ما هي منصة التوازن؟

منصة الموازنة عبارة عن هيكل بسيط مثبت على نوابض، يدعم الدوار لتحقيق التوازن الميداني، وذلك بالسماح باستجابة الاهتزاز الحر عند سرعة التشغيل. ويتم ضبط ترددها الطبيعي بحيث يكون أقل بكثير من سرعة تشغيل الدوار.

لماذا يجب أن يكون التردد الطبيعي للمنصة أقل من سرعة التشغيل؟

يجب أن يكون التردد الطبيعي للمنصة أقل بكثير من سرعة التشغيل لضمان عمل النظام في منطقة العزل، فوق تردد الرنين. عند نسبة تردد تبلغ 3، تنخفض قابلية الإرسال إلى حوالي 12.5%.

كيفية اختيار عدد النوابض لمنصة التوازن؟

التكوينات الشائعة: 4 نوابض للمنصات المستطيلة، 2 للدوارات الصغيرة، 3 للمنصات المثلثة، 6-8 للدوارات الكبيرة والثقيلة. يجب أن تتمتع جميع النوابض بنفس الصلابة.

ما هي أفضل المواد لبناء منصة توازن؟

الإطار أو الصفيحة الفولاذية الملحومة (بسماكة 10-20 مم) هي الأكثر شيوعًا. أما الألومنيوم فيُستخدم للدوارات الأصغر حجمًا. وتتراوح كتلة المنصة عادةً بين 10–25% من كتلة الدوار.

هل يمكنني استخدام قواعد مطاطية بدلاً من النوابض؟

نعم، لكن قواعد التثبيت المطاطية تتميز بتخميد أعلى وصلابة متغيرة. أما النوابض الحلزونية فهي مفضلة لصلابتها الثابتة والمحددة جيدًا وانخفاض التخميد فيها.

أداة هندسية مجانية

حاسبة تصميم منصة الموازنة

صمم منصة موازنة (دعامة مرنة) لموازنة دوار المجال. احسب صلابة الزنبرك المطلوبة، والتردد الطبيعي، والانحراف الساكن، وقابلية النقل.

تصميم الدعم البرمجي قابلية الانتقال 2-8 نوابض

كتلة الدوار (كجم)

جماهير المنصة (كجم) — حوالي 20% من الدوار

سرعة التشغيل (دورة في الدقيقة)

عدد الينابيع

هدف نسبة التردد

الإعدادات المسبقة السريعة

نتائج

الصلابة المطلوبة لكل زنبرك

—

الصلابة الكلية (k_total)

—

التردد الطبيعي للمنصة (f_n)

—

الانحراف الساكن (δ_static)

—

قابلية الانتقال

—

نسبة التردد (f_op / f_n)

—

الكتلة الكلية

—

التردد الطبيعي للمنصة

التردد الطبيعي لنظام الكتلة والنابض للمنصة:

أين m_{المجموع} = م_الدوار + م_منصة و k_{المجموع} هي الصلابة الكلية لجميع النوابض (نيوتن/متر).

الصلابة المطلوبة لكل زنبرك

أين n هو عدد النوابض و f_هدف = RPM/60 × النسبة (على سبيل المثال ×1/3).

قابلية الانتقال

قابلية النقل غير المخمدة عند سرعة التشغيل:

لتحقيق توازن جيد، يجب أن تكون قيمة T أقل من 15%. نسبة التردد 3 تعطي T ≈ 12.5%.

الانحراف الساكن

مثال عملي

مثال — دوار كتلته 80 kg عند 1800 RPM

المعطيات: m_الدوار = 80 كجم، م_منصة = 15 kg، 1800 RPM، 4 springs، ratio 1/3

m_{المجموع} = 95 كجم، f_op = 30 هرتز، f_هدف = 10 هرتز

k_{المجموع} = 95 × (2π×10)² = 375,055 نيوتن/متر = 375.1 نيوتن/مم

k_{لكل زنبرك} = 375.1 / 4 = 93.8 نيوتن/مم

δ_ثابت = 95 × 9.81 / 375,055 × 1000 = 2.49 مم

T = 1/(3²-1) = 12.5%

⚠️ ملاحظة: تأكد من أن جميع النوابض متساوية الصلابة وأن الحمل متمركز. يؤدي الانحراف غير المتساوي إلى الميلان، مما يشوه قراءات الاهتزاز أثناء الموازنة.

منصة الموازنة (مسند مرن) هي هيكل بسيط — عادةً إطار أو صفيحة من الفولاذ — مركّب على نوابض. وهي تحمل الدوّار للموازنة الميدانية، وتسمح له باستجابة اهتزازية حرة عند سرعة التشغيل. ويُضبط التردد الطبيعي للمنصة ليكون أقل بكثير من سرعة التشغيل (عادةً ≤ 1/3).

يجب أن يكون التردد الطبيعي أقل بكثير من سرعة التشغيل لضمان عمل النظام في منطقة العزل — فوق قمة الرنين. عند نسبة ترددات قدرها 3، ينخفض معامل انتقال الاهتزاز إلى نحو 12.5%، ما يعني أن الدوار يهتز بحرية وأن جهاز الموازنة يستطيع اكتشاف عدم الاتزان بدقة.

الترتيبات الشائعة:

4 نوابض — الأكثر شيوعاً، نابض عند كل زاوية
2 نابض — للدوّارات الصغيرة والخفيفة
3 نوابض — للمنصات المثلثة
6–8 نوابض — للدوّارات الكبيرة والثقيلة

يجب أن تكون صلابة جميع النوابض متساوية، وأن يكون الحمل متمركزاً.

الأكثر شيوعًا هو إطار فولاذي ملحوم أو لوح فولاذي (بسماكة 10–20 mm). ويُستخدم الألومنيوم للدوارات الأصغر. تكون كتلة المنصة عادةً 10–25% من كتلة الدوار. تأكد من أن المنصة مستوية وأن جميع نقاط تثبيت النوابض على ارتفاع متساوٍ.

نعم، لكن المساند المطاطية لها تخميد أعلى (مما يقلّل دقة القياس)، وتتغيّر صلابتها مع درجة الحرارة وتاريخ التحميل. وتُفضَّل النوابض الحلزونية لصلابتها المتسقة والمحدّدة جيدًا وتخميدها المنخفض. وتبلغ الصلابة الديناميكية للمطاط عادةً 1.3–2× صلابته الساكنة.

الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.