm) (Rt)

—

Hız Faktörü (N/100)²

—

Deneme Ağırlığı Formülü

Deneme ağırlığının kütlesi, destek koşullarını ve titreşim şiddetini dikkate alan pratik bir mühendislik formülü kullanılarak hesaplanır:

Dağ — deneme ağırlığı kütlesi (g)
Bay — rotor kütlesi (g) — kg cinsinden girin, dahili olarak grama dönüştürülür
Ksupp — destek sertlik katsayısı (0,5–5,0)
Kvib — titreşim seviyesi katsayısı (0,5–3,0) — mm/s cinsinden ölçülen titreşimden türetilmiştir.
Sağ — Deneme ağırlığı montaj yarıçapı (cm) — mm cinsinden girin, dahili olarak cm'ye dönüştürülecektir.
N — rotor hızı (RPM)

Destek Rijitlik Katsayısı (Ksupp)

Bu katsayı, makine destek yapısının dengesizliğe karşı titreşim tepkisini nasıl etkilediğini hesaba katar:

Ksupp	Destek Türü	Açıklama
5.0	Çok katı	Devasa beton blok, sağlam çelik yapı. Dengesizlikle titreşim neredeyse hiç değişmiyor - ihtiyaç var daha ağır deneme ağırlığı (yüksek Ksupp).
4.0	Katı	Betonarme temel, sağlam kaide. Büyük pompalar ve kompresörler için tipiktir.
2,0–3,0	Orta	Standart endüstriyel montaj, beton üzerine taban plakası. Fanlar, motorlar ve genel makineler için en yaygın kullanım durumu.
1.0	Esnek	Yaylı bağlantılar, kauçuk izolatörler. Makine serbestçe titreşiyor. daha hafif Deneme ağırlığı yeterli (düşük Ksupp).
0.5	Çok esnek	Askılı montaj, yumuşak izolatörler, dengeleyici aparat/beşik. Maksimum titreşim tepkisi — en hafif deneme ağırlığı.

Genel kural: Sert destekler (Ksupp = 4–5) titreşimi "emer", bu nedenle ölçülebilir bir değişiklik elde etmek için daha ağır bir deneme ağırlığına ihtiyacınız vardır. Esnek destekler (Ksupp = 0,5–1) tepkiyi yükseltir, bu nedenle daha hafif bir deneme ağırlığı işe yarar.

Titreşim Seviyesi Katsayısı (Kvib)

Bu katsayı, dengeleme işleminden önce makinenin mevcut titreşim şiddetini yansıtır:

Kvib	Titreşim Seviyesi	Durum
0.5	Good (≤ 1 mm/s)	Çok düzgün çalışma. Halihazırda düşük olan titreşim sinyalinin baskılanmaması için hafif bir deneme ağırlığı kullanın.
0.8	Good (1–2 mm/s)	Smooth running. Fine-tuning only. Light trial weight.
1.0	Acceptable (2–3 mm/s)	Noticeable but acceptable vibration. Standard balancing job.
1.2	Acceptable (3–4.5 mm/s)	Moderate unbalance. Typical field scenario.
1.5	Yüksek (4,5–11 mm/s)	Belirgin, önemli dengesizlik. En yaygın saha dengeleme durumu — varsayılan aralık.
2.0	Tehlikeli (11–18 mm/s)	Büyük dengesizlik, acil balans alma gereklidir. Daha ağır deneme ağırlığı uygundur — titreşim zaten yüksek.
2.5	Tehlikeli (18–28 mm/s)	Ciddi dengesizlik. Ölçülebilir bir vektör değişimi sağlamak için daha ağır deneme ağırlığı kabul edilebilir.
3.0	Aşırı Tehlikeli (> 28 mm/s)	Aşırı titreşim. Balans almadan önce makineyi kontrol edin; en ağır deneme ağırlığı bandı uygulanmalıdır.

Bu Formül Neden İşe Yarıyor?

Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) formülü temel fiziği ifade eder:

Daha ağır rotorlar Daha ağır deneme ağırlıklarına ihtiyaç var (Mr ile doğrusal).
Daha yüksek hızlar Gram başına daha fazla merkezkaç kuvveti üretilir, bu nedenle daha az deneme ağırlığı gerekir (N'nin ters karesi).
Daha büyük yarıçap Bu, gram başına daha fazla moment anlamına gelir, dolayısıyla daha az ağırlık gerekir (Rt'nin tersi).
Daha sert destekler Algılanabilir titreşim değişikliği üretmek için daha fazla ağırlığa ihtiyaç vardır (daha yüksek Ksupp = 4–5).
Esnek destekler Tepkiyi güçlendirdiği için daha az ağırlık gereklidir (daha düşük Ksupp = 0,5–1).
Daha yüksek mevcut titreşim Bu, mevcut dengesizliğin daha büyük olduğu anlamına gelir; orantılı olarak daha büyük deneme ağırlığı (daha yüksek Kvib).

Pratik Örnek

Örnek — Santrifüj Fan

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

Adım 1: Hız faktörü: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

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

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

Adım 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g

Sonuç: Yaklaşık olarak kullanın 122 g 111 mm yarıçapta deneme ağırlığı.

⚠️ Güvenlik Uyarısı: Aşırı ağır bir deneme ağırlığı, tehlikeli derecede yüksek titreşime neden olabilir. Hesaplanan ağırlık çok büyük görünüyorsa, yarısıyla başlayın ve kademeli olarak artırın. Deneme ağırlığının güvenli bir şekilde takıldığından ve dönüş sırasında yerinden çıkmadığından emin olun.

ISO 21940 Yöntemi ile Karşılaştırma

Klasik ISO yaklaşımı, izin verilen dengesizliği hesaplamak için G denge derecesini kullanır ve ardından deneme ağırlığı olarak 5–10% değerini alır. Bu Vibromera formülü, ISO yönteminin ideal olduğunu varsaydığı gerçek dünya koşullarını (destek sertliği ve mevcut titreşim seviyesi) doğrudan hesaba katarken benzer sonuçlar veren pratik bir saha kısayoludur.