Gratis technisch hulpmiddel
Veerselectie op basis van de beoogde frequentie
Bereken de benodigde veerconstante voor een gegeven massa en gewenste eigenfrequentie. Ontwerp trillingsisolatiesystemen door de benodigde veerconstante te bepalen.
Resultaten
Vereiste veerconstante
Gegeven een massa en een gewenste eigenfrequentie, wordt de benodigde veerconstante afgeleid uit de vergelijking voor de eigenfrequentie, opgelost naar k:
- m — massa van de ondersteunde machine (kg)
- f — beoogde eigenfrequentie (Hz)
- k — vereiste totale veerconstante (N/m); deel door 1000 voor N/mm
Omrekening van toerental naar frequentie
Statische doorbuiging & stijfheid per veer
Waar g = 9,81 m/s² en k is in N/mm voor de doorbuiging in mm.
Praktisch voorbeeld
Gegeven: Massa van de machine = 300 kg, beoogde frequentie = 4 Hz, 4 veren
ω = 2π × 4 = 25,13 rad/s
k = 300 × (25,13)² = 300 × 631,7 = 189.510 N/m = 189,5 N/mm
δ_statisch = 300 × 9,81 / 189.510 × 1000 = 15,5 mm
k per veer = 189,5 / 4 = 47,4 N/mm
Equivalent toerental = 4 × 60 = 240 toeren per minuut
ℹ️ Ontwerpregel: Voor effectieve trillingsisolatie moet de eigenfrequentie maximaal 1/3 van de laagste werkfrequentie bedragen. Dit garandeert een isolatie van minimaal 87,5%.
Om veren voor trillingsisolatie te selecteren, bepaalt u eerst de massa van de machine en de gewenste eigenfrequentie van het isolatiesysteem. De eigenfrequentie moet ruim onder de bedrijfsfrequentie liggen — doorgaans lager dan 1/3 van de laagste excitatiefrequentie.
Gebruik de formule k = m × (2πf)² om de benodigde totale veerstijfheid te berekenen en deel deze vervolgens door het aantal veren om de stijfheid per veer te vinden. Controleer of de statische indrukking aanvaardbaar is en of de veren de belasting kunnen dragen.
Voor effectieve trillingsisolatie moet de eigenfrequentie hoogstens 1/3 van de laagste bedrijfsfrequentie bedragen. Als een machine bijvoorbeeld draait op 1500 RPM (25 Hz), moet het isolatiesysteem een eigenfrequentie hebben van minder dan circa 8 Hz.
Lagere eigenfrequenties zorgen voor een betere isolatie, maar vereisen slappere veren en een grotere statische indrukking. Gebruikelijke isolatiesystemen worden gedimensioneerd op 2–8 Hz, afhankelijk van de toepassing.
De trillingsoverdracht (transmissibiliteit) van een trillingsisolatiesysteem hangt af van de verhouding tussen de bedrijfsfrequentie en de eigenfrequentie. Isolatie treedt pas op wanneer deze verhouding groter is dan √2 ≈ 1.41.
Bij een verhouding van 3 (eigenfrequentie = 1/3 van de bedrijfsfrequentie) daalt de overdracht naar ongeveer 12.5%, wat betekent dat 87.5% van de trillingen wordt geïsoleerd. Onder √2 versterkt het systeem de trillingen juist, met het ongunstigste punt bij resonantie (verhouding = 1).
Het aantal veren hangt af van de afmetingen van de machine, de gewichtsverdeling en de opstellingswijze:
- 4 veren — meest gebruikelijk, één op elke hoek bij rechthoekige machines
- 3 veren — driehoekige opstellingen
- 6+ veren — grote machines die een verdeelde ondersteuning vereisen
De benodigde totale stijfheid wordt gelijkmatig verdeeld over alle veren. Zorg ervoor dat alle veren dezelfde stijfheid hebben om scheefzakken te voorkomen.
Statische indrukking is de afstand waarover een veer indrukt onder het eigen gewicht van de ondersteunde massa door de zwaartekracht (δ = mg/k). Dit is belangrijk omdat:
- Het bepaalt hoeveel de machine op de veren invalt
- Het rechtstreeks gekoppeld is aan de eigenfrequentie — grotere indrukking = lagere frequentie = betere isolatie
- De veer voldoende veerweg moet hebben voor de statische indrukking plus de dynamische beweging
- Overmatige indrukking kan leiden tot stabiliteitsproblemen
Typische isolatieveren hebben een statische indrukking van 5–25 mm.
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, draagbare balanceerapparaten, trillingsanalysatoren en conditiebewakingssystemen worden in meer dan 50 landen gebruikt. Ontwerp optimale isolatiesystemen en verifieer de prestaties ter plaatse.
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.
