أداة هندسية مجانية
اختيار الزنبرك حسب التردد المستهدف
احسب صلابة الزنبرك المطلوبة لكتلة معينة وتردد طبيعي مستهدف. صمم أنظمة عزل الاهتزازات بتحديد معدل الزنبرك المطلوب.
نتائج
صلابة الزنبرك المطلوبة
بفرض وجود كتلة وتردد طبيعي مطلوب، يتم اشتقاق صلابة الزنبرك المطلوبة من معادلة التردد الطبيعي التي تم حلها لإيجاد قيمة k:
- m — كتلة الآلة المدعومة (كجم)
- f — التردد الطبيعي المستهدف (هرتز)
- k — صلابة الزنبرك الكلية المطلوبة (نيوتن/متر)؛ اقسم على 1000 للحصول على نيوتن/ملم
تحويل RPM إلى Hz
الانحراف الساكن وصلابة الزنبرك
أين g = 9.81 m/s² وk بوحدة N/mm للحصول على نتيجة الانحراف بالmm.
مثال عملي
المعطيات: كتلة الآلة = 300 كجم، التردد المستهدف = 4 هرتز، 4 نوابض
ω = 2π × 4 = 25.13 راديان/ثانية
k = 300 × (25.13)² = 300 × 631.7 = 189,510 نيوتن/متر = 189.5 نيوتن/مم
δ_static = 300 × 9.81/9.81 / 189,510 × 1000 = 15.5 ملم
k لكل زنبرك = 189.5 / 4 = 47.4 نيوتن/مم
عدد الدورات في الدقيقة المكافئ = 4 × 60 = 240 دورة في الدقيقة
ℹ️ قاعدة التصميم: لضمان عزل فعال للاهتزازات، يجب ألا يتجاوز التردد الطبيعي ثلث أدنى تردد تشغيل. وهذا يضمن عزلاً لا يقل عن 87.5%.
To select springs for vibration isolation, first determine the mass of the machine and the desired natural frequency of the isolation system. The natural frequency should be well below the operating frequency — typically less than 1/3 of the lowest excitation frequency.
Use the formula k = m × (2πf)² to calculate the required total spring stiffness, then divide by the number of springs to get the stiffness per spring. Verify that the static deflection is acceptable and that the springs can support the load.
For effective vibration isolation, the natural frequency should be at most 1/3 of the lowest operating frequency. For example, if a machine runs at 1500 RPM (25 Hz), the isolation system should have a natural frequency below about 8 Hz.
Lower natural frequencies provide better isolation but require softer springs and larger static deflections. Typical isolation systems target 2–8 Hz depending on the application.
The transmissibility of a vibration isolation system depends on the ratio of operating frequency to natural frequency. Isolation only begins when this ratio exceeds √2 ≈ 1.41.
At a ratio of 3 (natural frequency = 1/3 of operating), transmissibility drops to about 12.5%, meaning 87.5% of vibration is isolated. Below √2, the system actually amplifies vibrations, with the worst case at resonance (ratio = 1).
The number of springs depends on the machine size, weight distribution, and mounting configuration:
- 4 springs — most common, one at each corner for rectangular machines
- 3 springs — triangular layouts
- 6+ springs — large machines requiring distributed support
The total required stiffness is divided equally among all springs. Ensure all springs have equal stiffness to prevent tilting.
Static deflection is the amount a spring compresses under the weight of the supported mass due to gravity (δ = mg/k). It matters because:
- It determines how much the machine sinks on the springs
- It is directly related to natural frequency — larger deflection = lower frequency = better isolation
- The spring must have enough travel for static deflection plus dynamic motion
- Excessive deflection can cause stability issues
Typical isolation springs have 5–25 mm of static deflection.
الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.
أجهزة موازنة محمولة احترافية، وأجهزة تحليل الاهتزازات، وأنظمة مراقبة الحالة المستخدمة في أكثر من 50 دولة. تصميم أنظمة عزل مثالية والتحقق من الأداء في الموقع.
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.