Calculateur de conception de plate-forme d'équilibrage • Équilibreur portable, analyseur de vibrations « Balanset » pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, tarières sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors Calculateur de conception de plate-forme d'équilibrage • Équilibreur portable, analyseur de vibrations « Balanset » pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, tarières sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors

Calculateur de conception de plate-forme d'équilibrage

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Calculateur de conception de plate-forme d'équilibrage

Outil de conception complet pour machines d'équilibrage de rotors à ressorts

Paramètres de conception de la plate-forme

Basé sur les normes ISO 21940, ISO 2041 et les principes de conception des machines d'équilibrage


Paramètres du rotor







tr/min


tr/min

Configuration de la plateforme





Contraintes de conception





Résultats de la conception de la plateforme

Exigences relatives au printemps

Rigidité totale requise :
—
Rigidité individuelle des ressorts :
—
Diamètre du fil à ressort (estimé) :
—

Caractéristiques dynamiques

Fréquence naturelle de la plateforme :
—
Rapport de fréquence à vitesse minimale :
—
Rapport de fréquence à vitesse maximale :
—
Déflexion statique :
—

Prévisions de performance

Transmissibilité à vitesse minimale :
—
Transmissibilité à vitesse maximale :
—
Déséquilibre minimum détectable :
—

Recommandations de conception :

Théorie de la conception des plates-formes d'équilibrage

Machines à roulements souples et durs

Roulement souple : Fréquence naturelle de la plate-forme < 30% de vitesse minimale du rotor

  • Meilleure sensibilité au déséquilibre
  • Capacité de plage de vitesse plus large
  • Nécessite des fondations moins massives
  • Plus sensible aux vibrations externes

Roulement dur : Fréquence naturelle de la plate-forme > 3 × vitesse maximale du rotor

  • Des mesures plus stables
  • Meilleur pour l'équilibrage de la production
  • Moins sensible aux changements de rotor
  • Nécessite des supports très rigides

Sélection de fréquence naturelle

fn = (1/2π) × √(k_total / m_total)

Pour roulement souple : fn < 0,3 × (tr/min min / 60)

Pour roulement dur : fn > 3 × (RPMmax / 60)

Calcul de la rigidité du ressort

k_total = (2π × fn)² × (m_rotor + m_plateforme)
k_individual = k_total / n_springs (pour une disposition parallèle)

Considérations de sensibilité

La sensibilité de la plateforme dépend de :

  • Rapport de masse (plateforme/rotor)
  • Séparation des fréquences naturelles
  • Niveau d'amortissement
  • Emplacement et type de capteur

Vérifications de conception critiques

  • Surtension printanière : Fréquence naturelle du ressort > 13× fréquence de la plate-forme
  • Déflexion statique : Ne doit pas dépasser la hauteur du ressort solide
  • Stabilité latérale : Empêcher les modes de basculement de la plate-forme
  • Isolation des fondations : Envisager une double isolation si nécessaire

Applications typiques

Type de rotor Plage de vitesse Type de plate-forme fn typique
Petits rotors 1000-10000 tr/min Roulement souple 2 à 5 Hz
moteurs électriques 600-3600 tr/min Roulement souple 1-3 Hz
Turbines 3000-20000 tr/min Roulement souple 5-15 Hz
Vilebrequins 300-2000 tr/min Roulement dur 100+ Hz

Exemples d'utilisation et guide de sélection de valeurs

Exemple 1 : Machine d'équilibrage de moteurs électriques

Scénario: Concevoir une plateforme d'équilibrage pour moteurs électriques jusqu'à 50 kg, fonctionnant à 1500-3000 tr/min

  • Masse du rotor : 50 kg (poids maximum du moteur)
  • Masse de la plateforme : 100 kg (2× masse du rotor pour la stabilité)
  • Plage de vitesse : 1500-3000 tr/min
  • Type de plateforme : Roulement souple (meilleure sensibilité)
  • Ressorts: 4 ressorts aux coins
  • Amortissement: Lumière (ζ = 0,05)
  • Déflexion maximale : 25 mm
  • Résultat: fn ≈ 6,25 Hz, rigidité du ressort ≈ 5,8 kN/m chacun
Exemple 2 : Grand rotor de turbine

