Cum calculez forța centrifugă din dezechilibru?

Forța centrifugă F = U × ω², unde U este dezechilibrul în kg·m și ω este viteza unghiulară în rad/s. Dacă dezechilibrul este în g·mm, se convertește în kg·m împărțind la 10⁶. Viteza unghiulară ω = 2π × n / 60, unde n este viteza în RPM.

Care este unitatea de măsură a dezechilibrului?

Dezechilibrul se măsoară în unități de masă × distanță: g·mm (gram-milimetri) este cel mai des întâlnit în industrie, oz·in (uncie-țoli) este utilizat în America de Nord, iar kg·m este unitatea SI. 1 oz·in ≈ 720 g·mm.

De ce crește forța centrifugă odată cu pătratul vitezei?

Forța centrifugă F = m × r × ω². Deoarece ω este proporțională cu turațiile pe minut (RPM), dublarea vitezei cvadruplează forța. Acesta este motivul pentru care rotoarele de mare viteză necesită toleranțe de echilibrare mult mai stricte decât rotoarele de viteză mică.

Cum afectează forța de dezechilibru rulmenții?

Dezechilibrul creează un vector de forță de rotație la o frecvență de 1× RPM. Această forță este transmisă prin rulmenți, crescând sarcina dinamică a rulmentului, provocând uzură accelerată, oboseală și vibrații. Forța de dezechilibru se adaugă direct la sarcina rulmentului.

Care este relația dintre forța de dezechilibru și vibrații?

Forța de dezechilibru este excitația principală la 1× RPM în mașinile rotative. Amplitudinea vibrației rezultate depinde de magnitudinea forței, rigiditatea dinamică a mașinii (masă, rigiditate, amortizare) și proximitatea față de frecvențele de rezonanță.

Instrument de inginerie gratuit · #007

Forța centrifugă din dezechilibru

Calculați forța centrifugă generată de dezechilibrul rezidual într-o piesă rotativă. Introduceți dezechilibrul și viteza pentru a vedea instantaneu rezultatele forței.

F = U·ω² g·mm → N Sarcina rulmentului

Rezultate

Forța centrifugă

—

Forță (kN)

—

Forță (lbf)

—

Viteza unghiulară ω

—

Frecvenţă

—

Dezechilibru (kg·m)

—

Masă statică echivalentă

—

Forța centrifugă din dezechilibru

Când un rotor are un dezechilibru rezidual U (masă × excentricitate), rotația generează o forță centrifugă:

F — forța centrifugă (N)
U — dezechilibru în kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
ω — viteză unghiulară = 2πn/60 (rad/s)
n — viteza de rotație (RPM)

Dependența de viteză

Deoarece forța depinde de ω², relația cu turațiile pe minut este pătratică:

Dublarea vitezei cvadruple forța centrifugă. Acesta este motivul pentru care utilajele de mare viteză (turbine, turbocompresoare) necesită toleranțe de echilibrare mult mai stricte.

Sarcină statică echivalentă

Masa statică echivalentă este masa care, plasată în repaus pe un rulment, ar produce aceeași sarcină ca forța de dezechilibru rotativ:

Exemplu practic

Exemplu — Motor electric

Dat: Dezechilibru U = 1000 g·mm, Turație n = 3000 RPM

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

Sarcină statică echivalentă: 98,7 / 9,81 = 10,06 kg

Forțe tipice de dezechilibru

Dezechilibru (g·mm)	Viteză (RPM)	Forță (N)	Aplicație
100	10 000	109.7	Turbocompresor
1 000	3 000	98.7	Motor electric
5 000	1 500	123.4	Pompă centrifugă
10 000	750	61.7	Ventilator mare
50 000	300	49.3	Concasor

⚠️ Notă: Acest calcul presupune un rotor rigid sub prima viteză critică. Peste prima viteză critică, răspunsul dinamic este mai complex și necesită o analiză a dinamicii rotorului.

Calculator de dezechilibru pentru forța centrifugă | Instrument online gratuit

Publicat de Nikolai Shelkovenko pe 15 februarie 2026 15 februarie 2026

Rezultate

Forța centrifugă din dezechilibru

Dependența de viteză

Sarcină statică echivalentă

Exemplu practic

Forțe tipice de dezechilibru