Tasuta inseneri tööriist
Vedrude valik sihtsageduse järgi
Arvutage antud massi ja sihtvõnkesageduse jaoks vajalik vedrujäikus. Projekteerige vibratsiooniisolatsioonisüsteemid, määrates vajaliku vedrujäikuse.
Tulemused
Nõutav vedrujäikus
Arvestades massi ja soovitud omavõnkesagedust, tuletatakse vedru vajalik jäikus omavõnkesageduse võrrandist, mis on lahendatud k jaoks:
- m — toetatava masina mass (kg)
- f — siht-omavõnkesagedus (Hz)
- k — vedru nõutav kogujäikus (N/m); jagage N/mm korral 1000-ga
P/min Hz-ks teisendamine
Staatiline läbipaine ja vedru kohta jäikus
Kus g = 9,81 m/s² ja k on N/mm, läbipainde tulemus millimeetrites.
Praktiline näide
Antud: Masina mass = 300 kg, sihtsagedus = 4 Hz, 4 vedru
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189 510 N/m = 189,5 N/mm
δ_staatiline = 300 × 9,81 / 189 510 × 1000 = 15,5 mm
k vedru kohta = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm
Ekvivalentne p/min = 4 × 60 = 240 p/min
ℹ️ Kujundusreegel: Efektiivse vibratsiooniisolatsiooni tagamiseks peaks omasagedus olema maksimaalselt 1/3 madalaimast töösagedusest. See tagab vähemalt 87,5% isolatsiooni.
To select springs for vibration isolation, first determine the mass of the machine and the desired natural frequency of the isolation system. The natural frequency should be well below the operating frequency — typically less than 1/3 of the lowest excitation frequency.
Use the formula k = m × (2πf)² to calculate the required total spring stiffness, then divide by the number of springs to get the stiffness per spring. Verify that the static deflection is acceptable and that the springs can support the load.
For effective vibration isolation, the natural frequency should be at most 1/3 of the lowest operating frequency. For example, if a machine runs at 1500 RPM (25 Hz), the isolation system should have a natural frequency below about 8 Hz.
Lower natural frequencies provide better isolation but require softer springs and larger static deflections. Typical isolation systems target 2–8 Hz depending on the application.
The transmissibility of a vibration isolation system depends on the ratio of operating frequency to natural frequency. Isolation only begins when this ratio exceeds √2 ≈ 1.41.
At a ratio of 3 (natural frequency = 1/3 of operating), transmissibility drops to about 12.5%, meaning 87.5% of vibration is isolated. Below √2, the system actually amplifies vibrations, with the worst case at resonance (ratio = 1).
The number of springs depends on the machine size, weight distribution, and mounting configuration:
- 4 springs — most common, one at each corner for rectangular machines
- 3 springs — triangular layouts
- 6+ springs — large machines requiring distributed support
The total required stiffness is divided equally among all springs. Ensure all springs have equal stiffness to prevent tilting.
Static deflection is the amount a spring compresses under the weight of the supported mass due to gravity (δ = mg/k). It matters because:
- It determines how much the machine sinks on the springs
- It is directly related to natural frequency — larger deflection = lower frequency = better isolation
- The spring must have enough travel for static deflection plus dynamic motion
- Excessive deflection can cause stability issues
Typical isolation springs have 5–25 mm of static deflection.
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 tasakaalustid, vibratsioonianalüsaatorid ja seisundi jälgimise süsteemid, mida kasutatakse enam kui 50 riigis. Projekteerige optimaalsed isolatsioonisüsteemid ja kontrollige nende toimivust 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.