Scénario: Rotor de turbine à grande vitesse, 200 kg, 10 000 à 20 000 tr/min

  • Masse du rotor : 200 kg
  • Masse de la plateforme : 300 kg (1,5× pour les rotors lourds)
  • Plage de vitesse : 10 000 à 20 000 tr/min
  • Type de plateforme : Roulement souple
  • Ressorts: 6 ressorts (hexagonaux pour la stabilité)
  • Amortissement: Modéré (ζ = 0,1)
  • Déflexion maximale : 15 mm (plus rigide pour plus de précision)
  • Résultat: fn ≈ 41,7 Hz, ressorts très rigides nécessaires

Comment choisir des valeurs

Sélection de masse de plateforme
  • Rotors légers (< 50 kg) : Masse de la plate-forme = 2-3× masse du rotor
  • Rotors moyens (50-200 kg) : Masse de la plate-forme = 1,5-2× masse du rotor
  • Rotors lourds (> 200 kg) : Masse de la plate-forme = 1-1,5 × masse du rotor
  • Règle: Plateforme plus lourde = plus stable mais moins sensible
Sélection du type de plate-forme
  • Roulement souple : Choisissez quand :
    • Large plage de vitesse nécessaire
    • Haute sensibilité requise
    • Applications de recherche/développement
    • Types de rotors variables
  • Roulement dur : Choisissez quand :
    • Équilibrage de la production
    • Fonctionnement à vitesse unique
    • Rotors lourds
    • Fondation minimale disponible
Configuration du ressort
  • 3 ressorts (triangulaires) : Stabilité minimale, rotors légers uniquement
  • 4 ressorts (rectangulaires) : Le plus courant, adapté aux plates-formes rectangulaires
  • 6 ressorts (hexagonaux) : Meilleure stabilité pour les rotors grands/lourds
  • 8 à 12 ressorts : Plateformes très grandes ou exigences particulières
Exigences d'amortissement
  • Pas d'amortissement : Rotors rigides, loin de la résonance
  • Lumière (ζ = 0,05) : Choix standard pour la plupart des applications
  • Modéré (ζ = 0,1) : Lors du passage par résonance
  • Lourd (ζ = 0,2) : Rotors flexibles ou exigences particulières
Déflexion maximale
  • 10-15 mm : Haute précision, petits rotors
  • 20-30 mm : Applications standard
  • 30-50 mm : Rotors grands/lourds
  • Règle: Ne doit pas dépasser 80% de longueur libre du ressort

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📘 Calculateur de plateforme d'équilibrage

Conception d'une plateforme d'équilibrage pour l'équilibrage de rotors à deux plans. Calcul de la fréquence naturelle, de la rigidité et de la sensibilité du ressort selon la norme ISO 1940-1.
Roulement souple : fn < 0,3 × fmin | Roulement dur : fn > 3 × fmax

💼 Applications

  • Équilibrage du ventilateur (doux) : Rotor 45 kg + plateforme 35 kg = 80 kg. Vitesse : 1480 tr/min = 24,7 Hz. Fn requise < 0,3 × 24,7 = 7,4 Hz. Conception : fn = 6 Hz. Ressorts : 4 × 22 kN/m. Sensibilité : détecte un balourd de 0,5 g·mm/kg.
  • Turbocompresseur (dur) : Rotor 12 kg, 24 000 tr/min = 400 Hz. Fréquence de rafraîchissement requise > 3 × 400 = 1 200 Hz. Plateforme ou support rigide. Mesure par accéléromètre.
  • Rotor de pompe (souple) : Rotor de 185 kg, 2980 tr/min. Plateforme : 95 kg. fn = 4,2 Hz. Déflexion : 8 mm. Amortissement : modéré (ζ = 0,1). Détecte 2 g·mm/kg (classe G2,5).

Types de plateformes :

Roulement souple : Faible fn. Grande déflexion. Mesure les vibrations relatives du rotor. Convient à toutes les vitesses, y compris les vitesses variables.

Roulement dur : Haute précision. Structure rigide. Mesure les vibrations absolues. Convient aux vitesses fixes et aux conceptions compactes.

Catégories :
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