Kalkulator za načrtovanje uravnotežene platforme
Popolno orodje za načrtovanje strojev za uravnoteženje rotorjev z vzmetmi
Parametri zasnove platforme
Na podlagi standardov ISO 21940, ISO 2041 in načel načrtovanja balansirnih strojev
Rezultati načrtovanja platforme
Zahteve za vzmet
—
—
—
Dinamične značilnosti
—
—
—
—
Napovedi uspešnosti
—
—
—
Priporočila za oblikovanje:
Teorija načrtovanja uravnotežene platforme
Stroji z mehkimi in trdimi ležaji
Mehki ležaj: Naravna frekvenca platforme < 30% minimalne hitrosti rotorja
- Boljša občutljivost na neuravnoteženost
- Širši razpon hitrosti
- Zahteva manj masivne temelje
- Bolj dovzetni za zunanje vibracije
Trdi ležaj: Naravna frekvenca platforme > 3× največja hitrost rotorja
- Stabilnejše meritve
- Boljše za uravnoteženje proizvodnje
- Manj občutljiv na spremembe rotorja
- Zahteva zelo trdne opore
Naravna izbira frekvence
Za mehki ležaj: fn < 0,3 × (vrt/min / 60)
Za trdi ležaj: fn > 3 × (RPMmax / 60)
Izračun togosti vzmeti
Premisleki glede občutljivosti
Občutljivost platforme je odvisna od:
- Razmerje mase (platforma/rotor)
- Ločitev naravnih frekvenc
- Raven dušenja
- Namestitev in vrsta senzorja
Kritični pregledi zasnove
- Pomladni val: Naravna frekvenca vzmeti > 13 × frekvenca ploščadi
- Statični odklon: Ne sme presegati trdne višine vzmeti
- Bočna stabilnost: Preprečite načine zibanja platforme
- Izolacija temeljev: Po potrebi razmislite o dvojni izolaciji
Tipične uporabe
Vrsta rotorja | Območje hitrosti | Vrsta platforme | Tipična fn |
---|---|---|---|
Majhni rotorji | 1000–10000 vrt/min | Mehki ležaj | 2–5 Hz |
Elektromotorji | 600–3600 vrt/min | Mehki ležaj | 1–3 Hz |
Turbine | 3000–20000 vrt/min | Mehki ležaj | 5–15 Hz |
Ročične gredi | 300–2000 vrt/min | Trdi ležaj | 100+ Hz |
Primeri uporabe in vodnik za izbiro vrednosti
Primer 1: Stroj za uravnoteženje elektromotorjev
Scenarij: Zasnova balansirne platforme za elektromotorje do 50 kg, ki delujejo pri 1500–3000 vrt/min
- Masa rotorja: 50 kg (največja teža motorja)
- Masa perona: 100 kg (2× masa rotorja za stabilnost)
- Območje hitrosti: 1500–3000 vrt/min
- Vrsta platforme: Mehak ležaj (boljša občutljivost)
- Vzmeti: 4 vzmeti na vogalih
- Dušenje: Svetloba (ζ = 0,05)
- Največji odklon: 25 mm
- Rezultat: fn ≈ 6,25 Hz, togost vzmeti ≈ 5,8 kN/m vsaka
Primer 2: Velik rotor turbine
Scenarij: Visokohitrostni turbinski rotor, 200 kg, 10000–20000 vrt/min
- Masa rotorja: 200 kg
- Masa perona: 300 kg (1,5× za težke rotorje)
- Območje hitrosti: 10000–20000 vrt/min
- Vrsta platforme: Mehki ležaj
- Vzmeti: 6 vzmeti (šestkotne za stabilnost)
- Dušenje: Zmerno (ζ = 0,1)
- Največji odklon: 15 mm (tožji za natančnost)
- Rezultat: fn ≈ 41,7 Hz, potrebne so zelo toge vzmeti
Kako izbrati vrednote
Izbira mase platforme
- Lahki rotorji (< 50 kg): Masa platforme = 2-3 × masa rotorja
- Srednji rotorji (50–200 kg): Masa platforme = 1,5-2 × masa rotorja
- Težki rotorji (> 200 kg): Masa platforme = 1–1,5 × masa rotorja
- Pravilo: Težja platforma = bolj stabilna, vendar manj občutljiva
Izbira tipa platforme
- Mehki ležaj: Izberite kdaj:
- Potreben je širok razpon hitrosti
- Zahtevana visoka občutljivost
- Raziskovalne/razvojne aplikacije
- Vrste spremenljivih rotorjev
- Trdi ležaj: Izberite kdaj:
- Uravnoteženje proizvodnje
- Delovanje z eno hitrostjo
- Težki rotorji
- Na voljo minimalna podlaga
Konfiguracija vzmeti
- 3 vzmeti (trikotne): Minimalna stabilnost, samo lahki rotorji
- 4 vzmeti (pravokotne): Najpogostejši, primeren za pravokotne ploščadi
- 6 vzmeti (šestkotne): Boljša stabilnost za velike/težke rotorje
- 8–12 vzmeti: Zelo velike platforme ali posebne zahteve
Zahteve glede dušenja
- Brez dušenja: Togi rotorji, daleč od resonance
- Svetloba (ζ = 0,05): Standardna izbira za večino aplikacij
- Zmerno (ζ = 0,1): Pri prehodu skozi resonanco
- Težka (ζ = 0,2): Fleksibilni rotorji ali posebne zahteve
Največji odklon
- 10–15 mm: Visoka natančnost, majhni rotorji
- 20–30 mm: Standardne aplikacije
- 30–50 mm: Veliki/težki rotorji
- Pravilo: Ne sme presegati 80% dolžine proste vzmeti
📘 Kalkulator platforme za uravnoteženje
Zasnuje balansirno platformo za dvoravninsko uravnoteženje rotorja. Izračuna naravno frekvenco platforme, togost vzmeti in občutljivost v skladu s standardom ISO 1940-1.
Mehki ležaj: fn < 0,3 × fmin | Trdi ležaj: fn > 3 × fmax
💼 Aplikacije
- Uravnoteženje ventilatorja (mehko): Rotor 45 kg + ploščad 35 kg = 80 kg. Hitrost: 1480 vrt/min = 24,7 Hz. Zahtevana fn < 0,3 × 24,7 = 7,4 Hz. Zasnovano: fn = 6 Hz. Vzmeti: 4 × 22 kN/m. Občutljivost: zazna neuravnoteženost 0,5 g·mm/kg.
- Turbopolnilnik (trdi): Rotor 12 kg, 24000 vrt/min = 400 Hz. Zahtevana fn > 3×400 = 1200 Hz. Zelo toga platforma ali togo stojalo. Meritev na podlagi merilnika pospeška.
- Rotor črpalke (mehak): Rotor 185 kg, 2980 vrt/min. Platforma: 95 kg. fn = 4,2 Hz. Odklon: 8 mm. Dušenje: zmerno (ζ=0,1). Zazna 2 g·mm/kg (razred G2,5).
Vrste platform:
Mehki ležaj: Nizka fn. Velik odklon. Meri relativne vibracije rotorja. Dobro za vse hitrosti, vključno s spremenljivimi.
Trdi ležaj: Visoka fn. Toga struktura. Meri absolutne vibracije. Dobro za fiksno hitrost, kompaktna zasnova.