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Calcolatrice per la progettazione di piattaforme di bilanciamento

Strumento di progettazione completo per macchine equilibratrici a rotore montate su molle

Parametri di progettazione della piattaforma

Basato su ISO 21940, ISO 2041 e sui principi di progettazione delle macchine equilibratrici

Sistema metrico

Sistema imperiale

Parametri del rotore

Massa massima del rotore

Massa della piattaforma (culla + dispositivi di fissaggio)

Velocità minima di bilanciamento

giri al minuto

Velocità massima di bilanciamento

giri al minuto

Configurazione della piattaforma

Tipo di piattaforma

Numero di molle di supporto

Disposizione primaverile

Requisiti di smorzamento

Vincoli di progettazione

Massima deflessione statica

Sensibilità richiesta

Risultati della progettazione della piattaforma

Requisiti primaverili

Rigidità totale richiesta:
—

Rigidità individuale delle molle:
—

Diametro del filo della molla (stimato):
—

Caratteristiche dinamiche

Frequenza naturale della piattaforma:
—

Rapporto di frequenza alla velocità minima:
—

Rapporto di frequenza alla massima velocità:
—

Deflessione statica:
—

Previsioni sulle prestazioni

Trasmissibilità alla velocità minima:
—

Trasmissibilità alla massima velocità:
—

Squilibrio minimo rilevabile:
—

Raccomandazioni di progettazione:

Teoria della progettazione della piattaforma di bilanciamento

Macchine con cuscinetti morbidi e duri

Cuscinetto morbido: Frequenza naturale della piattaforma < 30% di velocità minima del rotore

Migliore sensibilità allo squilibrio
Maggiore capacità di intervallo di velocità
Richiede fondamenta meno massicce
Più suscettibile alle vibrazioni esterne

Cuscinetto rigido: Frequenza naturale della piattaforma > 3 volte la velocità massima del rotore

Misurazioni più stabili
Meglio per il bilanciamento della produzione
Meno sensibile ai cambiamenti del rotore
Richiede supporti molto rigidi

Selezione della frequenza naturale

fn = (1/2π) × √(k_totale / m_totale)

Per cuscinetti morbidi: fn < 0,3 × (RPMmin / 60)

Per cuscinetti rigidi: fn > 3 × (RPMmax / 60)

Calcolo della rigidità della molla

k_totale = (2π × fn)² × (m_rotore + m_piattaforma)

k_individuale = k_totale / n_molle (per disposizione parallela)

Considerazioni sulla sensibilità

La sensibilità della piattaforma dipende da:

Rapporto di massa (piattaforma/rotore)
Separazione della frequenza naturale
Livello di smorzamento
Posizionamento e tipo di sensore

Controlli critici di progettazione

Ondata di primavera: Frequenza naturale della molla > 13× frequenza della piattaforma
Deflessione statica: Non deve superare l'altezza solida della molla
Stabilità laterale: Prevenire le modalità di oscillazione della piattaforma
Isolamento delle fondamenta: Se necessario, valutare il doppio isolamento

Applicazioni tipiche

Tipo di rotore	Gamma di velocità	Tipo di piattaforma	Tipico fn
Piccoli rotori	1000-10000 giri/min	Cuscinetto morbido	2-5 Hz
motori elettrici	600-3600 giri/min	Cuscinetto morbido	1-3 Hz
Turbine	3000-20000 giri/min	Cuscinetto morbido	5-15 Hz
Alberi motore	300-2000 giri/min	Cuscinetto rigido	100+ Hz

Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore

Esempio 1: Macchina equilibratrice per motori elettrici

Scenario: Progettare una piattaforma di bilanciamento per motori elettrici fino a 50 kg, funzionanti a 1500-3000 giri/min

Massa del rotore: 50 kg (peso massimo del motore)
Massa della piattaforma: 100 kg (massa del rotore 2× per stabilità)
Gamma di velocità: 1500-3000 giri/min
Tipo di piattaforma: Cuscinetto morbido (migliore sensibilità)
Molle: 4 molle agli angoli
Smorzamento: Luce (ζ = 0,05)
Deflessione massima: 25 millimetri
Risultato: fn ≈ 6,25 Hz, rigidità della molla ≈ 5,8 kN/m ciascuna

Esempio 2: Grande rotore di turbina

Scenario: Rotore di turbina ad alta velocità, 200 kg, 10000-20000 giri/min

Massa del rotore: 200 kg
Massa della piattaforma: 300 kg (1,5× per rotori pesanti)
Gamma di velocità: 10000-20000 giri/min
Tipo di piattaforma: Cuscinetto morbido
Molle: 6 molle (esagonali per la stabilità)
Smorzamento: Moderato (ζ = 0,1)
Deflessione massima: 15 mm (più rigido per la precisione)
Risultato: fn ≈ 41,7 Hz, molle molto rigide necessarie

