Gratis technisch hulpmiddel
Hamer centrifugale kracht calculator
Bereken de centrifugale kracht op de hamers van de breker en de maalmachine. Voer de hamermassa, de straal naar het zwaartepunt en het toerental van de rotor in om de kracht op de borgpennen en -bouten te berekenen.
Resultaten
Formule voor centrifugale kracht
De centrifugale kracht die inwerkt op een roterende hamer in zijn zwaartepunt:
- m — hamermassa (kg)
- R — afstand van het rotatiecentrum tot het zwaartepunt van de hamer (m)
- ω — hoeksnelheid (rad/s) = 2πn/60
- n — rotatiesnelheid (RPM)
Kracht-gewichtsverhouding
Dit geeft aan hoeveel keer de centrifugale kracht het eigen gewicht van de hamer bedraagt. Waarden van 500–2000 × g komen vaak voor in industriële hamermolens.
Penmaatbepaling (dubbele afschuiving)
Voor een hamer die door een pen in dubbele afschuiving wordt vastgehouden:
Waar τtoel is de toelaatbare schuifspanning (doorgaans 60-80 MPa voor middelmatig koolstofstaal met een veiligheidsfactor van 3-5).
Praktisch voorbeeld
Gegeven: Hamermassa = 5 kg, R = 400 mm, Snelheid = 1500 RPM
ω = 2π × 1500 / 60 = 157,08 rad/s
F = 5 × 0,400 × 157,08² = 49.348 N (49,3 kN)
F / (m×g) = 49.348 / (5 × 9,81) = 1.006 × g
Tipsnelheid bij R: v = ω × R = 157,08 × 0,4 = 62,8 m/s
⚠️ Belangrijk: Dit betreft alleen de centrifugale kracht. Impactkrachten tijdens het breken voegen aanzienlijke dynamische belastingen toe. Gebruik altijd voldoende veiligheidsfactoren (3-5) voor de dimensionering van pennen, bouten en schijven.
De centrifugaalkracht bepaalt de belasting op de hamerpennen, bouten en scharnierpunten. Dit is essentieel voor:
- Het dimensioneren van bevestigingsmiddelen (pennen, bouten) op voldoende afschuif- en vermoeiingssterkte
- Het ontwerpen van de rotorschijven voor de verdeelde belasting
- Het voorspellen van het hamergedrag (uitzwaaihoek bij slingerhamers)
- Het waarborgen van een veilige werking — een weggeslingerde hamer is een dodelijk projectiel
Een hamer van 5 kg ondervindt bij 1500 RPM op R=400mm circa ~49 kN — vergelijkbaar met een gewicht van 5 ton dat aan de pen hangt.
Een hogere centrifugaalkracht zorgt voor:
- Radiaal gestrekte slingerhamers — de hamers blijven in radiale stand staan, wat de effectieve diameter en slagenergie maximaliseert
- Grotere slagkracht — de botsingsenergie is evenredig met mv² (het kwadraat van de omtreksnelheid)
- Hogere penbelasting — vereist sterkere opsluitpennen en borgingen
- Hogere spanning in de rotorschijven — de pengaten in de schijven worden zwaarder op stuikdruk belast
Voor een hamerpen die dubbelssnijdend op afschuiving wordt belast:
- Benodigde pendoorsnede = F / (2 × τallow)
- Pendiameter = √(2F / (π × τallow))
- Gebruik τallow = 60–80 MPa voor koolstofstaal met gemiddeld koolstofgehalte
- Pas een veiligheidsfactor van 3–5 toe voor dynamische en vermoeiingsbelastingen
Voorbeeld: F = 49 kN, SF = 4, τallow = 70 MPa → d = √(2 × 49000 × 4 / (π × 70)) = 42 mm benodigde pendiameter.
Ongelijke hamermassa's wekken onbalanskrachten op die leiden tot:
- Trillingen — nemen toe met RPM² en leiden tot lageruitval
- Lagerschade — verkorting van de lagerlevensduur met een factor (F/F₀)³
- Constructieve vermoeiing — scheurvorming in het frame, de fundatiebouten en lasverbindingen
- Slechte productkwaliteit — ongelijkmatige vermaling en inconsistente deeltjesgrootte
Weeg en groepeer de hamers daarom altijd voor een minimale onbalans.
Veelvoorkomende oorzaken van ongelijkmatige slijtage:
- Ongelijkmatige materiaaltoevoer — er komt aan één zijde van de rotor meer materiaal binnen dan aan de andere zijde
- Materiaalvariatie — verschillen in hardheid binnen het voedingsmateriaal
- Toestand van de zeefkorf — versleten of beschadigde zeefdelen zorgen voor een ongelijkmatige afvoer
- Uitlijning van de breekplaat — verkeerd afgestelde breekplaten kaatsen het materiaal ongelijkmatig terug
- Initiële massaverschillen — zelfs kleine fabricagetoleranties versterken elkaar na verloop van tijd
Hanteer een vast schema voor het keren en wisselen van de hamers: draai ze om (180°), wissel de posities en weeg ze vóór hermontage.
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele rotorbalancering voor breek- en hamermolens. Vermindert trillingen en verlengt de levensduur van lagers. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
