Kuidas arvutada tsentrifugaaljõudu tasakaalustamatusest?

Tsentrifugaaljõud F = U × ω², kus U on tasakaalutus kg·m-des ja ω on nurkkiirus rad/s. Kui tasakaalutus on g·mm-des, teisendatakse see kg·m-deks jagades 10⁶-ga. Nurkkiirus ω = 2π × n / 60, kus n on kiirus p/min.

Mis on tasakaalustamatuse ühik?

Tasakaalustamatust mõõdetakse massi × kauguse ühikutes: tööstuses on kõige levinum ühik g·mm (grammillimeetrid), Põhja-Ameerikas kasutatakse ühikut oz·in (unts-tolli) ja SI-ühik on kg·m. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Miks tsentrifugaaljõud suureneb kiiruse ruuduga?

Tsentrifugaaljõud F = m × r × ω². Kuna ω on võrdeline p/min-ga, siis kiiruse kahekordistamine neljakordistab jõudu. Seetõttu vajavad kiired rootorid palju rangemaid tasakaalutolerantse kui aeglased rootorid.

Kuidas tasakaalustamatuse jõud laagreid mõjutab?

Tasakaalustamatus tekitab pöörleva jõuvektori sagedusel 1× p/min. See jõud kandub üle laagritele, suurendades dünaamilist laagrikoormust, põhjustades kiirenenud kulumist, väsimust ja vibratsiooni. Tasakaalustamatuse jõud lisab otseselt laagrikoormusele.

Milline on seos tasakaalutusjõu ja vibratsiooni vahel?

Tasakaalustamatuse jõud on pöörlevate masinate puhul 1× p/min juures peamine ergutus. Saadud vibratsiooni amplituud sõltub jõu suurusest, masina dünaamilisest jäikusest (mass, jäikus, summutus) ja resonantssageduste lähedusest.

Tasuta inseneritööriist · #007

Tsentrifugaaljõud tasakaalustamatusest

Arvutage pöörleva detaili jääktasakaalustamatuse tekitatud tsentrifugaaljõud. Sisestage tasakaalustamatus ja kiirus, et jõu tulemusi koheselt näha.

F = U·ω² g·mm → N Kandevõime

Tulemused

Tsentrifugaaljõud

—

Jõud (kN)

—

Jõud (lbf)

—

Nurkkiirus ω

—

Sagedus

—

Tasakaalustamatus (kg·m)

—

Ekvivalentne staatiline mass

—

Tsentrifugaaljõud tasakaalustamatusest

Kui rootoril on jääktasakaalustamatus U (mass × ekstsentrilisus), tekitab pöörlemine tsentrifugaaljõu:

F — tsentrifugaaljõud (N)
U — tasakaalustamatus kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — nurkkiirus = 2πn/60 (rad/s)
n — pöörlemiskiirus (RPM)

Kiiruse sõltuvus

Kuna jõud sõltub ω²-st, on seos pöörlemissagedusega RPM ruutkeskmine:

Kiiruse kahekordistamine neljakordsed tsentrifugaaljõud. Seetõttu vajavad kiired masinad (turbiinid, turboülelaadurid) palju rangemaid tasakaalutolerantse.

Ekvivalentne staatiline koormus

Ekvivalentne staatiline mass on mass, mis laagrile asetatuna tekitaks sama koormuse kui pöörlev tasakaalutusjõud:

Praktiline näide

Näide — elektrimootor

Antud: Tasakaalustamatus U = 1000 g·mm, kiirus n = 3000 p/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

Ekvivalentne staatiline koormus: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Tüüpilised tasakaalutusjõud

Tasakaalustamatus (g·mm)	Kiirus (RPM)	Jõud (N)	Taotlus
100	10 000	109.7	Turbolaadur
1 000	3 000	98.7	Elektrimootor
5 000	1 500	123.4	Tsentrifugaalpump
10 000	750	61.7	Suur ventilaator
50 000	300	49.3	Purusti

⚠️ Märkus: See arvutus eeldab esimesest kriitilisest kiirusest madalamal jäika rootorit. Esimesest kriitilisest kiirusest kõrgemal on dünaamiline reaktsioon keerukam ja nõuab rootori dünaamika analüüsi.

Tsentrifugaaljõu arvutamine tasakaalustamatuse kalkulaatorist | Tasuta veebitööriist

Avaldatud Nikolai Šelkovenko kell 15. veebruar 2026 15. veebruar 2026

Tulemused

Tsentrifugaaljõud tasakaalustamatusest

Kiiruse sõltuvus

Ekvivalentne staatiline koormus

Praktiline näide

Tüüpilised tasakaalutusjõud