Tasapainotusalustan suunnittelulaskuri
Täydellinen suunnittelutyökalu jousikiinnitteisiin roottoreiden tasapainotuskoneisiin
Alustan suunnitteluparametrit
Perustuu standardeihin ISO 21940 ja ISO 2041 sekä tasapainotuskoneiden suunnitteluperiaatteisiin
Alustasuunnittelun tulokset
Jousivaatimukset
—
—
—
Dynaamiset ominaisuudet
—
—
—
—
Suorituskykyennusteet
—
—
—
Suunnittelusuositukset:
Tasapainottavan alustan suunnitteluteoria
Pehmeä- vs. kovalaakerikoneet
Pehmeä laakeri: Alustan luonnollinen taajuus < 30% roottorin vähimmäisnopeudesta
- Parempi herkkyys epätasapainolle
- Laajempi nopeusalue
- Vaatii vähemmän massiivisen perustuksen
- Alttiimpi ulkoiselle tärinälle
Kova laakeri: Lavan ominaistaajuus > 3 × roottorin enimmäisnopeus
- Vakaammat mittaukset
- Parempi tuotannon tasapainottamiseen
- Vähemmän herkkä roottorin muutoksille
- Vaatii erittäin jäykät tuet
Luonnollisen taajuuden valinta
Pehmeälle laakerille: fn < 0,3 × (rpm/min / 60)
Kovalle laakerille: fn > 3 × (RPMmax / 60)
Jousen jäykkyyden laskeminen
Herkkyysnäkökohdat
Alustan herkkyys riippuu:
- Massasuhde (alusta/roottori)
- Luonnollinen taajuuserottelu
- Vaimennustaso
- Anturin sijoitus ja tyyppi
Kriittiset suunnittelutarkastukset
- Kevätaalto: Jousen ominaistaajuus > 13 × alustan taajuus
- Staattinen taipuma: Jousen kiinteän osan korkeutta ei saa ylittää
- Sivuttaisvakaus: Estä alustan keinuntatilat
- Perustuksen eristys: Harkitse tarvittaessa kaksoiseristystä
Tyypilliset sovellukset
| Roottorin tyyppi | Nopeusalue | Alustan tyyppi | Tyypillinen fn |
|---|---|---|---|
| Pienet roottorit | 1000–10 000 kierrosta minuutissa | Pehmeä laakeri | 2–5 Hz |
| Sähkömoottorit | 600–3600 kierrosta minuutissa | Pehmeä laakeri | 1–3 Hz |
| Turbiinit | 3000–20000 kierrosta minuutissa | Pehmeä laakeri | 5–15 Hz |
| Kampiakselit | 300–2000 kierrosta minuutissa | Kova laakeri | yli 100 Hz |
Käyttöesimerkkejä ja arvojen valintaopas
Esimerkki 1: Sähkömoottorin tasapainotuskone
Skenaario: Suunnittele tasapainotusalusta enintään 50 kg:n sähkömoottoreille, joiden nopeus on 1500–3000 rpm
- Roottorin massa: 50 kg (moottorin enimmäispaino)
- Lavan massa: 100 kg (2 × roottorin massa vakauden varmistamiseksi)
- Nopeusalue: 1500–3000 kierrosta minuutissa
- Alustan tyyppi: Pehmeä laakeri (parempi herkkyys)
- Jouset: 4 jousta kulmissa
- Vaimennus: Valo (ζ = 0,05)
- Maksimaalinen taipuma: 25 mm
- Tulos: fn ≈ 6,25 Hz, jousen jäykkyys ≈ 5,8 kN/m kukin
Esimerkki 2: Suuri turbiiniroottori
Skenaario: Nopea turbiiniroottori, 200 kg, 10000-20000 RPM
- Roottorin massa: 200 kg
- Lavan massa: 300 kg (1,5 × raskaille roottoreille)
- Nopeusalue: 10000–20000 kierrosta minuutissa
- Alustan tyyppi: Pehmeä laakeri
- Jouset: 6 jousta (kuusikulmaisia vakauden takaamiseksi)
- Vaimennus: Kohtalainen (ζ = 0,1)
- Maksimaalinen taipuma: 15 mm (jäykempi tarkkuuden takaamiseksi)
- Tulos: fn ≈ 41,7 Hz, tarvitaan erittäin jäykät jouset
Kuinka valita arvot
Alustan massan valinta
- Kevyet roottorit (< 50 kg): Lavan massa = 2–3 × roottorin massa
- Keskikokoiset roottorit (50–200 kg): Lavan massa = 1,5–2 × roottorin massa
- Raskaat roottorit (> 200 kg): Lavan massa = 1–1,5 × roottorin massa
- Sääntö: Painavampi alusta = vakaampi mutta vähemmän herkkä
Alustan tyypin valinta
- Pehmeä laakeri: Valitse milloin:
- Tarvitaan laaja nopeusalue
- Vaaditaan korkea herkkyys
- Tutkimus-/kehityssovellukset
- Muuttuvat roottorit
- Kova laakeri: Valitse milloin:
- Tuotannon tasapainottaminen
- Yhden nopeuden toiminta
- Raskaat roottorit
- Minimimeikkiä saatavilla
Jousikokoonpano
- 3 jousta (kolmionmuotoiset): Minimivakaus, vain kevyet roottorit
- 4 jousta (suorakulmainen): Yleisin, sopii suorakaiteen muotoisille alustoille
- 6 jousta (kuusikulmainen): Parempi vakaus suurille/raskaille roottoreille
- 8–12 jousta: Erittäin suuret alustat tai erityisvaatimukset
Vaimennusvaatimukset
- Ei vaimennusta: Jäykät roottorit, kaukana resonanssista
- Valo (ζ = 0,05): Vakiovalinta useimpiin sovelluksiin
- Kohtalainen (ζ = 0,1): Kun se kulkee resonanssin läpi
- Raskas (ζ = 0,2): Joustavat roottorit tai erityisvaatimukset
Suurin taipuma
- 10–15 mm: Erittäin tarkat, pienet roottorit
- 20–30 mm: Vakiosovellukset
- 30–50 mm: Suuret/raskaat roottorit
- Sääntö: Jousen vapaa pituus ei saa ylittää 80%
📘 Tasapainotusalustan laskuri
Suunnittelee tasapainotusalustan kaksitasoiselle roottorin tasapainotukselle. Laskee alustan ominaistaajuuden, jousen jäykkyyden ja herkkyyden standardin ISO 1940-1 mukaisesti.
Pehmeä laakeri: fn < 0,3 × fmin | Kova laakeri: fn > 3 × fmax
💼 Sovellukset
- Puhaltimien tasapainotus (pehmeä): Roottori 45 kg + alusta 35 kg = 80 kg. Nopeus: 1480 RPM = 24,7 Hz. Vaadittu fn < 0,3 × 24,7 = 7,4 Hz. Suunniteltu: fn = 6 Hz. Jouset: 4 × 22 kN/m. Herkkyys: havaitsee 0,5 g·mm/kg epätasapainon.
- Turboahdin (kova): Roottori 12 kg, 24000 RPM = 400 Hz. Vaadittu fn > 3×400 = 1200 Hz. Erittäin jäykkä alusta tai tukeva jalusta. Kiihtyvyysanturiin perustuva mittaus.
- Pumpun roottori (pehmeä): 185 kg:n roottori, 2980 rpm. Alusta: 95 kg. fn = 4,2 Hz. Taipuma: 8 mm. Vaimennus: kohtalainen (ζ = 0,1). Havaitsee 2 g·mm/kg (G2,5-luokka).
Alustatyypit:
Pehmeä laakeri: Matala fn. Suuri taipuma. Mittaa roottorin suhteellista värähtelyä. Hyvä kaikille nopeuksille, myös muuttuville.
Kova laakeri: Korkea vääntömomentti. Jäykkä rakenne. Mittaa absoluuttista tärinää. Hyvä kiinteälle nopeudelle, kompakti muotoilu.
FI 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 