Как да изчисля центробежната сила от дисбаланс?

Центробежна сила F = U × ω², където U е дисбалансът в kg·m, а ω е ъгловата скорост в rad/s. Ако дисбалансът е в g·mm, преобразувайте в kg·m, като го разделите на 10⁶. Ъгловата скорост ω = 2π × n / 60, където n е скоростта в обороти в минута.

Каква е единицата за дисбаланс?

Дисбалансът се измерва в единици маса × разстояние: g·mm (грам-милиметри) е най-разпространената в промишлеността, oz·in (унция-инч) се използва в Северна Америка, а kg·m е единицата в SI. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Защо центробежната сила се увеличава с квадрата на скоростта?

Центробежна сила F = m × r × ω². Тъй като ω е пропорционално на оборотите в минута, удвояването на скоростта увеличава силата учетворено. Ето защо високоскоростните ротори изискват много по-строги допуски за балансиране от бавноскоростните ротори.

Как силата на дисбаланс влияе на лагерите?

Дисбалансът създава вектор на въртяща се сила с честота 1× RPM. Тази сила се предава през лагерите, увеличавайки динамичното натоварване на лагера, причинявайки ускорено износване, умора и вибрации. Силата на дисбаланса се добавя директно към натоварването на лагера.

Каква е връзката между силата на дисбаланса и вибрациите?

Силата на дисбаланс е основното възбуждане при 1× RPM във въртящи се машини. Получената амплитуда на вибрациите зависи от големината на силата, динамичната твърдост на машината (маса, твърдост, затихване) и близостта до резонансните честоти.

Безплатен инженерен инструмент · #007

Центробежна сила от дисбаланс

Изчислете центробежната сила, генерирана от остатъчен дисбаланс във въртяща се част. Въведете дисбаланс и скорост, за да видите незабавно резултатите от силата.

F = U·ω² г·мм → Н Натоварване на лагера

Резултати

Центробежна сила

—

Сила (kN)

—

Сила (lbf)

—

Ъглова скорост ω

—

Честота

—

Дисбаланс (кг·м)

—

Еквивалентна статична маса

—

Центробежна сила от дисбаланс

Когато роторът има остатъчен дисбаланс U (маса × ексцентричност), въртенето генерира центробежна сила:

F — центробежна сила (N)
U — дисбаланс в kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — ъглова скорост = 2πn/60 (rad/s)
n — скорост на въртене (обороти в минута)

Зависимост от скоростта

Тъй като силата зависи от ω², връзката с оборотите в минута е квадратична:

Удвояване на скоростта четворки центробежната сила. Ето защо високоскоростните машини (турбини, турбокомпресори) изискват много по-строги допуски за баланс.

Еквивалентно статично натоварване

Еквивалентната статична маса е масата, която, поставена в покой върху лагер, би произвела същото натоварване като силата на въртящия се дисбаланс:

Практически пример

Пример — Електродвигател

Дадено: Дисбаланс U = 1000 g·mm, Скорост n = 3000 об/мин

ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 rad/s

U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0,001 kg·m

F = 0,001 × 314,16² = 98,7 N

Еквивалентно статично натоварване: 98,7 / 9,81 = 10,06 кг

Типични сили на дисбаланс

Дисбаланс (g·mm)	Скорост (RPM)	Сила (N)	Приложение
100	10 000	109.7	Турбокомпресор
1 000	3 000	98.7	Електрически мотор
5 000	1 500	123.4	Центробежна помпа
10 000	750	61.7	Голям вентилатор
50 000	300	49.3	Трошачка

⚠️ Забележка: Това изчисление приема твърд ротор под първата критична скорост. Над първата критична скорост динамичният отговор е по-сложен и изисква анализ на динамиката на ротора.

Калкулатор за центробежна сила от дисбаланс | Безплатен онлайн инструмент

Публикувано от Николай Шелковенко на 15 февруари 2026 г. 15 февруари 2026 г.

Резултати

Центробежна сила от дисбаланс

Зависимост от скоростта

Еквивалентно статично натоварване

Практически пример

Типични сили на дисбаланс