플랫폼 설계 매개변수
ISO 21940, ISO 2041 및 밸런싱 머신 설계 원칙을 기반으로 합니다.
플랫폼 설계 결과
봄 요구 사항
총 필요 강성:
-
-
개별 스프링 강성:
-
-
스프링 와이어 직경(추정):
-
-
동적 특성
플랫폼 고유 주파수:
-
-
최소 속도에서의 주파수 비율:
-
-
최대 속도에서의 주파수 비율:
-
-
정적 처짐:
-
-
성과 예측
최저 속도에서의 전달성:
-
-
최대 속도에서의 전달성:
-
-
최소 감지 불균형:
-
-
디자인 권장 사항:
균형 플랫폼 설계 이론
소프트 베어링 머신 vs. 하드 베어링 머신
소프트 베어링: 플랫폼 고유 진동수 < 최소 로터 속도 30%
- 불균형에 대한 더 나은 민감성
- 더 넓은 속도 범위 기능
- 덜 거대한 기초가 필요합니다
- 외부 진동에 더 취약함
경질 베어링: 플랫폼 고유 진동수 > 최대 로터 속도의 3배
- 더욱 안정적인 측정
- 생산 밸런싱에 더 좋습니다
- 로터 변화에 덜 민감함
- 매우 단단한 지지대가 필요합니다
자연 주파수 선택
fn = (1/2π) × √(k_총계 / m_총계)
연질 베어링의 경우: fn < 0.3 × (RPM분 / 60)
경질 베어링의 경우: fn > 3 × (RPMmax / 60)
스프링 강성 계산
k_총계 = (2π × fn)² × (m_로터 + m_플랫폼)
k_individual = k_total / n_springs (병렬 배열의 경우)
민감도 고려 사항
플랫폼 민감도는 다음에 따라 달라집니다.
- 질량비(플랫폼/로터)
- 고유 주파수 분리
- 감쇠 레벨
- 센서 배치 및 유형
중요 설계 점검
- 봄 급증: 스프링 고유 진동수 > 13× 플랫폼 진동수
- 정적 처짐: 스프링 솔리드 높이를 초과해서는 안 됩니다.
- 측면 안정성: 플랫폼 흔들림 방지 모드
- 기초 격리: 필요한 경우 이중 격리를 고려하세요
일반적인 응용 분야
| 로터 유형 | 속도 범위 | 플랫폼 유형 | 전형적인 fn |
|---|---|---|---|
| 소형 로터 | 1000-10000 RPM | 소프트 베어링 | 2-5Hz |
| 전기 모터 | 600-3600RPM | 소프트 베어링 | 1-3Hz |
| 터빈 | 3000-20000 RPM | 소프트 베어링 | 5-15Hz |
| 크랭크샤프트 | 300-2000 RPM | 하드 베어링 | 100Hz 이상 |
사용 예 및 값 선택 가이드
예 1: 전기 모터 밸런싱 머신
대본: 최대 50kg의 전기 모터를 위한 밸런싱 플랫폼을 설계하고 1500-3000RPM으로 작동
- 로터 질량: 50kg(최대 모터 중량)
- 플랫폼 질량: 100kg(안정성을 위한 로터 질량의 2배)
- 속도 범위: 1500-3000 RPM
- 플랫폼 유형: 부드러운 베어링(감도 향상)
- 스프링: 모서리에 4개의 스프링
- 제동: 빛(ζ = 0.05)
- 최대 처짐: 25mm
- 결과: fn ≈ 6.25 Hz, 스프링 강성 ≈ 5.8 kN/m 각각
예 2: 대형 터빈 로터
대본: 고속 터빈 로터, 200kg, 10000-20000 RPM
- 로터 질량: 200kg
- 플랫폼 질량: 300kg(무거운 로터의 경우 1.5배)
- 속도 범위: 10000-20000 RPM
- 플랫폼 유형: 소프트 베어링
- 스프링: 6개의 스프링(안정성을 위해 육각형으로 제작)
- 제동: 중간(ζ = 0.1)
- 최대 처짐: 15mm(정밀성을 위해 더 단단함)
- 결과: fn ≈ 41.7Hz, 매우 단단한 스프링이 필요함
가치를 선택하는 방법
플랫폼 질량 선택
- 가벼운 로터(< 50kg): 플랫폼 질량 = 2-3× 로터 질량
- 중형 로터(50-200kg): 플랫폼 질량 = 1.5-2× 로터 질량
- 무거운 로터(> 200 kg): 플랫폼 질량 = 1-1.5× 로터 질량
- 규칙: 더 무거운 플랫폼 = 더 안정적이지만 덜 민감함
플랫폼 유형 선택
- 소프트 베어링: 언제 선택:
- 넓은 속도 범위가 필요합니다
- 높은 감도가 필요합니다
- 연구/개발 응용 프로그램
- 가변 로터 유형
- 경질 베어링: 언제 선택:
- 생산 균형
- 단일 속도 작동
- 무거운 로터
- 최소한의 파운데이션만 사용 가능
스프링 구성
- 3개의 스프링(삼각형): 최소 안정성, 가벼운 로터만 사용
- 4개의 스프링(직사각형): 가장 일반적이며 직사각형 플랫폼에 적합합니다.
- 6개의 스프링(육각형): 대형/무거운 로터의 안정성 향상
- 8-12개 스프링: 매우 큰 플랫폼 또는 특수 요구 사항
감쇠 요구 사항
- 댐핑 없음: 공진에서 멀리 떨어진 강성 로터
- 빛(ζ = 0.05): 대부분의 응용 프로그램에 대한 표준 선택
- 중간(ζ = 0.1): 공명을 통과할 때
- 무거운 (ζ = 0.2): 유연한 로터 또는 특수 요구 사항
최대 처짐
- 10-15mm: 고정밀, 소형 로터
- 20-30mm: 표준 응용 프로그램
- 30-50mm: 대형/무거운 로터
- 규칙: 스프링 자유 길이의 80%를 초과해서는 안 됩니다.
📘 밸런싱 플랫폼 계산기
2면 로터 밸런싱을 위한 밸런싱 플랫폼을 설계합니다. ISO 1940-1에 따라 플랫폼 고유 진동수, 스프링 강성 및 감도를 계산합니다.
소프트 베어링: fn < 0.3 × fmin | 경질 베어링: fn > 3 × 최대
💼 신청서
- 팬 밸런싱(소프트): 로터 45kg + 플랫폼 35kg = 80kg. 속도: 1480RPM = 24.7Hz. 필요 fn < 0.3×24.7 = 7.4Hz. 설계: fn = 6Hz. 스프링: 4 × 22kN/m. 감도: 0.5g·mm/kg의 불균형 감지.
- 터보차저(하드): 로터 12kg, 24000 RPM = 400Hz. 필요한 fn > 3×400 = 1200Hz. 매우 단단한 플랫폼 또는 스탠드. 가속도계 기반 측정.
- 펌프 로터(소프트): 로터 185kg, RPM 2980. 플랫폼: 95kg. fn = 4.2Hz. 편향: 8mm. 감쇠: 중간(ζ=0.1). 2g·mm/kg(G2.5 등급)을 감지합니다.
플랫폼 유형:
소프트 베어링: 낮은 fn. 큰 처짐. 상대적인 로터 진동을 측정합니다. 가변속을 포함한 모든 속도에 적합합니다.
경질 베어링: 높은 fn. 견고한 구조. 절대 진동 측정. 고정 속도에 적합하며 컴팩트한 디자인.
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