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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
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 des 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
📘 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 raideur du ressort et de la sensibilité de la plateforme selon la norme ISO 1940-1. Palier 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 :
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
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