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バランスプラットフォーム設計計算機

フィールドローターのバランス調整用のバランス調整プラットフォーム(ソフトサポート)を設計します。必要なバネ剛性、固有振動数、静的たわみ、伝達率を計算します。

ソフトサポートデザイン 伝達率 2~8個のスプリング
クイックプリセット

結果

スプリングあたりの必要な剛性
—
総剛性(k_total)
—
プラットフォーム固有周波数 (f_n)
—
静的たわみ(δ_static)
—
伝達率
—
周波数比(f_op / f_n)
—
総質量
—

プラットフォームの自然周波数

プラットフォームマススプリングシステムの固有振動数:

ここで、 m合計 = mローター + mプラットフォーム そして k合計 すべてのスプリングの合計剛性(N/m)です。

スプリングあたりの必要な剛性

ここで、 n バネの数と fターゲット = RPM/60 × 比率(例:×1/3)。

伝達率

動作速度における減衰のない伝達率:

良好なバランス状態を保つには、Tは15%未満である必要があります。周波数比が3の場合、Tは12.5%となります。

静的たわみ

計算例

例 — 80 kgローター、1800 RPM

条件: mローター = 80 kg、mプラットフォーム = 15 kg、1800 RPM、4つのスプリング、比率1/3

m合計 = 95 kg、fop = 30 Hz、fターゲット = 10 Hz

k合計 = 95 × (2π×10)² = 375,055 N/m = 375.1 N/mm

k春あたり = 375.1 / 4 = 93.8 N/mm

δ静的 = 95×9.81 ÷ 375,055 × 1000 = 2.49ミリメートル

T = 1/(3²-1) = 12.5%

⚠️ 注意: すべてのスプリングの剛性が均等で、荷重が中央にあることを確認してください。たわみが不均一だと傾きが生じ、バランス調整時の振動測定値に歪みが生じます。

A balancing platform (soft support) is a simple structure — typically a steel frame or plate — mounted on springs. It supports a rotor for field balancing by allowing free vibration response at operating speed. The platform's natural frequency is tuned well below operating speed (typically ≤ 1/3).

The natural frequency must be well below operating speed to ensure the system operates in the isolation region — above the resonance peak. At a frequency ratio of 3, transmissibility drops to about 12.5%, meaning the rotor vibrates freely and the balancing instrument can accurately detect unbalance.

Common configurations:

  • 4 springs — most common, one at each corner
  • 2 springs — small, lightweight rotors
  • 3 springs — triangular platforms
  • 6–8 springs — large, heavy rotors

All springs must have equal stiffness and the load must be centered.

Welded steel frame or plate (10–20 mm thick) is most common. Aluminum for smaller rotors. Platform mass is typically 10–25% of rotor mass. Ensure the platform is flat and all spring mounting points are at equal height.

Yes, but rubber mounts have higher damping (reducing measurement precision), and stiffness varies with temperature and load history. Coil springs are preferred for their consistent, well-defined stiffness and low damping. Dynamic rubber stiffness is typically 1.3–2× higher than static stiffness.

このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。

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