Nemokamas inžinerinis įrankis
Spyruoklių pasirinkimas pagal tikslinį dažnį
Apskaičiuokite reikiamą spyruoklės standumą, esant duotai masei ir tiksliniam natūraliajam dažniui. Suprojektuokite vibracijos izoliacijos sistemas, nustatydami reikiamą spyruoklės standumą.
Rezultatai
Reikalingas spyruoklės standumas
Turint masę ir pageidaujamą natūralų dažnį, reikalingas spyruoklės standumas apskaičiuojamas pagal natūralaus dažnio lygtį, išspręstą k atveju:
- m — atraminės mašinos masė (kg)
- f — tikslinis natūralusis dažnis (Hz)
- k — reikalingas bendras spyruoklės standumas (N/m); padalinkite iš 1000, kad gautumėte N/mm
RPM į Hz konvertavimas
Statinė deformacija ir spyruoklinis standumas
Kur g = 9,81 m/s², o k išreikštas N/mm, o deformacijos rezultatas – mm.
Praktinis pavyzdys
Atsižvelgiant į tai, kad: Mašinos masė = 300 kg, tikslinis dažnis = 4 Hz, 4 spyruoklės
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189 510 N/m = 189,5 N/mm²
δ_statinis = 300 × 9,81 / 189 510 × 1000 = 15,5 mm
k vienai spyruoklei = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm²
Ekvivalentinis aps./min. = 4 × 60 = 240 aps./min.
ℹ️ Dizaino taisyklė: Norint efektyviai izoliuoti vibraciją, natūralusis dažnis turėtų būti ne didesnis kaip 1/3 žemiausio darbinio dažnio. Tai užtikrina bent 87,5% izoliaciją.
To select springs for vibration isolation, first determine the mass of the machine and the desired natural frequency of the isolation system. The natural frequency should be well below the operating frequency — typically less than 1/3 of the lowest excitation frequency.
Use the formula k = m × (2πf)² to calculate the required total spring stiffness, then divide by the number of springs to get the stiffness per spring. Verify that the static deflection is acceptable and that the springs can support the load.
For effective vibration isolation, the natural frequency should be at most 1/3 of the lowest operating frequency. For example, if a machine runs at 1500 RPM (25 Hz), the isolation system should have a natural frequency below about 8 Hz.
Lower natural frequencies provide better isolation but require softer springs and larger static deflections. Typical isolation systems target 2–8 Hz depending on the application.
The transmissibility of a vibration isolation system depends on the ratio of operating frequency to natural frequency. Isolation only begins when this ratio exceeds √2 ≈ 1.41.
At a ratio of 3 (natural frequency = 1/3 of operating), transmissibility drops to about 12.5%, meaning 87.5% of vibration is isolated. Below √2, the system actually amplifies vibrations, with the worst case at resonance (ratio = 1).
The number of springs depends on the machine size, weight distribution, and mounting configuration:
- 4 springs — most common, one at each corner for rectangular machines
- 3 springs — triangular layouts
- 6+ springs — large machines requiring distributed support
The total required stiffness is divided equally among all springs. Ensure all springs have equal stiffness to prevent tilting.
Static deflection is the amount a spring compresses under the weight of the supported mass due to gravity (δ = mg/k). It matters because:
- It determines how much the machine sinks on the springs
- It is directly related to natural frequency — larger deflection = lower frequency = better isolation
- The spring must have enough travel for static deflection plus dynamic motion
- Excessive deflection can cause stability issues
Typical isolation springs have 5–25 mm of static deflection.
Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.
Profesionalūs nešiojami balansavimo įrenginiai, vibracijos analizatoriai ir būklės stebėjimo sistemos, naudojamos daugiau nei 50 šalių. Sukurkite optimalias izoliacijos sistemas ir patikrinkite jų veikimą vietoje.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko yra vibracijos analizės inžinierius bei „Vibromera“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Daugiau nei 15 metų jis balansavo besisukančią įrangą lauko sąlygomis, o ne bandymų stende: mulčiuotuvus, pramoninius ventiliatorius, smulkintuvus, centrifugas, velenus ir špindelius. Būtent iš šio darbo išaugo „Balanset“ prietaisai — jie buvo sukurti kaip įrankis, kurį specialistas gali atsinešti prie mašinos ir naudoti savarankiškai, vietoje, o ne kaip laboratorinę įrangą. „Vibromera“ įkurta 2017 metais, nuo 2023 metų įsikūrusi Porto mieste, Portugalijoje. Čia vyksta visas „Balanset“ linijos kūrimas, surinkimas ir palaikymas. Pagrindinis prietaisas — „Balanset-1A“, nešiojamas analizatorius vienos ir dviejų plokštumų balansavimui bei vibracijos diagnostikai. Nikolai asmeniškai dalyvauja klientų aptarnavime, sudėtingų balansavimo atvejų sprendime ir programinės įrangos kūrime. Jis dirba su klientais visame pasaulyje, bet kuria kalba.
