Бесплатный инженерный инструмент · № 007
Центробежная сила, возникающая из-за дисбаланса
Рассчитайте центробежную силу, создаваемую остаточным дисбалансом во вращающейся детали. Введите значения дисбаланса и скорости, чтобы сразу увидеть результаты расчета силы.
Результаты
Центробежная сила, возникающая из-за дисбаланса
Если ротор имеет остаточный дисбаланс U (масса × эксцентриситет), при вращении возникает центробежная сила:
- F — центробежная сила (Н)
- U — дисбаланс в кг·м (= г·мм × 10⁻⁶)
- ω — угловая скорость = 2πn/60 (рад/с)
- n — частота вращения (об/мин)
Зависимость от скорости
Поскольку усилие зависит от ω², зависимость от частоты вращения имеет вид квадратичной функции:
Удвоение скорости учетверяет центробежная сила. Именно поэтому для высокооборотистого оборудования (турбин, турбокомпрессоров) требуются гораздо более жесткие допуски на балансировку.
Эквивалентная статическая нагрузка
Эквивалентная статическая масса — это масса, которая, находясь в состоянии покоя на подшипнике, создавала бы нагрузку, равную силе вращающегося дисбаланса:
Практический пример
Дано: Дисбаланс U = 1000 г·мм, частота вращения n = 3000 об/мин
ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 рад/с
U (СИ) = 1000 × 10⁻⁶ = 0,001 кг·м
F = 0,001 × 314,16² = 98,7 Н
Эквивалентная статическая нагрузка: 98,7 / 9,81 = 10,06 кг
Типичные силы дисбаланса
| Дисбаланс (г·мм) | Скорость (об/мин) | Сила (Н) | Применение |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | Турбокомпрессор |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | Электрический двигатель |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | Центробежный насос |
| 10 000 | 750 | 61.7 | Большой вентилятор |
| 50 000 | 300 | 49.3 | Дробилка |
⚠️ Примечание: В данном расчете предполагается, что ротор является жестким при скорости ниже первой критической. При скорости выше первой критической динамическая реакция становится более сложной и требует проведения анализа динамики ротора.
Снизьте силы дисбаланса на месте с помощью наших портативных приборов для балансировки. Обеспечьте соответствие стандарту ISO 21940-11 и продлите срок службы подшипников.
