تعرَّف على Vibromera.com — موقعنا الدولي الجديد. زوروا Vibromera.com →

أداة هندسية مجانية — #009

حاسبة السرعة الحرجة للدوار

احسب السرعة الحرجة الأولى (التردد الطبيعي) لعمود ذي كتلة مركزية أو كتلة موزعة باستخدام طريقة رايلي. قارنها بسرعة الدوران التشغيلية لضمان هامش الأمان.

الكتلة المركزية طريقة رايلي 3 أنواع من الدعم
الإعدادات المسبقة السريعة

نتائج

السرعة الحرجة (الكتلة المركزية)
—
التردد الطبيعي
—
التردد الزاوي ω_n
—
عزم القصور الذاتي الأول
—
صلابة العمود k
—
هامش سرعة التشغيل
—

عزم المساحة الثاني

الكتلة المركزية — ارتكاز بسيط

لعمود ذي كتلة مركزة m في منتصف المسافة ونهايات مدعومة ببساطة:

عوامل حالة الدعم

معامل الصلابة k التغييرات باختلاف نوع الدعم:

يدعمالصلابة kالمعامل مقارنةً بـ SS
الدعم البسيط (الحمل المركزي)48EI / L³1.00
ثابت-ثابت (حمل مركزي)192EI / L³4.00
ناتئ (حمل طرفي)3EI / L³0.0625

مثال عملي

مثال - عمود المضخة

المعطيات: L = 800 mm, d = 50 mm, m = 30 kg، فولاذ E = 210 GPa، مسنود ببساطة

I = π × 50⁴ / 64 = 306,796 مم⁴

k = 48 × 210,000 × 306,796 / 800³ = 6,040 N/mm

ω_n = √(6,040,000 / 30) = 448.7 rad/s

N_cr = 448.7 × 60 / (2π) = 4,285 RPM

⚠️ ملاحظة: يفترض هذا النموذج المبسط عمودًا عديم الكتلة بكتلة مركزة واحدة. وللحصول على نتائج أكثر دقة للأعمدة الثقيلة، يُنصح باستخدام طريقتي رايلي أو دنكرلي اللتين تأخذان في الحسبان توزيع كتلة العمود.

Critical speed is the rotational speed at which a shaft's rotational frequency matches one of its natural bending frequencies, causing resonance. At critical speed, even tiny unbalance forces are amplified dramatically, leading to dangerous vibration levels.

Every rotating shaft has one or more critical speeds. The first (lowest) critical speed is the most important for design purposes.

Operating near critical speed causes:

  • Exponential amplification of vibration from unbalance
  • Excessive bearing loads and premature failure
  • Shaft deflection beyond elastic limits
  • Seal damage and oil leakage
  • Risk of catastrophic shaft failure

The industry standard is to maintain at least a 20% margin between operating speed and any critical speed.

Critical speed can be increased by:

  • Increasing shaft diameter — stiffness scales with d⁴, very effective
  • Reducing shaft length — stiffness scales with 1/L³
  • Using stiffer material — higher E modulus
  • Reducing rotor mass — lighter rotor = higher frequency
  • Changing supports — fixed-fixed is 4× stiffer than simply supported

A rigid rotor operates well below its first critical speed (N_op < 0.7 × N_cr). It can be balanced at low speed in a balancing machine.

A flexible rotor operates above its first critical speed and must pass through resonance during startup. It requires high-speed balancing and may need modal balancing at multiple speeds.

Common standards recommend:

  • API 610/617: First critical speed ≥ 120% of max continuous speed (rigid rotors)
  • API 612: Operating speed ≥ 115% above first critical (flexible rotors)
  • General practice: Stay at least 20–30% away from any critical speed

The ±20% band around a critical speed is considered the danger zone and should be avoided during continuous operation.

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

فيبروميرا — موازنة محمولة وتحليل الاهتزازات
أجهزة وبرامج موازنة ميدانية احترافية. تقيس الاهتزازات، وتحدد السرعات الحرجة، وتوازن الدوارات في الموقع. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
تعرّف على المزيد حول أجهزة موازنة Vibromera
فئات:

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko مهندس تحليل اهتزازات ومؤسس شركة Vibromera ورئيسها التنفيذي. منذ أكثر من 15 عامًا يوازن المعدات الدوارة في الموقع لا على منصة اختبار: آلات التقطيع، والمراوح الصناعية، والكسارات، وأجهزة الطرد المركزي، والأعمدة، ومغازل التشغيل. من هذا العمل وُلدت أجهزة Balanset — فقد صُممت كأداة يستطيع الأخصائي حملها إلى الآلة واستخدامها بمفرده في الموقع، لا كمعدات مختبرية. تأسست Vibromera عام 2017، ومقرها منذ عام 2023 في بورتو بالبرتغال. هنا يجري تطوير سلسلة Balanset وتجميعها ودعمها. الجهاز الرئيسي هو Balanset-1A، وهو محلل محمول للموازنة في مستوى واحد ومستويين ولتشخيص الاهتزازات. يشارك Nikolai شخصيًا في دعم العملاء، وفي معالجة حالات الموازنة الصعبة، وفي تطوير البرنامج. وهو يعمل مع عملاء في جميع أنحاء العالم، وبأي لغة.

واتساب
بالانسيت-1أ - €1975اسأل المهندس