حاسبة تصميم منصة الموازنة

أداة تصميم كاملة لآلات موازنة الدوار المثبتة على زنبرك

معلمات تصميم المنصة

استنادًا إلى ISO 21940 وISO 2041 ومبادئ تصميم آلة الموازنة

النظام المتري

النظام الإمبراطوري

معلمات الدوار

الحد الأقصى لكتلة الدوار

كتلة المنصة (المهد + التركيبات)

الحد الأدنى لسرعة التوازن

دورة في الدقيقة

أقصى سرعة للموازنة

دورة في الدقيقة

تكوين المنصة

نوع المنصة

عدد نوابض الدعم

ترتيبات الربيع

متطلبات التخميد

قيود التصميم

أقصى انحراف ثابت

الحساسية المطلوبة

نتائج تصميم المنصة

متطلبات الربيع

إجمالي الصلابة المطلوبة:
—

صلابة الربيع الفردية:
—

قطر سلك الزنبرك (تقديري):
—

الخصائص الديناميكية

التردد الطبيعي للمنصة:
—

نسبة التردد عند الحد الأدنى للسرعة:
—

نسبة التردد عند السرعة القصوى:
—

الانحراف الثابت:
—

توقعات الأداء

قابلية النقل عند الحد الأدنى من السرعة:
—

قابلية النقل عند السرعة القصوى:
—

الحد الأدنى من عدم التوازن القابل للكشف:
—

توصيات التصميم:

موازنة نظرية تصميم المنصة

آلات المحامل الناعمة مقابل الصلبة

محمل ناعم: تردد المنصة الطبيعي < 30% من الحد الأدنى لسرعة الدوار

حساسية أفضل لعدم التوازن
إمكانية نطاق سرعة أوسع
يتطلب أساسًا أقل ضخامة
أكثر عرضة للاهتزازات الخارجية

تحمل قوي: تردد المنصة الطبيعي > 3 × أقصى سرعة للدوار

قياسات أكثر استقرارا
أفضل لتحقيق التوازن في الإنتاج
أقل حساسية لتغيرات الدوار
يتطلب دعامات صلبة للغاية

اختيار التردد الطبيعي

fn = (1/2π) × √(k_total / m_total)

للمحمل الناعم: fn < 0.3 × (دورة في الدقيقة / 60)

للمحمل الصلب: fn > 3 × (RPMmax / 60)

حساب صلابة الزنبرك

k_total = (2π × fn)² × (m_rotor + m_platform)

k_individual = k_total / n_springs (للترتيب المتوازي)

اعتبارات الحساسية

تعتمد حساسية المنصة على:

نسبة الكتلة (المنصة/الدوار)
فصل التردد الطبيعي
مستوى التخميد
وضع المستشعر ونوعه

فحوصات التصميم الحرجة

موجة الربيع: التردد الطبيعي للربيع > 13× تردد المنصة
الانحراف الثابت: يجب ألا يتجاوز ارتفاع الزنبرك الصلب
الاستقرار الجانبي: منع أوضاع اهتزاز المنصة
عزل الأساس: خذ بعين الاعتبار العزل المزدوج إذا لزم الأمر

التطبيقات النموذجية

نوع الدوار	نطاق السرعة	نوع المنصة	نموذجي fn
دوارات صغيرة	1000-10000 دورة في الدقيقة	محمل ناعم	2-5 هرتز
المحركات الكهربائية	600-3600 دورة في الدقيقة	محمل ناعم	1-3 هرتز
التوربينات	3000-20000 دورة في الدقيقة	محمل ناعم	5-15 هرتز
أعمدة الكرنك	300-2000 دورة في الدقيقة	تحمل قوي	100+ هرتز

أمثلة الاستخدام ودليل اختيار القيمة

المثال 1: آلة موازنة المحرك الكهربائي

سيناريو: تصميم منصة موازنة للمحركات الكهربائية التي يصل وزنها إلى 50 كجم، والتي تعمل بسرعة 1500-3000 دورة في الدقيقة

كتلة الدوار: 50 كجم (الحد الأقصى لوزن المحرك)
كتلة المنصة: 100 كجم (2 × كتلة الدوار للاستقرار)
نطاق السرعة: 1500-3000 دورة في الدقيقة
نوع المنصة: محمل ناعم (حساسية أفضل)
الينابيع: 4 نوابض في الزوايا
التخميد: الضوء (ζ = 0.05)
أقصى انحراف: 25 ملم
نتيجة: fn ≈ 6.25 هرتز، صلابة الزنبرك ≈ 5.8 كيلو نيوتن/متر لكل منهما

المثال 2: دوار توربيني كبير

سيناريو: دوار توربيني عالي السرعة، 200 كجم، 10000-20000 دورة في الدقيقة

كتلة الدوار: 200 كجم
كتلة المنصة: 300 كجم (1.5× للدوارات الثقيلة)
نطاق السرعة: 10000-20000 دورة في الدقيقة
نوع المنصة: محمل ناعم
الينابيع: 6 نوابض (سداسية الشكل للاستقرار)
التخميد: معتدل (ζ = 0.1)
أقصى انحراف: 15 ملم (أكثر صلابة من أجل الدقة)
نتيجة: fn ≈ 41.7 هرتز، هناك حاجة إلى نوابض صلبة للغاية

