ماشین حساب طراحی پلتفرم متعادل کننده

ابزار طراحی کامل برای ماشین‌های بالانس روتور با فنر

پارامترهای طراحی پلتفرم

بر اساس استانداردهای ISO 21940، ISO 2041 و اصول طراحی دستگاه بالانس

سیستم متریک

سیستم امپراتوری

پارامترهای روتور

حداکثر جرم روتور

جرم سکو (گهواره + وسایل)

حداقل سرعت متعادل سازی

دور در دقیقه

حداکثر سرعت متعادل‌سازی

دور در دقیقه

پیکربندی پلتفرم

نوع پلتفرم

تعداد فنرهای نگهدارنده

چیدمان بهاری

الزامات میرایی

محدودیت‌های طراحی

حداکثر انحراف استاتیک

حساسیت مورد نیاز

نتایج طراحی پلتفرم

الزامات بهار

کل سختی مورد نیاز:
—

سختی فنرهای منفرد:
—

قطر سیم فنر (تخمین زده شده):
—

ویژگی‌های دینامیکی

فرکانس طبیعی پلتفرم:
—

نسبت فرکانس در حداقل سرعت:
—

نسبت فرکانس در حداکثر سرعت:
—

انحراف استاتیک:
—

پیش‌بینی‌های عملکرد

قابلیت انتقال در حداقل سرعت:
—

قابلیت انتقال در حداکثر سرعت:
—

حداقل عدم تعادل قابل تشخیص:
—

توصیه‌های طراحی:

نظریه طراحی پلتفرم متعادل

ماشین‌های با یاتاقان نرم در مقابل یاتاقان سخت

یاتاقان نرم: فرکانس طبیعی سکو <30% حداقل سرعت روتور

حساسیت بهتر به عدم تعادل
قابلیت برد سرعت گسترده‌تر
به فونداسیون کم حجم تری نیاز دارد
بیشتر مستعد لرزش خارجی است

بلبرینگ سخت: فرکانس طبیعی سکو > ۳× حداکثر سرعت روتور

اندازه‌گیری‌های پایدارتر
برای متعادل کردن تولید بهتر است
حساسیت کمتر به تغییرات روتور
نیاز به تکیه‌گاه‌های بسیار سفت

انتخاب فرکانس طبیعی

fn = (1/2π) × √(k_total / m_total)

برای یاتاقان نرم: fn <0.3 × (RPMmin / 60)

برای یاتاقان‌های سخت: fn > 3 × (RPMmax / 60)

محاسبه سختی فنر

k_total = (2π × fn)² × (m_rotor + m_platform)

k_individual = k_total / n_springs (برای چیدمان موازی)

ملاحظات حساسیت

حساسیت پلتفرم به موارد زیر بستگی دارد:

نسبت جرم (سکو/روتور)
جداسازی فرکانس طبیعی
سطح میرایی
محل قرارگیری و نوع حسگر

بررسی‌های طراحی بحرانی

موج بهاری: فرکانس طبیعی فنر > ۱۳× فرکانس سکو
انحراف استاتیک: نباید از ارتفاع جامد فنر تجاوز کند
پایداری جانبی: جلوگیری از حالت‌های تکان خوردن سکو
جداسازی فونداسیون: در صورت نیاز، ایزولاسیون دوگانه را در نظر بگیرید

کاربردهای معمول

نوع روتور	محدوده سرعت	نوع پلتفرم	fn معمولی
روتورهای کوچک	۱۰۰۰-۱۰۰۰۰ دور در دقیقه	بلبرینگ نرم	۲-۵ هرتز
موتورهای الکتریکی	۶۰۰-۳۶۰۰ دور در دقیقه	بلبرینگ نرم	۱-۳ هرتز
توربین‌ها	۳۰۰۰-۲۰۰۰۰ دور در دقیقه	بلبرینگ نرم	۵-۱۵ هرتز
میل لنگ ها	۳۰۰-۲۰۰۰ دور در دقیقه	بلبرینگ سخت	۱۰۰+ هرتز

مثال‌های استفاده و راهنمای انتخاب ارزش

مثال ۱: دستگاه متعادل کننده موتور الکتریکی

سناریو: طراحی یک سکوی تعادل برای موتورهای الکتریکی تا وزن ۵۰ کیلوگرم، با سرعت ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه

جرم روتور: ۵۰ کیلوگرم (حداکثر وزن موتور)
جرم سکو: ۱۰۰ کیلوگرم (۲ برابر جرم روتور برای پایداری)
محدوده سرعت: ۱۵۰۰-۳۰۰۰ دور در دقیقه
نوع پلتفرم: یاتاقان نرم (حساسیت بهتر)
چشمه‌ها: ۴ فنر در گوشه‌ها
میرایی: نور (ζ = 0.05)
حداکثر انحراف: ۲۵ میلی‌متر
نتیجه: fn ≈ ۶.۲۵ هرتز، سختی فنر ≈ ۵.۸ کیلونیوتن بر متر برای هر کدام

مثال ۲: روتور توربین بزرگ

سناریو: روتور توربین پرسرعت، ۲۰۰ کیلوگرم، ۱۰۰۰۰-۲۰۰۰۰ دور در دقیقه

جرم روتور: ۲۰۰ کیلوگرم
جرم سکو: ۳۰۰ کیلوگرم (۱.۵ برابر برای روتورهای سنگین)
محدوده سرعت: 10000-20000 دور در دقیقه
نوع پلتفرم: بلبرینگ نرم
چشمه‌ها: ۶ فنر (شش ضلعی برای پایداری)
میرایی: متوسط (ζ = 0.1)
حداکثر انحراف: ۱۵ میلی‌متر (سفت‌تر برای دقت بیشتر)
نتیجه: fn ≈ ۴۱.۷ هرتز، فنرهای بسیار سفت مورد نیاز است

