Tasuta inseneri tööriist
Omavõnkesageduse kalkulaator
Arvutage mass-vedru süsteemi omavõnkesagedus. Sisestage mass ja vedru jäikus, et saada sagedus hertsides, nurksagedus, periood, ekvivalentne p/min ja staatiline läbipainde.
Tulemused
Mass-vedru süsteemi omavõnkesagedus
Summutamata ühe vabadusastmega mass-vedru süsteemi omavõnkesagedus:
- k — vedru jäikus (N/m). Kui see on antud N/mm-s, korrutage see 1000-ga.
- m - mass (kg)
Nurksagedus
Periood ja staatiline läbipaine
Kus g = 9,81 m/s² ja k on N/mm, läbipainde tulemus millimeetrites.
Praktiline näide
Antud: Masina mass = 150 kg, vedrude kogujäikus k = 300 N/mm
k N/m = 300 × 1000 = 300 000 N/m
f_n = (1/2π) × √(300 000/150) = (1/6,2832) × 44,72 = 7,12 Hz
ω_n = 2π × 7,12 = 44,7 rad/s
T = 1/7,12 = 0,140 sekundit
Ekvivalentne p/min = 7,12 × 60 = 427 p/min
δ_staatiline = 150 × 9,81 / 300 000 × 1000 = 4,9 mm
⚠️ Märkus: Resonantsi vältimiseks veenduge, et töökiirus oleks loomulikust sagedusest vähemalt 20–30% kaugusel. Resonantsi lähedal töötamisel lisage summutust või muutke jäikust/massi.
Natural frequency is the frequency at which a system oscillates freely after being displaced from its equilibrium position and released. For a mass-spring system, it depends only on the mass and the spring stiffness.
Every mechanical structure has one or more natural frequencies, and they are fundamental properties used in vibration analysis, structural design, and machine diagnostics.
Knowing the natural frequency of a machine or its components is critical because if the operating speed (excitation frequency) coincides with the natural frequency, resonance occurs.
Resonance causes dramatically amplified vibrations that can lead to excessive wear, fatigue failure, bearing damage, and even catastrophic structural collapse. Engineers design machines so that operating speeds are well separated from natural frequencies.
Spring stiffness (rate) can be measured by applying a known force to the spring and measuring the resulting deflection. Stiffness k = Force / Deflection.
For example, if a 100 N force compresses a spring by 2 mm, the stiffness is 100/2 = 50 N/mm. You can also use a compression testing machine for accurate results, or consult the manufacturer's datasheet for the spring rate specification.
When the operating speed (excitation frequency) matches the natural frequency of the system, resonance occurs. At resonance, vibration amplitudes increase dramatically — theoretically to infinity in an undamped system, and to very high levels in real (lightly damped) systems.
This can cause rapid fatigue failure, excessive noise, bearing damage, and structural collapse. This is why vibration analysis always checks for proximity to resonance.
There are several strategies to avoid resonance:
- Change the operating speed so it is at least 20–30% away from any natural frequency
- Modify the stiffness by adding braces, stiffeners, or changing spring rates
- Change the mass of the vibrating component
- Add damping using vibration dampers, rubber isolators, or tuned mass dampers
- Use variable-speed drives to avoid dwelling at critical speeds during startup or shutdown
Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.
Professionaalsed kaasaskantavad tasakaalustuspingid, vibratsioonianalüsaatorid ja seisundi jälgimise süsteemid, mida kasutatakse enam kui 50 riigis. Tuvastage resonantsiprobleemid ja tasakaalustage rootoreid kohapeal.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on vibratsioonianalüüsi insener ning Vibromera asutaja ja tegevjuht. Rohkem kui 15 aastat on ta tasakaalustanud pöörlevaid seadmeid kohapeal, mitte katsestendil: multšereid, tööstuslikke ventilaatoreid, purustajaid, tsentrifuuge, võlle ja spindleid. Just sellest tööst kasvasid välja Balanset seadmed — need kavandati tööriistana, mille spetsialist saab masina juurde kaasa võtta ja üksi kohapeal kasutada, mitte laboriseadmena. Vibromera asutati 2017. aastal ja alates 2023. aastast asub see Portos Portugalis. Siin toimub kogu Balanset seeria arendus, koostamine ja tugi. Lipulaevaks on Balanset-1A, kaasaskantav analüsaator ühe- ja kahetasapinnaliseks tasakaalustamiseks ning vibratsioonidiagnostikaks. Nikolai osaleb isiklikult klienditoes, keeruliste tasakaalustusjuhtumite lahendamises ja tarkvara arendamises. Ta töötab klientidega üle kogu maailma, mis tahes keeles.
