Strumento di ingegneria gratuito
Calcolatore per la progettazione di piattaforme di bilanciamento
Progettare una piattaforma di bilanciamento (supporto morbido) per il bilanciamento del rotore sul campo. Calcolare la rigidezza della molla richiesta, la frequenza naturale, la deflessione statica e la trasmissibilità.
Risultati
Frequenza naturale della piattaforma
La frequenza naturale del sistema massa-molla della piattaforma:
Dove mtotale = mrotore + mpiattaforma e ktotale è la rigidità combinata di tutte le molle (N/m).
Rigidità richiesta per molla
Dove n è il numero di molle e fbersaglio = RPM/60 × rapporto (ad esempio ×1/3).
Trasmissibilità
Trasmissibilità non smorzata alla velocità di esercizio:
Per buone condizioni di bilanciamento, T dovrebbe essere inferiore a 15%. Un rapporto di frequenza di 3 dà T ≈ 12,5%.
Deflessione statica
Esempio pratico
Dato: mrotore = 80 kg, mpiattaforma = 15 kg, 1800 giri/min, 4 molle, rapporto 1/3
mtotale = 95 kg, fop = 30 Hz, fbersaglio = 10 Hz
ktotale = 95 × (2π×10)² = 375.055 N/m = 375,1 N/mm
kper molla = 375.1 / 4 = 93,8 N/mm
δstatico = 95×9,81 / 375.055 × 1000 = 2,49 millimetri
T = 1/(3²-1) = 12.5%
⚠️ Nota: Assicurarsi che tutte le molle abbiano la stessa rigidità e che il carico sia centrato. Una flessione non uniforme causa inclinazioni, che distorcono le letture delle vibrazioni durante l'equilibratura.
Una piattaforma di equilibratura (supporto cedevole) è una struttura semplice — tipicamente un telaio o una piastra in acciaio — montata su molle. Supporta il rotore per l'equilibratura consentendo una risposta vibratoria libera alla velocità di esercizio. La frequenza propria della piattaforma viene tarata ben al di sotto della velocità di rotazione operativa (tipicamente ≤ 1/3).
La frequenza propria deve essere ben al di sotto della velocità operativa per garantire che il sistema operi nella regione di isolamento — al di sopra del picco di risonanza. Con un rapporto di frequenza pari a 3, la trasmissibilità scende a circa il 12,5%, il che significa che il rotore vibra liberamente e lo strumento di equilibratura può rilevare con precisione lo squilibrio.
Configurazioni comuni:
- 4 molle — la più comune, una a ciascun angolo
- 2 molle — rotori piccoli e leggeri
- 3 molle — piattaforme triangolari
- 6–8 molle — rotori grandi e pesanti
Tutte le molle devono avere uguale rigidezza e il carico deve essere centrato.
Un telaio saldato o una piastra in acciaio (spessore 10–20 mm) è la soluzione più comune. Alluminio per i rotori più piccoli. La massa della piattaforma è tipicamente pari al 10–25% della massa del rotore. Assicurarsi che la piattaforma sia piana e che tutti i punti di appoggio delle molle si trovino alla stessa quota.
Sì, ma i supporti antivibranti in gomma presentano uno smorzamento più elevato (riducendo la precisione di misura) e la loro rigidezza varia con la temperatura e la storia di carico. Le molle elicoidali in acciaio sono preferite per la loro rigidezza costante e ben definita e per il basso smorzamento. La rigidezza dinamica della gomma è tipicamente 1,3–2× superiore alla rigidezza statica.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
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