Kaip apskaičiuoti išcentrinę jėgą pagal disbalansą?

Išcentrinė jėga F = U × ω², kur U yra disbalansas kg·m, o ω yra kampinis greitis rad/s. Jei disbalansas yra g·mm, perskaičiuokite į kg·m padalijant iš 10⁶. Kampinis greitis ω = 2π × n / 60, kur n yra greitis aps./min.

Koks yra disbalanso vienetas?

Disbalansas matuojamas masės × atstumo vienetais: pramonėje dažniausiai naudojamas g·mm (grammilimetrai), Šiaurės Amerikoje naudojamas oz·in (uncijos coliai), o kg·m yra SI vienetas. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Kodėl išcentrinė jėga didėja proporcingai greičio kvadratui?

Išcentrinė jėga F = m × r × ω². Kadangi ω yra proporcinga aps./min., padvigubinus greitį, jėga padidėja keturis kartus. Štai kodėl greitaeigiams rotoriams reikalingi daug griežtesni balansavimo tolerancijos intervalai nei lėtaeigiams rotoriams.

Kaip guolius veikia disbalanso jėga?

Dėl disbalanso, kurio dažnis yra 1 × aps./min., susidaro sukamasis jėgos vektorius. Ši jėga perduodama per guolius, padidindama dinaminę guolio apkrovą, sukeldama greitesnį dilimą, nuovargį ir vibraciją. Disbalanso jėga tiesiogiai padidina guolio apkrovą.

Koks yra ryšys tarp disbalanso jėgos ir vibracijos?

Disbalanso jėga yra pagrindinis sužadinimas, atsirandantis besisukančiuose mechanizmuose esant 1× aps./min. Gauta vibracijos amplitudė priklauso nuo jėgos dydžio, mechanizmo dinaminio standumo (masės, standumo, slopinimo) ir artumo rezonansiniams dažniams.

Nemokamas inžinerijos įrankis · #007

Išcentrinė jėga dėl disbalanso

Apskaičiuokite išcentrinę jėgą, kurią sukuria liekamasis disbalansas besisukančioje dalyje. Įveskite disbalansą ir greitį, kad akimirksniu pamatytumėte jėgos rezultatus.

F = U·ω² g·mm → N Guolio apkrova

Rezultatai

Išcentrinė jėga

—

Jėga (kN)

—

Jėga (lbf)

—

Kampinis greitis ω

—

Dažnis

—

Disbalansas (kg·m)

—

Ekvivalentinė statinė masė

—

Išcentrinė jėga dėl disbalanso

Kai rotorius turi liekamąjį disbalansą U (masė × ekscentricitetas), sukimasis sukuria išcentrinę jėgą:

F — išcentrinė jėga (N)
U — disbalansas, išreikštas kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — kampinis greitis = 2πn/60 (rad/s)
n — sukimosi greitis (aps./min.)

Greičio priklausomybė

Kadangi jėga priklauso nuo ω², ryšys su RPM yra kvadratinis:

Padvigubinti greitį keturgubai išcentrinė jėga. Štai kodėl greitaeigėms mašinoms (turbinoms, turbokompresoriams) reikalingi daug griežtesni balansavimo tolerancijos intervalai.

Ekvivalentinė statinė apkrova

Ekvivalentinė statinė masė yra masė, kuri, pastatyta ant guolio, sukurtų tokią pačią apkrovą kaip ir sukamoji disbalanso jėga:

Praktinis pavyzdys

Pavyzdys – elektros variklis

Atsižvelgiant į tai, kad: Disbalansas U = 1000 g·mm, greitis n = 3000 aps./min.

ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 rad/s

U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0,001 kg · m

F = 0,001 × 314,16² = 98,7 šiaur.

Ekvivalentinė statinė apkrova: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Tipinės disbalanso jėgos

Disbalansas (g·mm)	Greitis (RPM)	Jėga (N)	Paraiška
100	10 000	109.7	Turbokompresorius
1 000	3 000	98.7	Elektrinis variklis
5 000	1 500	123.4	Išcentrinis siurblys
10 000	750	61.7	Didelis ventiliatorius
50 000	300	49.3	Smulkintuvas

⚠️ Pastaba: Šiame skaičiavime daroma prielaida, kad rotorius yra standus, kai greitis mažesnis už pirmąjį kritinį. Virš pirmojo kritinio greičio dinaminis atsakas yra sudėtingesnis ir reikalauja rotoriaus dinamikos analizės.

Išcentrinės jėgos iš disbalanso skaičiuoklė | Nemokamas internetinis įrankis

Išleido Nikolajus Šelkovenko ant 2026 m. vasario 15 d. 2026 m. vasario 15 d.

Rezultatai

Išcentrinė jėga dėl disbalanso

Greičio priklausomybė

Ekvivalentinė statinė apkrova

Praktinis pavyzdys

Tipinės disbalanso jėgos