Πώς μπορώ να υπολογίσω τη φυγόκεντρο δύναμη από την ανισορροπία;

Φυγοκεντρική δύναμη F = U × ω², όπου U είναι η ανισορροπία σε kg·m και ω είναι η γωνιακή ταχύτητα σε rad/s. Εάν η ανισορροπία είναι σε g·mm, μετατρέψτε την σε kg·m διαιρώντας με το 10⁶. Η γωνιακή ταχύτητα ω = 2π × n / 60, όπου n είναι η ταχύτητα σε RPM.

Ποια είναι η μονάδα ανισορροπίας;

Η ανισορροπία μετριέται σε μονάδες μάζας × απόστασης: η μονάδα g·mm (γραμμάρια-χιλιοστά) είναι πιο συνηθισμένη στη βιομηχανία, η μονάδα oz·in (ουγγιές-ίντσες) χρησιμοποιείται στη Βόρεια Αμερική και η μονάδα SI είναι kg·m. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Γιατί η φυγόκεντρος δύναμη αυξάνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας;

Φυγοκεντρική δύναμη F = m × r × ω². Δεδομένου ότι το ω είναι ανάλογο των στροφών/λεπτό, ο διπλασιασμός της ταχύτητας τετραπλασιάζει τη δύναμη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ρότορες υψηλής ταχύτητας απαιτούν πολύ αυστηρότερες ανοχές ισορροπίας από τους ρότορες χαμηλής ταχύτητας.

Πώς επηρεάζει η δύναμη ανισορροπίας τα ρουλεμάν;

Η ανισορροπία δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο διάνυσμα δύναμης με συχνότητα 1× RPM. Αυτή η δύναμη μεταδίδεται μέσω των ρουλεμάν, αυξάνοντας το δυναμικό φορτίο των ρουλεμάν, προκαλώντας επιταχυνόμενη φθορά, κόπωση και κραδασμούς. Η δύναμη ανισορροπίας προσθέτει άμεσα στο φορτίο των ρουλεμάν.

Ποια είναι η σχέση μεταξύ της δύναμης ανισορροπίας και της δόνησης;

Η δύναμη ανισορροπίας είναι η κύρια διέγερση στις 1× RPM σε περιστρεφόμενους μηχανισμούς. Το προκύπτον πλάτος ταλάντωσης εξαρτάται από το μέγεθος της δύναμης, τη δυναμική ακαμψία της μηχανής (μάζα, ακαμψία, απόσβεση) και την εγγύτητα στις συχνότητες συντονισμού.

Δωρεάν Εργαλείο Μηχανικής · #007

Φυγοκεντρική Δύναμη από Ανισορροπία

Υπολογίστε τη φυγόκεντρο δύναμη που παράγεται από την υπολειμματική ανισορροπία σε ένα περιστρεφόμενο μέρος. Εισαγάγετε την ανισορροπία και την ταχύτητα για να δείτε άμεσα τα αποτελέσματα της δύναμης.

F = U·ω² g·mm → N Φορτίο ρουλεμάν

Αποτελέσματα

Φυγοκεντρική Δύναμη

—

Δύναμη (kN)

—

Δύναμη (lbf)

—

Γωνιακή ταχύτητα ω

—

Συχνότητα

—

Ανισορροπία (kg·m)

—

Ισοδύναμη στατική μάζα

—

Φυγοκεντρική Δύναμη από Ανισορροπία

Όταν ένας ρότορας έχει υπολειμματική ανισορροπία U (μάζα × εκκεντρότητα), η περιστροφή δημιουργεί μια φυγόκεντρο δύναμη:

F — φυγοκεντρική δύναμη (N)
U — ανισορροπία σε kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — γωνιακή ταχύτητα = 2πn/60 (rad/s)
n — ταχύτητα περιστροφής (RPM)

Εξάρτηση από την ταχύτητα

Δεδομένου ότι η δύναμη εξαρτάται από το ω², η σχέση με τις στροφές ανά λεπτό είναι τετραγωνική:

Διπλασιάζοντας την ταχύτητα τετραπλάσια η φυγόκεντρος δύναμη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μηχανήματα υψηλής ταχύτητας (στροβίλους, υπερσυμπιεστές) απαιτούν πολύ αυστηρότερες ανοχές ισορροπίας.

Ισοδύναμο στατικό φορτίο

Η ισοδύναμη στατική μάζα είναι η μάζα που, τοποθετημένη σε ηρεμία σε ένα έδρανο, θα παρήγαγε το ίδιο φορτίο με την περιστρεφόμενη δύναμη ανισορροπίας:

Πρακτικό παράδειγμα

Παράδειγμα — Ηλεκτροκινητήρας

Δεδομένο: Ανισορροπία U = 1000 g·mm, Ταχύτητα n = 3000 σ.α.λ.

ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 rad/s

U (SI) = 1000 × 10-6 = 0,001 kg·m

F = 0,001 × 314,16² = 98,7 Β

Ισοδύναμο στατικό φορτίο: 98,7 / 9,81 = 10,06 κιλά

Τυπικές Δυνάμεις Ανισορροπίας

Ανισορροπία (g·mm)	Ταχύτητα (RPM)	Δύναμη (Ν)	Εφαρμογή
100	10 000	109.7	Στροβιλοσυμπιεστής
1 000	3 000	98.7	Ηλεκτρικός κινητήρας
5 000	1 500	123.4	Φυγοκεντρική αντλία
10 000	750	61.7	Μεγάλος ανεμιστήρας
50 000	300	49.3	Συνθλίβων

⚠️ Σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει έναν άκαμπτο ρότορα κάτω από την πρώτη κρίσιμη ταχύτητα. Πάνω από την πρώτη κρίσιμη ταχύτητα, η δυναμική απόκριση είναι πιο σύνθετη και απαιτεί ανάλυση δυναμικής του ρότορα.

Υπολογιστής φυγοκεντρικής δύναμης από ανισορροπία | Δωρεάν διαδικτυακό εργαλείο

Δημοσιεύθηκε από Nikolai Shelkovenko σε 15 Φεβρουαρίου, 2026 15 Φεβρουαρίου, 2026

Αποτελέσματα

Φυγοκεντρική Δύναμη από Ανισορροπία

Εξάρτηση από την ταχύτητα

Ισοδύναμο στατικό φορτίο

Πρακτικό παράδειγμα

Τυπικές Δυνάμεις Ανισορροπίας