كيفية اختيار القيم

اختيار كتلة المنصة

دوارات خفيفة (< 50 كجم): كتلة المنصة = 2-3 × كتلة الدوار
الدوارات المتوسطة (50-200 كجم): كتلة المنصة = 1.5-2 × كتلة الدوار
الدوارات الثقيلة (> 200 كجم): كتلة المنصة = 1-1.5 × كتلة الدوار
قاعدة: منصة أثقل = أكثر استقرارًا ولكن أقل حساسية

اختيار نوع المنصة

محمل ناعم: اختر متى:
- نطاق سرعة واسع مطلوب
- مطلوب حساسية عالية
- تطبيقات البحث والتطوير
- أنواع الدوارات المتغيرة
تحمل قوي: اختر متى:
- موازنة الإنتاج
- تشغيل بسرعة واحدة
- الدوارات الثقيلة
- الحد الأدنى من الأساس متاح

تكوين الربيع

3 نوابض (مثلثة): الحد الأدنى من الاستقرار، الدوارات الخفيفة فقط
4 نوابض (مستطيلة): الأكثر شيوعًا، جيد للمنصات المستطيلة
6 نوابض (سداسية): استقرار أفضل للدوارات الكبيرة/الثقيلة
8-12 ينابيع: منصات كبيرة جدًا أو متطلبات خاصة

متطلبات التخميد

لا تخميد: الدوارات الصلبة، بعيدة كل البعد عن الرنين
الضوء (ζ = 0.05): الاختيار القياسي لمعظم التطبيقات
معتدل (ζ = 0.1): عند المرور عبر الرنين
ثقيل (ζ = 0.2): دوارات مرنة أو متطلبات خاصة

أقصى انحراف

10-15 ملم: دقة عالية، دوارات صغيرة
20-30 ملم: التطبيقات القياسية
30-50 ملم: دوارات كبيرة/ثقيلة
قاعدة: يجب ألا يتجاوز طول الزنبرك الحر 80%

📘 حاسبة منصة الموازنة

يصمم منصة موازنة لدوار ذي مستويين. يحسب التردد الطبيعي للمنصة، وصلابة الزنبرك، وحساسيته وفقًا للمعيار ISO 1940-1.
محمل ناعم: fn < 0.3 × fmin | محمل صلب: fn > 3 × أقصى سرعة

💼 التطبيقات

موازنة المروحة (ناعمة): الدوار ٤٥ كجم + المنصة ٣٥ كجم = ٨٠ كجم. السرعة: ١٤٨٠ دورة في الدقيقة = ٢٤.٧ هرتز. fn المطلوبة < 0.3×24.7 = 7.4 هرتز. مُصمم: fn = 6 هرتز. النوابض: 4 × 22 كيلو نيوتن/متر. الحساسية: تكتشف عدم توازن بمقدار 0.5 جم/ملم/كجم.
الشاحن التوربيني (الصعب): دوار ١٢ كجم، ٢٤٠٠٠ دورة في الدقيقة = ٤٠٠ هرتز. التردد المطلوب > ٣×٤٠٠ = ١٢٠٠ هرتز. منصة صلبة جدًا أو حامل صلب. قياس يعتمد على مقياس التسارع.
دوار المضخة (ناعم): دوار بوزن ١٨٥ كجم، وسرعة دوران ٢٩٨٠ دورة في الدقيقة. وزن المنصة: ٩٥ كجم. تردد النبضة = ٤.٢ هرتز. الانحراف: ٨ مم. التخميد: متوسط (ζ=٠.١). يكتشف ٢ جم/ملم/كجم (فئة G٢.٥).

أنواع المنصات:

محمل ناعم: اهتزاز منخفض. انحراف كبير. يقيس اهتزاز الدوار النسبي. مناسب لجميع السرعات، بما في ذلك المتغيرة.

تحمل قوي: ارتفاع في مستوى الصوت. هيكل متين. يقيس الاهتزاز المطلق. مناسب للسرعات الثابتة والتصميم المدمج.

حاسبة تصميم منصة الموازنة

نُشر بواسطة admin على أكتوبر 20, 2025 أكتوبر 20, 2025

معلمات تصميم المنصة

معلمات الدوار

تكوين المنصة

قيود التصميم

نتائج تصميم المنصة

متطلبات الربيع

الخصائص الديناميكية

توقعات الأداء

توصيات التصميم:

موازنة نظرية تصميم المنصة

آلات المحامل الناعمة مقابل الصلبة

اختيار التردد الطبيعي

حساب صلابة الزنبرك

اعتبارات الحساسية

فحوصات التصميم الحرجة

التطبيقات النموذجية

أمثلة الاستخدام ودليل اختيار القيمة

المثال 1: آلة موازنة المحرك الكهربائي

المثال 2: دوار توربيني كبير

كيفية اختيار القيم

اختيار كتلة المنصة

اختيار نوع المنصة

تكوين الربيع

متطلبات التخميد

أقصى انحراف

📘 حاسبة منصة الموازنة

💼 التطبيقات

أنواع المنصات: