Ilmainen suunnittelutyökalu
Ominaistaajuuslaskin
Laske massa-jousijärjestelmän ominaistaajuus. Syötä massa ja jousen jäykkyys saadaksesi taajuuden hertseinä, kulmataajuuden, jaksonajan, ekvivalenttikierrosluvun ja staattisen taipuman.
Tulokset
Massajousijärjestelmän ominaistaajuus
Vaimentamattoman, yhden vapausasteen massajousijärjestelmän ominaistaajuus:
- k — jousen jäykkyys (N/m). Jos arvo annetaan N/mm:nä, kerro se 1000:lla.
- m — massa (kg)
Kulmataajuus
Jakso ja staattinen taipuma
Jossa g = 9,81 m/s² ja k on N/mm taipumalle millimetreinä.
Käytännön esimerkki
Annettu: Koneen massa = 150 kg, Jousen kokonaisjäykkyys 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 s
Vastaava kierrosluku = 7,12 × 60 = 427 r/min
δ_staattinen = 150 × 9,81 / 300 000 × 1000 = 4,9 mm
⚠️ Huomautus: Varmista, että käyttönopeus on vähintään 20–30 % etäällä ominaistaajuudesta resonanssin välttämiseksi. Jos laitetta käytetään lähellä resonanssia, lisää vaimennusta tai muuta jäykkyyttä/massaa.
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
Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.
Ammattimaiset kannettavat tasapainottimet, värähtelyanalysaattorit ja kunnonvalvontajärjestelmät, joita käytetään yli 50 maassa. Tunnista resonanssiongelmat ja tasapainota roottorit paikan päällä.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on värähtelyanalyysi-insinööri sekä Vibromeran perustaja ja toimitusjohtaja. Yli 15 vuoden ajan hän on tasapainottanut pyöriviä koneita kentällä eikä koepenkissä: silppureita, teollisuuspuhaltimia, murskaimia, linkoja, akseleita ja karoja. Juuri tästä työstä Balanset-laitteet ovat syntyneet — ne suunniteltiin työkaluksi, jonka asiantuntija voi kantaa koneen luo ja jota hän voi käyttää yksin paikan päällä, ei laboratoriolaitteiksi. Vibromera perustettiin vuonna 2017, ja vuodesta 2023 lähtien sen kotipaikka on ollut Porto Portugalissa. Balanset-sarjan kehitys, kokoonpano ja tuki tapahtuvat täällä. Lippulaivalaite on Balanset-1A, kannettava analysaattori yhden ja kahden tason tasapainotukseen sekä värähtelydiagnostiikkaan. Nikolai osallistuu henkilökohtaisesti asiakastukeen, vaikeiden tasapainotustapausten ratkaisemiseen ja ohjelmiston kehittämiseen. Hän palvelee asiakkaita ympäri maailmaa, millä tahansa kielellä.
