Hvordan beregner jeg sentrifugalkraft fra ubalanse?

Sentrifugalkraften F = U × ω², hvor U er ubalansen i kg·m og ω er vinkelhastigheten i rad/s. Hvis ubalansen er i g·mm, konverteres den til kg·m ved å dele med 10⁶. Vinkelhastigheten ω = 2π × n / 60, hvor n er hastigheten i RPM.

Hva er enheten for ubalanse?

Ubalanse måles i masse × avstandsenheter: g·mm (gram-millimeter) er vanligst i industrien, oz·in (ounce-inches) brukes i Nord-Amerika, og kg·m er SI-enheten. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Hvorfor øker sentrifugalkraften med kvadratet av farten?

Sentrifugalkraft F = m × r × ω². Siden ω er proporsjonal med turtall, firedobler en dobling av hastigheten kraften. Dette er grunnen til at høyhastighetsrotorer krever mye strengere balansetoleranser enn lavhastighetsrotorer.

Hvordan påvirker ubalansekraft lagrene?

Ubalanse skaper en roterende kraftvektor med en frekvens på 1× o/min. Denne kraften overføres gjennom lagrene, noe som øker den dynamiske lagerbelastningen og forårsaker akselerert slitasje, utmatting og vibrasjon. Ubalansekraften øker direkte lagerbelastningen.

Hva er forholdet mellom ubalansekraft og vibrasjon?

Ubalansekraft er den primære eksitasjonen ved 1× o/min i roterende maskineri. Den resulterende vibrasjonsamplituden avhenger av kraftstørrelsen, maskinens dynamiske stivhet (masse, stivhet, demping) og nærheten til resonansfrekvenser.

Gratis ingeniørverktøy · #007

Sentrifugalkraft fra ubalanse

Beregn sentrifugalkraften som genereres av gjenværende ubalanse i en roterende del. Skriv inn ubalanse og hastighet for å se kraftresultatene umiddelbart.

F = U·ω² g·mm → N Lagerbelastning

Resultater

Sentrifugalkraft

Kraft (kN)

Kraft (lbf)

Vinkelhastighet ω

Hyppighet

Ubalanse (kg·m)

Ekvivalent statisk masse

Sentrifugalkraft fra ubalanse

Når en rotor har gjenværende ubalanse U (masse × eksentrisitet), genererer rotasjon en sentrifugalkraft:

F — sentrifugalkraft (N)
U — ubalanse i kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — vinkelhastighet = 2πn/60 (rad/s)
n — rotasjonshastighet (RPM)

Hastighetsavhengighet

Siden kraften avhenger av ω², er forholdet med turtall kvadratisk:

Dobling av hastigheten firedobler sentrifugalkraften. Dette er grunnen til at høyhastighetsmaskineri (turbiner, turboladere) krever mye strengere balansetoleranser.

Ekvivalent statisk belastning

Den ekvivalente statiske massen er massen som, plassert i ro på et lager, ville produsere samme belastning som den roterende ubalansekraften:

Praktisk eksempel

Eksempel – Elektrisk motor

Gitt: Ubalanse U = 1000 g·mm, hastighet n = 3000 o/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 N

Ekvivalent statisk belastning: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Typiske ubalansekrefter

Ubalanse (g·mm)	Hastighet (RPM)	Kraft (N)	Søknad
100	10 000	109.7	Turbolader
1 000	3 000	98.7	Elektrisk motor
5 000	1 500	123.4	Sentrifugalpumpe
10 000	750	61.7	Stor vifte
50 000	300	49.3	Knuser

⚠️ Merk: Denne beregningen forutsetter en stiv rotor under den første kritiske hastigheten. Over den første kritiske hastigheten er den dynamiske responsen mer kompleks og krever en rotordynamikkanalyse.

Sentrifugalkraft fra ubalansekalkulator | Gratis online verktøy

Utgitt av Nikolai Shelkovenko på 15. februar 2026 15. februar 2026

Resultater

Sentrifugalkraft fra ubalanse

Hastighetsavhengighet

Ekvivalent statisk belastning

Praktisk eksempel

Typiske ubalansekrefter