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)
- U — 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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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
