Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka odstředivé síly kladiva
Vypočítejte odstředivou sílu působící na kladiva drtiče a mlýna. Zadejte hmotnost kladiva, poloměr těžiště a otáčky rotoru pro získání síly působící na zajišťovací čepy a šrouby.
Výsledky
Vzorec pro odstředivou sílu
Odstředivá síla působící na rotující kladivo v jeho těžišti:
- m — hmotnost kladiva (kg)
- R — vzdálenost od středu otáčení k těžišti kladiva (m)
- ω — úhlová rychlost (rad/s) = 2πn/60
- n — otáčky (ot./min.)
Poměr síly k hmotnosti
Toto číslo udává, kolikrát je odstředivá síla větší než vlastní hmotnost kladiva. U průmyslových kladivových mlýnů jsou běžné hodnoty 500–2000× g.
Dimenzování čepů (dvojitý střih)
Pro kladivo držené čepem v dvojitém střihu:
Kde τdov je přípustné smykové napětí (obvykle 60–80 MPa pro středně uhlíkovou ocel s bezpečnostním faktorem 3–5).
Praktický příklad
Vzhledem k: Hmotnost kladiva = 5 kg, R = 400 mm, Otáčky = 1500 ot./min
ω = 2π × 1500 / 60 = 157,08 rad/s
F = 5 × 0,400 × 157,08² = 49 348 N (49,3 kN)
F / (m×g) = 49 348 / (5 × 9,81) = 1 006 × g
Obvodová rychlost v bodě R: v = ω × R = 157,08 × 0,4 = 62,8 m/s
⚠️ Důležité: Toto je pouze odstředivá síla. Rázové síly během drcení přidávají značné dynamické zatížení. Pro dimenzování čepů, šroubů a kotoučů vždy používejte odpovídající bezpečnostní faktory (3–5).
Centrifugal force determines the load on hammer retention pins, bolts, and pivot points. It is essential for:
- Sizing fasteners (pins, bolts) for adequate shear and fatigue strength
- Designing rotor discs to withstand distributed loads
- Predicting hammer behavior (swing-out angle for swing hammers)
- Ensuring safe operation — a thrown hammer is a lethal projectile
A 5 kg hammer at 1500 RPM on R=400mm experiences ~49 kN — equivalent to hanging 5 tonnes from the pin.
Higher centrifugal force:
- Keeps swing hammers extended — hammers stay in radial position, maximizing effective diameter and impact energy
- Increases impact force — impact energy is proportional to mv² (tip speed squared)
- Higher pin loads — requires stronger retention hardware
- More disc stress — disc holes experience bearing stress from pins under centrifugal load
For a pin in double shear:
- Required pin area = F / (2 × τallow)
- Pin diameter = √(2F / (π × τallow))
- Use τallow = 60–80 MPa for medium carbon steel
- Apply safety factor 3–5 for dynamic/fatigue loads
Example: F = 49 kN, SF = 4, τallow = 70 MPa → d = √(2 × 49000 × 4 / (π × 70)) = 42 mm pin required.
Unequal hammer masses create unbalance forces that cause:
- Vibration — grows with RPM², leading to bearing failure
- Bearing damage — reduced bearing life by factor of (F/F₀)³
- Structural fatigue — cracking of frame, foundation bolts, and welds
- Poor product quality — uneven grinding, inconsistent particle size
Always weigh and arrange hammers for minimum unbalance.
Common causes of uneven wear:
- Non-uniform feed — material entering one side of the rotor more than the other
- Material variation — different hardness zones in feed material
- Screen condition — worn or damaged screen sections cause uneven discharge
- Breaker plate alignment — misaligned plates deflect material unevenly
- Initial mass differences — even small manufacturing tolerances compound over time
Implement a regular hammer rotation schedule: flip (180°), swap positions, and weigh before reinstalling.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální vyvažování rotorů pro drtiče a kladivové mlýny. Snižuje vibrace a prodlužuje životnost ložisek. Používá se ve více než 50 zemích.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
