Tillbaka till listan över kalkylatorer

Kalkylator för balanseringsplattformsdesign

Komplett designverktyg för fjädermonterade rotorbalanseringsmaskiner

Plattformsdesignparametrar

Baserat på ISO 21940, ISO 2041 och principer för balanseringsmaskiners design

Metriska systemet

Imperialsystemet

Rotorparametrar

Maximal rotormassa

Plattformsvikt (vagga + fixturer)

Minsta balanseringshastighet

varvtal

Maximal balanseringshastighet

varvtal

Plattformkonfiguration

Plattformstyp

Antal stödfjädrar

Vårarrangemang

Dämpningskrav

Designbegränsningar

Maximal statisk avböjning

Nödvändig känslighet

Resultat av plattformsdesign

Vårkrav

Total erforderlig styvhet:
—

Individuell fjäderstyvhet:
—

Fjädertrådens diameter (uppskattad):
—

Dynamiska egenskaper

Plattformens naturliga frekvens:
—

Frekvensförhållande vid min-hastighet:
—

Frekvensförhållande vid maxhastighet:
—

Statisk avböjning:
—

Prestandaförutsägelser

Överförbarhet vid min. hastighet:
—

Överförbarhet vid maxhastighet:
—

Minsta detekterbara obalans:
—

Designrekommendationer:

Balansering av plattformsdesignteori

Mjuka vs. hårda lagermaskiner

Mjukt lager: Plattformens naturliga frekvens < 30% av minsta rotorhastighet

Bättre känslighet för obalans
Bredare hastighetsområde
Kräver mindre massiv grund
Mer känslig för externa vibrationer

Hårt lager: Plattformens naturliga frekvens > 3× maximal rotorhastighet

Mer stabila mätningar
Bättre för produktionsbalansering
Mindre känslig för rotorbyten
Kräver mycket styva stöd

Val av naturlig frekvens

fn = (1/2π) × √(k_totalt / m_totalt)

För mjuka lager: fn < 0,3 × (varv/min / 60)

För hårda lager: fn > 3 × (RPMmax / 60)

Beräkning av fjäderstyvhet

k_total = (2π × fn)² × (m_rotor + m_plattform)

k_individuell = k_total / n_fjädrar (för parallellt arrangemang)

Känslighetsöverväganden

Plattformens känslighet beror på:

Massförhållande (plattform/rotor)
Naturfrekvensseparation
Dämpningsnivå
Sensorplacering och typ

Kritiska designkontroller

Vårvåg: Fjäderns naturliga frekvens > 13× plattformsfrekvens
Statisk avböjning: Får inte överstiga fjäderns solidhöjd
Sidostabilitet: Förhindra plattformsvängningslägen
Grundisolering: Överväg dubbelisolering om det behövs

Typiska tillämpningar

Rotortyp	Hastighetsområde	Plattformstyp	Typisk fn
Små rotorer	1000–10000 varv/min	Mjukt lager	2–5 Hz
Elmotorer	600–3600 varv/min	Mjukt lager	1–3 Hz
Turbiner	3000–20000 varv/min	Mjukt lager	5–15 Hz
Vevaxlar	300–2000 varv/min	Hård lagerhållning	100+ Hz

Användningsexempel och guide till värdeval

Exempel 1: Balanseringsmaskin för elektrisk motor

Scenario: Designa en balanseringsplattform för elmotorer upp till 50 kg, som arbetar vid 1500-3000 varv/min.

Rotormassa: 50 kg (maximal motorvikt)
Plattformsvikt: 100 kg (2× rotormassa för stabilitet)
Hastighetsområde: 1500–3000 varv/min
Plattformstyp: Mjukt lager (bättre känslighet)
Fjädrar: 4 fjädrar i hörnen
Dämpning: Ljus (ζ = 0,05)
Maxavböjning: 25 mm
Resultat: fn ≈ 6,25 Hz, fjäderstyvhet ≈ 5,8 kN/m vardera

Exempel 2: Stor turbinrotor

Scenario: Högvarvig turbinrotor, 200 kg, 10000–20000 varv/min

Rotormassa: 200 kg
Plattformsvikt: 300 kg (1,5× för tunga rotorer)
Hastighetsområde: 10000–20000 varv/min
Plattformstyp: Mjukt lager
Fjädrar: 6 fjädrar (sexkantiga för stabilitet)
Dämpning: Måttlig (ζ = 0,1)
Maxavböjning: 15 mm (styvare för precision)
Resultat: fn ≈ 41,7 Hz, mycket styva fjädrar behövs

Hur man väljer värden

Val av plattformsmassa

Ljusrotorer (< 50 kg): Plattformsmassa = 2–3× rotormassa
Medelstora rotorer (50-200 kg): Plattformsmassa = 1,5–2× rotormassa
Tunga rotorer (> 200 kg): Plattformsmassa = 1–1,5× rotormassa
Regel: Tyngre plattform = stabilare men mindre känslig

Val av plattformstyp

Mjukt lager: Välj när:
- Brett hastighetsområde behövs
- Hög känslighet krävs
- Forsknings-/utvecklingsansökningar
- Variabla rotortyper
Hårt lager: Välj när:
- Produktionsbalansering
- En hastighetsdrift
- Tunga rotorer
- Minimal foundation tillgänglig

Fjäderkonfiguration

3 fjädrar (triangulära): Minimal stabilitet, endast lätta rotorer
4 fjädrar (rektangulära): Vanligast, bra för rektangulära plattformar
6 fjädrar (sexkantiga): Bättre stabilitet för stora/tunga rotorer
8-12 fjädrar: Mycket stora plattformar eller speciella krav

Dämpningskrav

Ingen dämpning: Stela rotorer, långt från resonans
Ljus (ζ = 0,05): Standardval för de flesta applikationer
Måttlig (ζ = 0,1): När man passerar genom resonans
Tung (ζ = 0,2): Flexibla rotorer eller speciella krav

Maximal avböjning

10–15 mm: Hög precision, små rotorer
20–30 mm: Standardapplikationer
30–50 mm: Stora/tunga rotorer
Regel: Får inte överstiga 80% av fjäderns fria längd