Alat Teknik Gratis
Pemilihan Pegas berdasarkan Frekuensi Target
Hitung kekakuan pegas yang dibutuhkan untuk massa dan frekuensi alami target tertentu. Rancang sistem isolasi getaran dengan menentukan konstanta pegas yang dibutuhkan.
Hasil
Kekakuan Pegas yang Diperlukan
Dengan diketahui suatu massa dan frekuensi alami yang diinginkan, kekakuan pegas yang dibutuhkan diperoleh dari persamaan frekuensi alami yang diselesaikan untuk k:
- m — massa mesin yang ditopang (kg)
- F — frekuensi alami target (Hz)
- k — kekakuan pegas total yang dibutuhkan (N/m); bagi dengan 1000 untuk N/mm
Konversi RPM ke Hz
Lenturan Statis & Kekakuan Per-Pegas
Di mana g = 9,81 m/s² dan k dalam N/mm untuk hasil defleksi dalam mm.
Contoh Praktis
Diberikan: Massa mesin = 300 kg, Frekuensi target = 4 Hz, 4 pegas
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189.510 N/m = 189,5 N/mm
δ_statis = 300 × 9,81 / 189.510 × 1000 = 15,5 mm
k per pegas = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm
RPM setara = 4 × 60 = 240 putaran per menit
ℹ️ Aturan desain: Untuk isolasi getaran yang efektif, frekuensi alami sebaiknya paling banyak 1/3 dari frekuensi operasi terendah. Ini memastikan isolasi minimal 87,5%.
To select springs for vibration isolation, first determine the mass of the machine and the desired natural frequency of the isolation system. The natural frequency should be well below the operating frequency — typically less than 1/3 of the lowest excitation frequency.
Use the formula k = m × (2πf)² to calculate the required total spring stiffness, then divide by the number of springs to get the stiffness per spring. Verify that the static deflection is acceptable and that the springs can support the load.
For effective vibration isolation, the natural frequency should be at most 1/3 of the lowest operating frequency. For example, if a machine runs at 1500 RPM (25 Hz), the isolation system should have a natural frequency below about 8 Hz.
Lower natural frequencies provide better isolation but require softer springs and larger static deflections. Typical isolation systems target 2–8 Hz depending on the application.
The transmissibility of a vibration isolation system depends on the ratio of operating frequency to natural frequency. Isolation only begins when this ratio exceeds √2 ≈ 1.41.
At a ratio of 3 (natural frequency = 1/3 of operating), transmissibility drops to about 12.5%, meaning 87.5% of vibration is isolated. Below √2, the system actually amplifies vibrations, with the worst case at resonance (ratio = 1).
The number of springs depends on the machine size, weight distribution, and mounting configuration:
- 4 springs — most common, one at each corner for rectangular machines
- 3 springs — triangular layouts
- 6+ springs — large machines requiring distributed support
The total required stiffness is divided equally among all springs. Ensure all springs have equal stiffness to prevent tilting.
Static deflection is the amount a spring compresses under the weight of the supported mass due to gravity (δ = mg/k). It matters because:
- It determines how much the machine sinks on the springs
- It is directly related to natural frequency — larger deflection = lower frequency = better isolation
- The spring must have enough travel for static deflection plus dynamic motion
- Excessive deflection can cause stability issues
Typical isolation springs have 5–25 mm of static deflection.
Prosedur yang dijelaskan pada halaman ini dikembangkan dan diuji langsung di lapangan oleh tim Vibromera menggunakan Balanset-1A, sebuah balancer dua saluran portabel dan penganalisis getaran untuk penyeimbangan rotor di lokasi.
Perangkat penyeimbang portabel profesional, penganalisis getaran, dan sistem pemantauan kondisi digunakan di lebih dari 50 negara. Merancang sistem isolasi optimal dan memverifikasi kinerja di lokasi.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko adalah insinyur analisis getaran sekaligus pendiri dan CEO Vibromera. Selama lebih dari 15 tahun ia telah menyeimbangkan peralatan berputar langsung di lapangan, bukan di bangku uji: mulcher, kipas industri, penghancur, sentrifus, poros, dan spindel. Dari pekerjaan itulah lahir alat-alat Balanset — dirancang sebagai alat yang dapat dibawa oleh seorang spesialis ke mesin dan digunakan sendiri, di lokasi, bukan sebagai peralatan laboratorium. Vibromera didirikan pada tahun 2017 dan sejak 2023 berbasis di Porto, Portugal. Pengembangan, perakitan, dan dukungan untuk lini Balanset semuanya dilakukan di sini. Instrumen andalannya adalah Balanset-1A, penganalisis portabel untuk penyeimbangan satu dan dua bidang serta diagnostik getaran. Nikolai terlibat langsung dalam dukungan pelanggan, penanganan kasus penyeimbangan yang rumit, dan pengembangan perangkat lunak. Ia bekerja dengan pelanggan di seluruh dunia, dalam bahasa apa pun.
