Bezmaksas inženiertehniskais rīks
Atsperes izvēle pēc mērķa frekvences
Aprēķiniet nepieciešamo atsperes stingrību dotajai masai un mērķa pašsvārstību frekvencei. Projektējiet vibrāciju izolācijas sistēmas, nosakot nepieciešamo atsperes stingrību.
Rezultāti
Nepieciešamā atsperes stingrība
Ņemot vērā masu un vēlamo pašsvārstību frekvenci, nepieciešamo atsperes stingrību iegūst no pašsvārstību frekvences vienādojuma, kas atrisināts ar k:
- m — atbalstītās mašīnas masa (kg)
- f — mērķa dabiskā frekvence (Hz)
- k — nepieciešamā kopējā atsperes stingrība (N/m); dalīt ar 1000, ja iegūst N/mm
RPM uz Hz konvertēšana
Statiskā novirze un katras atsperes stingrība
Kur g = 9,81 m/s², un k ir izteikts N/mm, un novirzes rezultāts ir izteikts mm.
Praktisks piemērs
Ņemot vērā: Mašīnas masa = 300 kg, mērķa frekvence = 4 Hz, 4 atsperes
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189 510 N/m = 189,5 N/mm2
δ_statiskā = 300 × 9,81 / 189 510 × 1000 = 15,5 mm
k uz atsperi = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm2
Ekvivalents apgriezienu skaits minūtē = 4 × 60 = 240 apgr./min
ℹ️ Dizaina noteikums: Lai nodrošinātu efektīvu vibrācijas izolāciju, pašsvārstību frekvencei jābūt ne vairāk kā 1/3 no zemākās darba frekvences. Tas nodrošina vismaz 87,5% izolāciju.
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.
Šajā lapā aprakstītās procedūras izstrādāja un lauka apstākļos pārbaudīja Vibromera komanda, izmantojot Balanset-1A — pārnēsājamu divkanālu balansētāju un vibrāciju analizatoru rotoru balansēšanai uz vietas.
Profesionāli pārnēsājami balansieri, vibrācijas analizatori un stāvokļa uzraudzības sistēmas, ko izmanto vairāk nekā 50 valstīs. Izstrādājiet optimālas izolācijas sistēmas un pārbaudiet to darbību uz vietas.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ir vibrāciju analīzes inženieris, kā arī uzņēmuma Vibromera dibinātājs un vadītājs. Vairāk nekā 15 gadus viņš balansē rotējošas iekārtas darba vietā, nevis uz pārbaudes stenda: mulčētājus, rūpnieciskos ventilatorus, drupinātājus, centrifūgas, vārpstas un darbvārpstas. Tieši no šī darba radās Balanset instrumenti — tie tika veidoti kā rīks, ko speciālists var aiznest pie mašīnas un lietot viens pats uz vietas, nevis kā laboratorijas aprīkojums. Vibromera dibināta 2017. gadā, un kopš 2023. gada tā atrodas Portu, Portugālē. Šeit notiek Balanset līnijas izstrāde, montāža un atbalsts. Vadošais instruments ir Balanset-1A — portatīvs analizators balansēšanai vienā un divās plaknēs, kā arī vibrāciju diagnostikai. Nikolai personīgi piedalās klientu atbalstā, sarežģītu balansēšanas gadījumu risināšanā un programmatūras izstrādē. Viņš strādā ar klientiem visā pasaulē, jebkurā valodā.