Come scegliere i valori

Selezione di massa della piattaforma

Rotori leggeri (< 50 kg): Massa della piattaforma = 2-3× massa del rotore
Rotori medi (50-200 kg): Massa della piattaforma = 1,5-2× massa del rotore
Rotori pesanti (> 200 kg): Massa della piattaforma = 1-1,5× massa del rotore
Regola: Piattaforma più pesante = più stabile ma meno sensibile

Selezione del tipo di piattaforma

Cuscinetto morbido: Scegli quando:
- Ampia gamma di velocità necessaria
- È richiesta un'elevata sensibilità
- Applicazioni di ricerca/sviluppo
- Tipi di rotore variabile
Cuscinetto rigido: Scegli quando:
- Bilanciamento della produzione
- Funzionamento a velocità singola
- Rotori pesanti
- Fondamenta minime disponibili

Configurazione della molla

3 molle (triangolari): Stabilità minima, solo rotori leggeri
4 molle (rettangolari): Più comune, adatto per piattaforme rettangolari
6 molle (esagonali): Maggiore stabilità per rotori grandi/pesanti
8-12 molle: Piattaforme molto grandi o requisiti speciali

Requisiti di smorzamento

Nessuno smorzamento: Rotori rigidi, lontani dalla risonanza
Luce (ζ = 0,05): Scelta standard per la maggior parte delle applicazioni
Moderato (ζ = 0,1): Quando si passa attraverso la risonanza
Pesante (ζ = 0,2): Rotori flessibili o requisiti speciali

Deflessione massima

10-15 millimetri: Alta precisione, rotori di piccole dimensioni
20-30 millimetri: Applicazioni standard
30-50 millimetri: Rotori grandi/pesanti
Regola: Non deve superare 80% di lunghezza libera della molla

📘 Calcolatrice della piattaforma di bilanciamento

Progetta una piattaforma di bilanciamento per l'equilibratura di rotori a due piani. Calcola la frequenza naturale della piattaforma, la rigidità delle molle e la sensibilità secondo la norma ISO 1940-1.
Cuscinetto morbido: fn < 0,3 × fmin | Cuscinetto rigido: fn > 3 × fmax

💼 Applicazioni

Bilanciamento della ventola (morbido): Rotore 45 kg + piattaforma 35 kg = 80 kg. Velocità: 1480 giri/min = 24,7 Hz. Fn richiesto < 0,3×24,7 = 7,4 Hz. Progettato: fn = 6 Hz. Molle: 4 × 22 kN/m. Sensibilità: rileva uno squilibrio di 0,5 g·mm/kg.
Turbocompressore (duro): Rotore da 12 kg, 24000 giri/min = 400 Hz. Fn richiesto > 3×400 = 1200 Hz. Piattaforma molto rigida o supporto rigido. Misurazione basata sull'accelerometro.
Rotore della pompa (morbido): Rotore da 185 kg, 2980 giri/min. Piattaforma: 95 kg. fn = 4,2 Hz. Deflessione: 8 mm. Smorzamento: moderato (ζ=0,1). Rileva 2 g·mm/kg (classe G2.5).

Tipi di piattaforma:

Cuscinetto morbido: Bassa fn. Ampia deflessione. Misura la vibrazione relativa del rotore. Adatto a tutte le velocità, comprese quelle variabili.

Cuscinetto rigido: Elevata fn. Struttura rigida. Misura le vibrazioni assolute. Adatto a velocità fissa, design compatto.

Calcolatrice per la progettazione di piattaforme di bilanciamento

Pubblicato da admin su Ottobre 20, 2025 Ottobre 20, 2025

Parametri di progettazione della piattaforma

Parametri del rotore

Configurazione della piattaforma

Vincoli di progettazione

Risultati della progettazione della piattaforma

Requisiti primaverili

Caratteristiche dinamiche

Previsioni sulle prestazioni

Raccomandazioni di progettazione:

Teoria della progettazione della piattaforma di bilanciamento

Macchine con cuscinetti morbidi e duri

Selezione della frequenza naturale

Calcolo della rigidità della molla

Considerazioni sulla sensibilità

Controlli critici di progettazione

Applicazioni tipiche

Esempi di utilizzo e guida alla selezione del valore

Esempio 1: Macchina equilibratrice per motori elettrici

Esempio 2: Grande rotore di turbina

Come scegliere i valori

Selezione di massa della piattaforma

Selezione del tipo di piattaforma

Configurazione della molla

Requisiti di smorzamento

Deflessione massima

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💼 Applicazioni

Tipi di piattaforma: