Mikä on tasapainotusalusta?

Tasapainotusalusta on yksinkertainen, jousien varaan kiinnitetty rakenne, joka tukee roottoria kentän tasapainottamiseksi sallimalla vapaan värähtelyn käyttönopeudella. Sen ominaistaajuus on viritetty selvästi roottorin käyttönopeuden alapuolelle.

Miksi alustan ominaistaajuuden on oltava alle käyttönopeuden?

Alustan ominaistaajuuden on oltava selvästi toimintanopeutta alhaisempi, jotta järjestelmä toimii eristysalueella resonanssin yläpuolella. Taajuussuhteella 3 läpäisykyky laskee noin arvoon 12,5%.

Kuinka valita tasapainotusalustan jousien lukumäärä?

Yleisiä kokoonpanoja: 4 jousta suorakaiteen muotoisille alustoille, 2 pienille roottoreille, 3 kolmion muotoisille alustoille, 6–8 suurille ja raskaille roottoreille. Kaikilla jousilla on oltava sama jäykkyys.

Mitkä materiaalit sopivat parhaiten tasapainotusalustan rakentamiseen?

Hitsattu teräsrunko tai -levy (paksuus 10–20 mm) on yleisin. Alumiini pienemmissä roottoreissa. Alustan massa on tyypillisesti 10–25% roottorin massasta.

Voinko käyttää kumikiinnikkeitä jousien sijaan?

Kyllä, mutta kumityynyillä on suurempi vaimennus ja vaihteleva jäykkyys. Jousia suositaan niiden tasaisen, hyvin määritellyn jäykkyyden ja alhaisen vaimennuksen vuoksi.

Ilmainen suunnittelutyökalu

Tasapainotusalustan suunnittelulaskuri

Suunnittele tasapainotusalusta (pehmeä alusta) kenttäroottorin tasapainottamista varten. Laske vaadittava jousen jäykkyys, ominaistaajuus, staattinen taipuma ja transmissibiliteetti.

Pehmeän tuen suunnittelu Transmissibiliteetti 2–8 jousta

Roottorin massa (kg)

Lavan massa (kg) — ~20% roottoria

Käyttönopeus (RPM)

Jousien lukumäärä

Taajuussuhteen tavoite

Pikaesiasetukset

Tulokset

Vaadittu jäykkyys jousta kohden

—

Kokonaisjäykkyys (k_total)

—

Alustan ominaistaajuus (f_n)

—

Staattinen taipuma (δ_static)

—

Transmissibiliteetti

—

Taajuussuhde (f_op / f_n)

—

Kokonaismassa

—

Alustan ominaistaajuus

Alustan massa-jousijärjestelmän ominaistaajuus:

Jossa m_kokonais- = m_roottori + m_alusta ja k_kokonais- on kaikkien jousien yhdistetty jäykkyys (N/m).

Vaadittu jäykkyys jousta kohden

Jossa n on jousien lukumäärä ja f_kohde = RPM/60 × suhde (esim. ×1/3).

Transmissibiliteetti

Vaimentamaton transmissibiliteetti käyttönopeudella:

Hyvien tasapainotusolosuhteiden saavuttamiseksi T:n tulisi olla alle 15 %. Taajuussuhteella 3 saadaan T ≈ 12,5 %.

Staattinen taipuma

Käytännön esimerkki

Esimerkki — 80 kg:n roottori nopeudella 1800 rpm

Annettu: m_roottori = 80 kg, m_alusta = 15 kg, 1800 kierr./min, 4 jousta, taajuussuhde 1/3

m_kokonais- = 95 kg, f_op = 30 Hz, f_kohde = 10 Hz

k_kokonais- = 95 × (2π×10)² = 375 055 N/m = 375,1 N/mm

k_{jousta kohti} = 375.1 / 4 = 93,8 N/mm

δ_Staattinen = 95 × 9,81 / 375 055 × 1000 = 2,49 mm

T = 1/(3²−1) = 12.5%

⚠️ Huomautus: Varmista, että kaikilla jousilla on sama jäykkyys ja kuorma on keskitetty. Epätasainen taipuma aiheuttaa kallistumista, mikä vääristää värähtelymittauksia tasapainotuksen aikana.

A balancing platform (soft support) is a simple structure — typically a steel frame or plate — mounted on springs. It supports a rotor for field balancing by allowing free vibration response at operating speed. The platform's natural frequency is tuned well below operating speed (typically ≤ 1/3).

The natural frequency must be well below operating speed to ensure the system operates in the isolation region — above the resonance peak. At a frequency ratio of 3, transmissibility drops to about 12.5%, meaning the rotor vibrates freely and the balancing instrument can accurately detect unbalance.

Common configurations:

4 springs — most common, one at each corner
2 springs — small, lightweight rotors
3 springs — triangular platforms
6–8 springs — large, heavy rotors

All springs must have equal stiffness and the load must be centered.

Welded steel frame or plate (10–20 mm thick) is most common. Aluminum for smaller rotors. Platform mass is typically 10–25% of rotor mass. Ensure the platform is flat and all spring mounting points are at equal height.

Yes, but rubber mounts have higher damping (reducing measurement precision), and stiffness varies with temperature and load history. Coil springs are preferred for their consistent, well-defined stiffness and low damping. Dynamic rubber stiffness is typically 1.3–2× higher than static stiffness.

Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.