Bagaimana cara menghitung gaya sentrifugal dari ketidakseimbangan?

Gaya sentrifugal F = U × ω², di mana U adalah ketidakseimbangan dalam kg·m dan ω adalah kecepatan sudut dalam rad/s. Jika ketidakseimbangan dalam g·mm, ubah ke kg·m dengan membagi dengan 10⁶. Kecepatan sudut ω = 2π × n / 60, di mana n adalah kecepatan dalam RPM.

Apa satuan ketidakseimbangan?

Ketidakseimbangan diukur dalam satuan massa × jarak: g·mm (gram-milimeter) paling umum digunakan di industri, oz·in (ounce-inches) digunakan di Amerika Utara, dan kg·m adalah satuan SI. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Mengapa gaya sentrifugal meningkat sebanding dengan kuadrat kecepatan?

Gaya sentrifugal F = m × r × ω². Karena ω berbanding lurus dengan RPM, menggandakan kecepatan akan melipatgandakan gaya menjadi empat kali lipat. Inilah sebabnya mengapa rotor berkecepatan tinggi membutuhkan toleransi keseimbangan yang jauh lebih ketat daripada rotor berkecepatan rendah.

Bagaimana gaya ketidakseimbangan memengaruhi bantalan?

Ketidakseimbangan menciptakan vektor gaya putar dengan frekuensi 1× RPM. Gaya ini ditransmisikan melalui bantalan, meningkatkan beban dinamis bantalan, menyebabkan keausan yang dipercepat, kelelahan, dan getaran. Gaya ketidakseimbangan secara langsung menambah beban bantalan.

Apa hubungan antara gaya ketidakseimbangan dan getaran?

Gaya ketidakseimbangan adalah eksitasi utama pada 1× RPM dalam mesin berputar. Amplitudo getaran yang dihasilkan bergantung pada besarnya gaya, kekakuan dinamis mesin (massa, kekakuan, redaman), dan kedekatan dengan frekuensi resonansi.

Alat Rekayasa Gratis · #007

Gaya Sentrifugal Akibat Ketidakseimbangan

Hitung gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh ketidakseimbangan sisa pada bagian yang berputar. Masukkan ketidakseimbangan dan kecepatan untuk melihat hasil gaya secara instan.

F = U·ω² g·mm → N Beban Penahan

Hasil

Gaya sentrifugal

—

Gaya (kN)

—

Gaya (lbf)

—

Kecepatan Sudut ω

—

Frekuensi

—

Ketidakseimbangan (kg·m)

—

Massa Statis Ekuivalen

—

Gaya Sentrifugal Akibat Ketidakseimbangan

Ketika sebuah rotor memiliki ketidakseimbangan sisa U (massa × eksentrisitas), rotasi akan menghasilkan gaya sentrifugal:

F — gaya sentrifugal (N)
Kamu — ketidakseimbangan dalam kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — kecepatan sudut = 2πn/60 (rad/s)
n — kecepatan putaran (RPM)

Ketergantungan Kecepatan

Karena gaya bergantung pada ω², maka hubungannya dengan RPM bersifat kuadratik:

Menggandakan kecepatan empat kali lipat Gaya sentrifugal. Inilah sebabnya mengapa mesin berkecepatan tinggi (turbin, turbocharger) membutuhkan toleransi keseimbangan yang jauh lebih ketat.

Beban Statis Ekuivalen

Massa statis ekivalen adalah massa yang, jika diletakkan diam di atas bantalan, akan menghasilkan beban yang sama dengan gaya ketidakseimbangan rotasi:

Contoh Praktis

Contoh — Motor Listrik

Diberikan: Ketidakseimbangan U = 1000 g·mm, Kecepatan n = 3000 RPM

ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 rad/s

U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0,001 kg·m

F = 0,001 × 314,16² = 98,7 N

Beban statis ekivalen: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Gaya Ketidakseimbangan Khas

Ketidakseimbangan (g·mm)	Kecepatan (RPM)	Gaya (N)	Aplikasi
100	10 000	109.7	Turbocharger
1 000	3 000	98.7	Motor listrik
5 000	1 500	123.4	Pompa sentrifugal
10 000	750	61.7	Kipas besar
50 000	300	49.3	Penghancur

⚠️ Catatan: Perhitungan ini mengasumsikan rotor kaku di bawah kecepatan kritis pertama. Di atas kecepatan kritis pertama, respons dinamis lebih kompleks dan memerlukan analisis dinamika rotor.

Kalkulator Gaya Sentrifugal Akibat Ketidakseimbangan | Alat Online Gratis

Diterbitkan oleh Nikolai Shelkovenko pada 15 Februari 2026 15 Februari 2026

Hasil

Gaya Sentrifugal Akibat Ketidakseimbangan

Ketergantungan Kecepatan

Beban Statis Ekuivalen

Contoh Praktis

Gaya Ketidakseimbangan Khas