Бесплатна инженерска алатка
Избор на пружина според целна фреквенција
Пресметајте ја потребната крутост на пружината за дадена маса и целна сопствена фреквенција. Проектирајте системи за изолација на вибрации со определување на потребната крутост на пружината.
Резултати
Потребна крутост на пружината
За дадена маса и посакувана сопствена фреквенција, потребната крутост на пружината се изведува од равенката за сопствена фреквенција решена по k:
- m — маса на поддржаната машина (kg)
- f — целна сопствена фреквенција (Hz)
- k — потребна вкупна крутост на пружините (N/m); поделете со 1000 за N/mm
Конверзија од RPM во Hz
Статичка деформација & крутост по пружина
Каде g = 9,81 m/s² и k е во N/mm за резултатот на отклонот во mm.
Практичен пример
Дадено: Маса на машина = 300 kg, Целна фреквенција = 4 Hz, 4 пружини
ω = 2π × 4 = 25.13 rad/s
k = 300 × (25.13)² = 300 × 631.7 = 189,510 N/m = 189.5 N/mm
δ_static = 300 × 9.81 / 189,510 × 1000 = 15.5 mm
k по пружина = 189,5 / 4 = 47.4 N/mm
Еквивалентни вртежи/мин = 4 × 60 = 240 RPM
ℹ️ Правило за проектирање: За ефикасна изолација на вибрации, сопствената фреквенција треба да биде најмногу 1/3 од најниската работна фреквенција. Ова обезбедува најмалку 87,5% изолација.
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.
Постапките опишани на оваа страница беа развиени и теренски тестирани од тимот на Vibromera користејќи го Balanset-1A, преносен двоканален балансер и анализатор на вибрации за балансирање ротори на самото место.
Професионални преносни балансери, анализатори на вибрации и системи за мониторинг на состојба, користени во 50+ земји. Проектирајте оптимални системи за изолација и потврдете ги перформансите на самото место.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер за анализа на вибрации, основач и извршен директор на Vibromera. Повеќе од 15 години тој балансира ротирачка опрема на терен, а не на испитен стол: мулчери, индустриски вентилатори, дробилки, центрифуги, вратила и вретена. Токму од таа работа настанаа инструментите Balanset — тие се замислени како алат што специјалистот може да го однесе до машината и да го користи сам, на самото место, а не како лабораториска опрема. Vibromera е основана во 2017 година, а од 2023 година е со седиште во Порто, Португалија. Овде се одвиваат развојот, склопувањето и поддршката на линијата Balanset. Водечки инструмент е Balanset-1A — преносен анализатор за балансирање во една и во две рамнини и за вибродијагностика. Nikolai лично учествува во поддршката на клиентите, во решавањето на сложени случаи на балансирање и во развојот на софтверот. Работи со клиенти ширум светот, на кој било јазик.
