Kā aprēķināt centrbēdzes spēku no disbalansa?

Centrbēdzes spēks F = U × ω², kur U ir disbalanss kg·m un ω ir leņķiskais ātrums rad/s. Ja disbalanss ir g·mm, pārvērš to kg·m, dalot ar 10⁶. Leņķiskais ātrums ω = 2π × n / 60, kur n ir ātrums apgr./min.

Kāda ir nelīdzsvarotības mērvienība?

Disbalansu mēra masas × attāluma mērvienībās: g·mm (grami-milimetri) visizplatītākā mērvienība ir rūpniecībā, oz·in (unces-collas) tiek izmantota Ziemeļamerikā, un kg·m ir SI mērvienība. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Kāpēc centrbēdzes spēks palielinās proporcionāli ātruma kvadrātam?

Centrbēdzes spēks F = m × r × ω². Tā kā ω ir proporcionāls apgriezienu skaitam minūtē (RPM), ātruma dubultošana četrkāršo spēku. Tāpēc ātrgaitas rotoriem ir nepieciešamas daudz stingrākas balansēšanas pielaides nekā lēngaitas rotoriem.

Kā nelīdzsvarotības spēks ietekmē gultņus?

Disbalanss rada rotējoša spēka vektoru ar frekvenci 1× RPM. Šis spēks tiek pārnests caur gultņiem, palielinot gultņu dinamisko slodzi, izraisot paātrinātu nodilumu, nogurumu un vibrāciju. Disbalansa spēks tieši palielina gultņu slodzi.

Kāda ir saistība starp nelīdzsvarotības spēku un vibrāciju?

Nelīdzsvarotības spēks ir galvenais ierosmes spēks pie 1× apgr./min rotējošās mašīnās. Iegūtā vibrācijas amplitūda ir atkarīga no spēka lieluma, mašīnas dinamiskās stingrības (masas, stingrības, slāpēšanas) un tuvuma rezonanses frekvencēm.

Bezmaksas inženierijas rīks · #007

Centrbēdzes spēks no nelīdzsvarotības

Aprēķiniet centrbēdzes spēku, ko rada rotējošas daļas atlikušais disbalanss. Ievadiet disbalansu un ātrumu, lai uzreiz redzētu spēka rezultātus.

F = U·ω² g·mm → N Gultņu slodze

Rezultāti

Centrbēdzes spēks

—

Spēks (kN)

—

Spēks (mārciņas/pēdas)

—

Leņķiskais ātrums ω

—

Biežums

—

Disbalanss (kg·m)

—

Ekvivalentā statiskā masa

—

Centrbēdzes spēks no nelīdzsvarotības

Kad rotoram ir atlikušais disbalanss U (masa × ekscentricitāte), rotācija rada centrbēdzes spēku:

F — centrbēdzes spēks (N)
U — disbalanss kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — leņķiskais ātrums = 2πn/60 (rad/s)
n — rotācijas ātrums (apgr./min)

Ātruma atkarība

Tā kā spēks ir atkarīgs no ω², tad sakarība ar apgriezieniem minūtē ir kvadrātiska:

Ātruma divkāršošana četrkāršo centrbēdzes spēks. Tāpēc ātrgaitas mašīnām (turbīnām, turbokompresoriem) ir nepieciešamas daudz stingrākas balansēšanas pielaides.

Ekvivalentā statiskā slodze

Ekvivalentā statiskā masa ir masa, kas, novietota miera stāvoklī uz gultņa, radītu tādu pašu slodzi kā rotējošais disbalansa spēks:

Praktisks piemērs

Piemērs — elektromotors

Ņemot vērā: Disbalanss U = 1000 g·mm, ātrums n = 3000 apgr./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 ziemeļu

Ekvivalentā statiskā slodze: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Tipiski nelīdzsvarotības spēki

Disbalanss (g·mm)	Ātrums (apgr./min)	Spēks (N)	Pieteikums
100	10 000	109.7	Turbokompresors
1 000	3 000	98.7	Elektromotors
5 000	1 500	123.4	Centrbēdzes sūknis
10 000	750	61.7	Liels ventilators
50 000	300	49.3	Drupinātājs

⚠️ Piezīme: Šajā aprēķinā tiek pieņemts, ka zem pirmā kritiskā ātruma rotors ir stingrs. Virs pirmā kritiskā ātruma dinamiskā reakcija ir sarežģītāka un prasa rotora dinamikas analīzi.

Centrbēdzes spēka kalkulators no nelīdzsvarotības | Bezmaksas tiešsaistes rīks

Publicēts Nikolajs Šelkovenko uz 2026. gada 15. februārī 2026. gada 15. februārī

Rezultāti

Centrbēdzes spēks no nelīdzsvarotības

Ātruma atkarība

Ekvivalentā statiskā slodze

Praktisks piemērs

Tipiski nelīdzsvarotības spēki