Gratis ingeniørværktøj
Valg af fjeder efter målfrekvens
Beregn den nødvendige fjederstivhed for en given masse og målrettet egenfrekvens. Design vibrationsisoleringssystemer ved at bestemme den nødvendige fjederkonstant.
Resultater
Nødvendig fjederstivhed
Givet en masse og en ønsket egenfrekvens, udledes den nødvendige fjederstivhed fra egenfrekvensligningen løst for k:
- m — massen af den understøttede maskine (kg)
- f — ønsket egenfrekvens (Hz)
- k — krævet samlet fjederstivhed (N/m); divider med 1000 for N/mm
Omregning af omdrejninger pr. minut til Hz
Statisk nedbøjning & stivhed pr. fjeder
Hvor g = 9,81 m/s² og k er i N/mm for udbøjningsresultatet i mm.
Praktisk eksempel
Givet: Maskinmasse = 300 kg, målfrekvens = 4 Hz, 4 fjedre
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189.510 N/m = 189,5 N/mm
δ_statisk = 300 × 9,81 / 189.510 × 1000 = 15,5 mm
k pr. fjeder = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm
Ækvivalent omdrejningstal = 4 × 60 = 240 omdr./min.
ℹ️ Designregel: For effektiv vibrationsisolering bør den naturlige frekvens være højst 1/3 af den laveste driftsfrekvens. Dette sikrer en isolation på mindst 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.
Procedurerne beskrevet på denne side blev udviklet og felttestet af Vibromera-teamet ved hjælp af Balanset-1A, en bærbar tokanals afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator til afbalancering af rotorer på stedet.
Professionelle bærbare afbalanceringsinstrumenter, vibrationsanalysatorer og tilstandsovervågningssystemer, der anvendes i over 50 lande. Design optimale isoleringssystemer og verificer ydeevnen på stedet.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko er vibrationsanalyseingeniør samt stifter og direktør for Vibromera. I mere end 15 år har han afbalanceret roterende udstyr i marken frem for på en prøvebænk: flismaskiner, industriventilatorer, knusere, centrifuger, aksler og spindler. Det er dette arbejde, Balanset-instrumenterne er vokset ud af — de blev udviklet som et værktøj, en specialist kan tage med hen til maskinen og bruge alene på stedet, ikke som laboratorieudstyr. Vibromera blev grundlagt i 2017 og har siden 2023 haft base i Porto i Portugal. Udvikling, montage og support af Balanset-serien foregår her. Flagskibet er Balanset-1A, en bærbar analysator til afbalancering i ét og to planer og til vibrationsdiagnostik. Nikolai deltager personligt i kundesupporten, i arbejdet med vanskelige afbalanceringsopgaver og i udviklingen af softwaren. Han arbejder med kunder over hele verden, på ethvert sprog.
