כלי הנדסי חינמי
מחשבון תדר עצמי
חשב את התדר העצמי של מערכת מסה-קפיץ. הזן מסה וקשיחות קפיץ כדי לקבל תדר ב-Hz, תדירות זוויתית, מחזור, RPM שקול וסטייה סטטית.
תוצאות
התדר העצמי של מערכת מסה-קפיץ
התדר העצמי של מערכת מסה-קפיץ לא מרוסנת בעלת דרגת חופש אחת:
- k — קשיחות קפיץ (N/m). אם נתון ב-N/mm, יש להכפיל ב-1000.
- m — מסה (kg)
תדר זוויתי
מחזור וסטייה סטטית
היכן g = 9.81 m/s² ו-k הוא ב-N/mm כדי שתוצאת הסטייה תהיה ב-mm.
דוגמה מעשית
נתון: מסת המכונה = 150 kg, קשיחות הקפיץ הכוללת k = 300 N/mm
k ב-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
RPM שקול = 7.12 × 60 = 427 RPM
δ_static = 150 × 9.81 / 300,000 × 1000 = 4.9 mm
⚠️ הערה: ודא שמהירות הפעולה רחוקה לפחות ב-20–30% מהתדר העצמי כדי להימנע מתהודה. אם פועלים סמוך לתהודה, הוסף ריסון או שנה את הקשיחות או המסה.
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
ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.
מאזנים ניידים מקצועיים, מנתחי רעידות ומערכות לניטור מצב, המשמשים ביותר מ-50 מדינות. זהה בעיות תהודה ואזן רוטורים באתר.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.
