Kalkulator Desain Platform Penyeimbang
Alat desain lengkap untuk mesin penyeimbang rotor yang dipasang pegas
Parameter Desain Platform
Berdasarkan ISO 21940, ISO 2041, dan prinsip desain mesin penyeimbang
Hasil Desain Platform
Persyaratan Musim Semi
—
—
—
Karakteristik Dinamis
—
—
—
—
Prediksi Performa
—
—
—
Rekomendasi Desain:
Teori Desain Platform Penyeimbang
Mesin Bantalan Lunak vs. Bantalan Keras
Bantalan Lunak: Frekuensi alami platform < 30% kecepatan rotor minimum
- Sensitivitas yang lebih baik terhadap ketidakseimbangan
- Kemampuan jangkauan kecepatan yang lebih luas
- Membutuhkan pondasi yang lebih kecil
- Lebih rentan terhadap getaran eksternal
Bantalan Keras: Frekuensi alami platform > 3× kecepatan rotor maksimum
- Pengukuran yang lebih stabil
- Lebih baik untuk penyeimbangan produksi
- Kurang sensitif terhadap perubahan rotor
- Membutuhkan dukungan yang sangat kaku
Pemilihan Frekuensi Alami
Untuk bantalan lunak: fn < 0,3 × (RPM menit / 60)
Untuk bantalan keras: fn > 3 × (RPMmax / 60)
Perhitungan Kekakuan Pegas
Pertimbangan Sensitivitas
Sensitivitas platform bergantung pada:
- Rasio massa (platform/rotor)
- Pemisahan frekuensi alami
- Tingkat redaman
- Penempatan dan jenis sensor
Pemeriksaan Desain Kritis
- Gelombang Musim Semi: Frekuensi alami pegas > 13× frekuensi platform
- Defleksi Statis: Tidak boleh melebihi tinggi pegas padat
- Stabilitas Lateral: Mencegah mode goyang platform
- Isolasi Pondasi: Pertimbangkan isolasi ganda jika diperlukan
Aplikasi Umum
Jenis Rotor | Rentang Kecepatan | Jenis Platform | Fn yang khas |
---|---|---|---|
Rotor kecil | 1000-10000 putaran per menit | Bantalan lunak | 2-5 Hz |
Motor listrik | 600-3600 putaran per menit | Bantalan lunak | 1-3 Hz |
Turbin | 3000-20000 putaran per menit | Bantalan lunak | 5-15 Hz |
Poros engkol | 300-2000 putaran/menit | Bantalan keras | 100+ Hz |
Contoh Penggunaan & Panduan Pemilihan Nilai
Contoh 1: Mesin Penyeimbang Motor Listrik
Skenario: Merancang platform penyeimbang untuk motor listrik hingga 50 kg, beroperasi pada 1500-3000 RPM
- Massa Rotor: 50 kg (berat motor maksimum)
- Massa Platform: 100 kg (2× massa rotor untuk stabilitas)
- Rentang Kecepatan: 1500-3000 putaran per menit
- Jenis Platform: Bantalan lunak (sensitivitas lebih baik)
- Mata air: 4 pegas di sudut
- Pembasahan: Cahaya (ζ = 0,05)
- Defleksi Maksimum: 25 mm
- Hasil: fn ≈ 6,25 Hz, kekakuan pegas ≈ 5,8 kN/m masing-masing
Contoh 2: Rotor Turbin Besar
Skenario: Rotor turbin kecepatan tinggi, 200 kg, 10000-20000 RPM
- Massa Rotor: 200 kg
- Massa Platform: 300 kg (1,5× untuk rotor berat)
- Rentang Kecepatan: 10000-20000 putaran per menit
- Jenis Platform: Bantalan lunak
- Mata air: 6 pegas (heksagonal untuk stabilitas)
- Pembasahan: Sedang (ζ = 0,1)
- Defleksi Maksimum: 15 mm (lebih kaku untuk presisi)
- Hasil: fn ≈ 41,7 Hz, pegas yang sangat kaku dibutuhkan
Cara Memilih Nilai
Pemilihan Massa Platform
- Rotor ringan (< 50 kg): Massa platform = 2-3× massa rotor
- Rotor sedang (50-200 kg): Massa platform = 1,5-2× massa rotor
- Rotor berat (> 200 kg): Massa platform = 1-1,5× massa rotor
- Aturan: Platform yang lebih berat = lebih stabil tetapi kurang sensitif
Pemilihan Jenis Platform
- Bantalan Lunak: Pilih kapan:
- Diperlukan rentang kecepatan yang lebar
- Diperlukan sensitivitas tinggi
- Aplikasi penelitian/pengembangan
- Jenis rotor variabel
- Bantalan Keras: Pilih kapan:
- Penyeimbangan produksi
- Operasi kecepatan tunggal
- Rotor berat
- Pondasi minimal tersedia
Konfigurasi Pegas
- 3 pegas (segitiga): Stabilitas minimum, hanya rotor ringan
- 4 pegas (persegi panjang): Paling umum, bagus untuk platform persegi panjang
- 6 pegas (heksagonal): Stabilitas yang lebih baik untuk rotor besar/berat
- 8-12 pegas: Platform yang sangat besar atau persyaratan khusus
Persyaratan Peredam
- Tidak ada peredaman: Rotor kaku, jauh dari resonansi
- Cahaya (ζ = 0,05): Pilihan standar untuk sebagian besar aplikasi
- Sedang (ζ = 0,1): Saat melewati resonansi
- Berat (ζ = 0,2): Rotor fleksibel atau persyaratan khusus
Defleksi Maksimum
- 10-15 mm: Rotor kecil dengan presisi tinggi
- 20-30 mm: Aplikasi standar
- 30-50 mm: Rotor besar/berat
- Aturan: Panjang bebas pegas tidak boleh melebihi 80%
Kalkulator Platform Penyeimbang
Merancang platform penyeimbang untuk penyeimbangan rotor dua bidang. Menghitung frekuensi alami platform, kekakuan pegas, dan sensitivitas sesuai ISO 1940-1.
Bantalan lunak: fn < 0,3 × fmin | Bantalan keras: fn > 3 × fmax
💼 Aplikasi
- Penyeimbangan Kipas (Lembut): Rotor 45 kg + platform 35 kg = 80 kg. Kecepatan: 1480 RPM = 24,7 Hz. Diperlukan fn < 0,3×24,7 = 7,4 Hz. Desain: fn = 6 Hz. Pegas: 4 × 22 kN/m. Sensitivitas: mendeteksi ketidakseimbangan 0,5 g·mm/kg.
- Turbocharger (Keras): Rotor 12 kg, 24000 RPM = 400 Hz. Diperlukan fn > 3×400 = 1200 Hz. Platform atau dudukan yang sangat kaku. Pengukuran berbasis akselerometer.
- Rotor Pompa (Lembut): Rotor 185 kg, 2980 RPM. Platform: 95 kg. fn = 4,2 Hz. Defleksi: 8 mm. Redaman: sedang (ζ=0,1). Mendeteksi 2 g·mm/kg (kelas G2,5).
Jenis Platform:
Bantalan Lunak: Fn rendah. Defleksi besar. Mengukur getaran rotor relatif. Cocok untuk semua kecepatan, termasuk kecepatan variabel.
Bantalan Keras: Frekuensi tinggi. Struktur kaku. Mengukur getaran absolut. Cocok untuk kecepatan tetap, desain ringkas.