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.
Ergebnisse
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)
Drehzahlabhängigkeit
Da die Kraft von ω² abhängt, ist die Beziehung zur Drehzahl quadratisch:
Verdopplung der Drehzahl vervierfacht 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
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 Unwuchtkräfte
| 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.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
