Strumento di ingegneria gratuito · #007
Forza centrifuga da squilibrio
Calcola la forza centrifuga generata dallo squilibrio residuo in una parte rotante. Inserisci lo squilibrio e la velocità per visualizzare immediatamente i risultati della forza.
Risultati
Forza centrifuga da squilibrio
Quando un rotore presenta uno squilibrio residuo U (massa × eccentricità), la rotazione genera una forza centrifuga:
- F — forza centrifuga (N)
- Tu — squilibrio in kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
- ω — velocità angolare = 2πn/60 (rad/s)
- n — velocità di rotazione (RPM)
Dipendenza dalla velocità
Poiché la forza dipende da ω², la relazione con RPM è quadratica:
Raddoppiare la velocità quadruplica la forza centrifuga. Per questo motivo i macchinari ad alta velocità (turbine, turbocompressori) richiedono tolleranze di bilanciamento molto più strette.
Carico statico equivalente
La massa statica equivalente è la massa che, posta a riposo su un cuscinetto, produrrebbe lo stesso carico della forza di squilibrio rotante:
Esempio pratico
Dato: Squilibrio U = 1000 g·mm, Velocità 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
Carico statico equivalente: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg
Forze di squilibrio tipiche
| Squilibrio (g·mm) | Velocità (RPM) | Forza (N) | Applicazione |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | Turbocompressore |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | Motore elettrico |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | Pompa centrifuga |
| 10 000 | 750 | 61.7 | Grande ventilatore |
| 50 000 | 300 | 49.3 | Frantoio |
⚠️ Nota: Questo calcolo presuppone un rotore rigido al di sotto della prima velocità critica. Al di sopra della prima velocità critica, la risposta dinamica è più complessa e richiede un'analisi della dinamica del rotore.
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