Como calculo a força centrífuga a partir do desequilíbrio?

A força centrífuga F = U × ω², onde U é o desbalanceamento em kg·m e ω é a velocidade angular em rad/s. Se o desbalanceamento estiver em g·mm, converta para kg·m dividindo por 10⁶. A velocidade angular ω = 2π × n / 60, onde n é a velocidade em RPM.

Qual é a unidade de desequilíbrio?

O desequilíbrio é medido em unidades de massa × distância: g·mm (grama-milímetros) é a mais comum na indústria, oz·in (onça-polegada) é usada na América do Norte e kg·m é a unidade do SI. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

Por que a força centrífuga aumenta com o quadrado da velocidade?

A força centrífuga F = m × r × ω². Como ω é proporcional à rotação por minuto (RPM), dobrar a velocidade quadruplica a força. É por isso que rotores de alta velocidade exigem tolerâncias de balanceamento muito mais rigorosas do que rotores de baixa velocidade.

Como a força de desequilíbrio afeta os rolamentos?

O desbalanceamento cria um vetor de força rotativa com frequência de 1× RPM. Essa força é transmitida pelos mancais, aumentando a carga dinâmica, o que causa desgaste acelerado, fadiga e vibração. A força de desbalanceamento se soma diretamente à carga do mancal.

Qual a relação entre a força de desequilíbrio e a vibração?

A força de desbalanceamento é a principal excitação a 1× RPM em máquinas rotativas. A amplitude da vibração resultante depende da magnitude da força, da rigidez dinâmica da máquina (massa, rigidez, amortecimento) e da proximidade das frequências de ressonância.

Ferramenta de engenharia gratuita · #007

Força centrífuga devido ao desequilíbrio

Calcule a força centrífuga gerada pelo desbalanceamento residual em uma peça rotativa. Insira o desbalanceamento e a velocidade para ver instantaneamente os resultados da força.

F = U·ω² g·mm → N Carga de suporte

Resultados

Força centrífuga

—

Força (kN)

—

Força (lbf)

—

Velocidade angular ω

—

Freqüência

—

Desequilíbrio (kg·m)

—

Massa Estática Equivalente

—

Força centrífuga devido ao desequilíbrio

Quando um rotor apresenta um desbalanceamento residual U (massa × excentricidade), a rotação gera uma força centrífuga:

F — força centrífuga (N)
Você — desequilíbrio em kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — velocidade angular = 2πn/60 (rad/s)
n — velocidade de rotação (RPM)

Dependência da velocidade

Como a força depende de ω², a relação com a rotação por minuto (RPM) é quadrática:

Dobrando a velocidade quádruplos a força centrífuga. É por isso que máquinas de alta velocidade (turbinas, turbocompressores) exigem tolerâncias de balanceamento muito mais rigorosas.

Carga Estática Equivalente

A massa estática equivalente é a massa que, colocada em repouso sobre um mancal, produziria a mesma carga que a força de desbalanceamento rotativa:

Exemplo prático

Exemplo — Motor Elétrico

Dado: Desequilíbrio U = 1000 g·mm, Velocidade n = 3000 RPM

ω = 2π × 3000/60 = 314,16 rad/s

você (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0,001 kg·m

F = 0,001 × 314,16² = 98,7 N

Carga estática equivalente: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Forças de desequilíbrio típicas

Desequilíbrio (g·mm)	Velocidade (RPM)	Força (N)	Aplicativo
100	10 000	109.7	Turbocompressor
1 000	3 000	98.7	Motor elétrico
5 000	1 500	123.4	Bomba centrífuga
10 000	750	61.7	Ventilador grande
50 000	300	49.3	Triturador

⚠️ Nota: Este cálculo pressupõe um rotor rígido abaixo da primeira velocidade crítica. Acima da primeira velocidade crítica, a resposta dinâmica é mais complexa e requer uma análise da dinâmica do rotor.

Calculadora de Força Centrífuga devido ao Desbalanceamento | Ferramenta Online Gratuita

Publicado por Nikolai Shelkovenko sobre 15 de fevereiro de 2026 15 de fevereiro de 2026

Resultados

Força centrífuga devido ao desequilíbrio

Dependência da velocidade

Carga Estática Equivalente

Exemplo prático

Forças de desequilíbrio típicas