Wie berechne ich die Zentrifugalkraft aus der Unwucht?

Die Zentrifugalkraft F berechnet sich nach der Formel F = U × ω², wobei U die Unwucht in kg·m und ω die Winkelgeschwindigkeit in rad/s ist. Bei einer Unwucht in g·mm wird diese durch Division durch 10⁶ in kg·m umgerechnet. Die Winkelgeschwindigkeit ω beträgt 2π × n / 60, wobei n die Drehzahl in U/min ist.

Was ist die Einheit des Ungleichgewichts?

Die Unwucht wird in Masse × Weg-Einheiten gemessen: g·mm (Gramm-Millimeter) ist in der Industrie am gebräuchlichsten, oz·in (Unzen-Zoll) wird in Nordamerika verwendet, und kg·m ist die SI-Einheit. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Warum nimmt die Zentrifugalkraft mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu?

Die Zentrifugalkraft F berechnet sich nach der Formel F = m × r × ω². Da ω proportional zur Drehzahl ist, vervierfacht sich die Kraft bei einer Verdopplung der Drehzahl. Aus diesem Grund erfordern schnelllaufende Rotoren deutlich engere Auswuchttoleranzen als langsamlaufende Rotoren.

Wie wirkt sich die Unwuchtkraft auf Lager aus?

Unwucht erzeugt einen rotierenden Kraftvektor mit der Drehzahl (1× U/min). Diese Kraft wird über die Lager übertragen, wodurch die dynamische Lagerbelastung steigt und es zu beschleunigtem Verschleiß, Materialermüdung und Vibrationen kommt. Die Unwuchtkraft trägt direkt zur Lagerbelastung bei.

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Unwuchtkraft und Schwingung?

Die Unwuchtkraft ist die primäre Anregung bei einer Drehzahl von 1 U/min in rotierenden Maschinen. Die resultierende Schwingungsamplitude hängt von der Kraftgröße, der dynamischen Steifigkeit der Maschine (Masse, Steifigkeit, Dämpfung) und der Nähe zu Resonanzfrequenzen ab.

Kostenloses Ingenieurwerkzeug · #007

Zentrifugalkraft aufgrund von Unwucht

Berechnen Sie die durch die Restunwucht eines rotierenden Bauteils erzeugte Zentrifugalkraft. Geben Sie Unwucht und Drehzahl ein, um die Kraftwerte sofort zu sehen.

F = U·ω² g·mm → N Lagerbelastung

Ergebnisse

Zentrifugalkraft

—

Kraft (kN)

—

Kraft (lbf)

—

Winkelgeschwindigkeit ω

—

Frequenz

—

Unwucht (kg·m)

—

Äquivalente statische Masse

—

Zentrifugalkraft aufgrund von Unwucht

Wenn ein Rotor eine Restunwucht U (Masse × Exzentrizität) aufweist, erzeugt die Rotation eine Zentrifugalkraft:

F — Zentrifugalkraft (N)
U — Unwucht in kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — Winkelgeschwindigkeit = 2πn/60 (rad/s)
n — Drehzahl (U/min)

Geschwindigkeitsabhängigkeit

Da die Kraft von ω² abhängt, ist die Beziehung zur Drehzahl quadratisch:

Verdopplung der Geschwindigkeit Vierlinge Die Zentrifugalkraft. Deshalb erfordern Hochgeschwindigkeitsmaschinen (Turbinen, Turbolader) viel engere Auswuchttoleranzen.

Äquivalente statische Last

Die äquivalente statische Masse ist die Masse, die, wenn sie auf einem Lager ruht, die gleiche Last wie die rotierende Unwuchtkraft erzeugen würde:

Praktisches Beispiel

Beispiel – Elektromotor

Gegeben: Unwucht U = 1000 g·mm, Drehzahl n = 3000 U/min

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

Äquivalente statische Last: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Typische Ungleichgewichtskräfte

Unwucht (g·mm)	Drehzahl (RPM)	Kraft (N)	Anwendung
100	10 000	109.7	Turbolader
1 000	3 000	98.7	Elektromotor
5 000	1 500	123.4	Kreiselpumpe
10 000	750	61.7	Großer Ventilator
50 000	300	49.3	Brecher

⚠️ Hinweis: Diese Berechnung setzt einen starren Rotor unterhalb der ersten kritischen Drehzahl voraus. Oberhalb der ersten kritischen Drehzahl ist das dynamische Verhalten komplexer und erfordert eine rotordynamische Analyse.

Zentrifugalkraftrechner für Unwucht | Kostenloses Online-Tool

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 15. Februar 2026

Ergebnisse

Zentrifugalkraft aufgrund von Unwucht

Geschwindigkeitsabhängigkeit

Äquivalente statische Last

Praktisches Beispiel

Typische Ungleichgewichtskräfte