چگونه ارزش‌ها را انتخاب کنیم

انتخاب انبوه پلتفرم

روتورهای سبک (کمتر از ۵۰ کیلوگرم): جرم سکو = ۲-۳× جرم روتور
روتورهای متوسط (50-200 کیلوگرم): جرم سکو = ۱.۵-۲× جرم روتور
روتورهای سنگین (> 200 کیلوگرم): جرم سکو = ۱-۱.۵× جرم روتور
قانون: پلتفرم سنگین‌تر = پایدارتر اما کم‌حساسیت‌تر

انتخاب نوع پلتفرم

یاتاقان نرم: انتخاب کنید چه زمانی:
- نیاز به محدوده سرعت وسیع
- حساسیت بالا مورد نیاز است
- کاربردهای تحقیق/توسعه
- انواع روتور متغیر
بلبرینگ سخت: انتخاب کنید چه زمانی:
- متعادل‌سازی تولید
- عملکرد تک سرعته
- روتورهای سنگین
- حداقل فونداسیون موجود

پیکربندی فنر

۳ فنر (مثلثی): حداقل پایداری، فقط روتورهای سبک
۴ فنر (مستطیلی): رایج‌ترین، مناسب برای سکوهای مستطیلی
۶ فنر (شش ضلعی): پایداری بهتر برای روتورهای بزرگ/سنگین
۸-۱۲ چشمه: پلتفرم‌های بسیار بزرگ یا الزامات خاص

الزامات میرایی

بدون میرایی: روتورهای صلب، به دور از رزونانس
نور (ζ = 0.05): انتخاب استاندارد برای اکثر کاربردها
متوسط (ζ = 0.1): هنگام عبور از رزونانس
سنگین (ζ = 0.2): روتورهای انعطاف‌پذیر یا الزامات خاص

حداکثر انحراف

۱۰-۱۵ میلی‌متر: روتورهای کوچک با دقت بالا
۲۰-۳۰ میلی‌متر: کاربردهای استاندارد
۳۰-۵۰ میلی‌متر: روتورهای بزرگ/سنگین
قانون: طول بدون فنر نباید از 80% تجاوز کند

📘 ماشین حساب پلتفرم تعادل

طراحی پلتفرم بالانس برای بالانس روتور دو صفحه‌ای. محاسبه فرکانس طبیعی پلتفرم، سختی فنر و حساسیت آن طبق استاندارد ISO 1940-1.
بلبرینگ نرم: fn <0.3 × fmin | یاتاقان سخت: fn > ۳ × حداکثر فرکانس

💼 کاربردها

متعادل‌سازی فن (نرم): روتور ۴۵ کیلوگرم + سکو ۳۵ کیلوگرم = ۸۰ کیلوگرم. سرعت: ۱۴۸۰ دور در دقیقه = ۲۴.۷ هرتز. فرکانس مورد نیاز < 0.3×24.7 = 7.4 هرتز. طراحی: fn = 6 هرتز. فنرها: 4 × 22 کیلونیوتن بر متر. حساسیت: عدم تعادل 0.5 گرم بر میلی‌متر بر کیلوگرم را تشخیص می‌دهد.
توربوشارژر (سخت): روتور ۱۲ کیلوگرم، ۲۴۰۰۰ دور در دقیقه = ۴۰۰ هرتز. فرکانس مورد نیاز fn > ۳×۴۰۰ = ۱۲۰۰ هرتز. پلتفرم یا پایه بسیار سفت. اندازه‌گیری مبتنی بر شتاب‌سنج.
روتور پمپ (نرم): روتور ۱۸۵ کیلوگرمی، ۲۹۸۰ دور در دقیقه. پلتفرم: ۹۵ کیلوگرم. فرکانس fn = ۴.۲ هرتز. انحراف: ۸ میلی‌متر. میرایی: متوسط (ζ=۰.۱). میزان تشخیص ۲ گرم بر میلی‌متر بر کیلوگرم (کلاس G۲.۵).

انواع پلتفرم:

یاتاقان نرم: ضریب اف ان پایین. انحراف زیاد. لرزش نسبی روتور را اندازه‌گیری می‌کند. برای همه سرعت‌ها از جمله سرعت‌های متغیر مناسب است.

بلبرینگ سخت: fn بالا. ساختار سفت. لرزش مطلق را اندازه‌گیری می‌کند. مناسب برای سرعت ثابت، طراحی جمع و جور.

ماشین حساب طراحی پلتفرم متعادل کننده

منتشر شده توسط admin در اکتبر 20, 2025 اکتبر 20, 2025

پارامترهای طراحی پلتفرم

پارامترهای روتور

پیکربندی پلتفرم

محدودیت‌های طراحی

نتایج طراحی پلتفرم

الزامات بهار

ویژگی‌های دینامیکی

پیش‌بینی‌های عملکرد

توصیه‌های طراحی:

نظریه طراحی پلتفرم متعادل

ماشین‌های با یاتاقان نرم در مقابل یاتاقان سخت

انتخاب فرکانس طبیعی

محاسبه سختی فنر

ملاحظات حساسیت

بررسی‌های طراحی بحرانی

کاربردهای معمول

مثال‌های استفاده و راهنمای انتخاب ارزش

مثال ۱: دستگاه متعادل کننده موتور الکتریکی

مثال ۲: روتور توربین بزرگ

چگونه ارزش‌ها را انتخاب کنیم

انتخاب انبوه پلتفرم

انتخاب نوع پلتفرم

پیکربندی فنر

الزامات میرایی

حداکثر انحراف

📘 ماشین حساب پلتفرم تعادل

💼 کاربردها

انواع پلتفرم: