Gratis tekniskt verktyg
Kalkylator för hammarcentrifugalkraft
Beräkna centrifugalkraften på kross- och kvarnhammare. Ange hammarens massa, tyngdpunktsradie och rotorhastighet för att få kraften på fasthållningsstift och bultar.
Resultat
Centrifugalkraftens formel
Centrifugalkraften som verkar på en roterande hammare i dess tyngdpunkt:
- m — hammarens massa (kg)
- R — avstånd från rotationscentrum till hammarens tyngdpunkt (m)
- ω — vinkelhastighet (rad/s) = 2πn/60
- n — rotationshastighet (varv/min)
Kraft-vikt-förhållande
Detta anger hur många gånger större centrifugalkraften är än hammarens egenvikt. Värden på 500–2000× g är vanliga i industriella hammarkvarnar.
Stiftdimensionering (dubbelskärning)
För en hammare som hålls fast av ett stift i dubbelskärning:
Var τtillåta är den tillåtna skjuvspänningen (vanligtvis 60–80 MPa för medelkolstål med säkerhetsfaktor 3–5).
Praktiskt exempel
Givetvis: Hammarmassa = 5 kg, R = 400 mm, Varvtal = 1500 varv/min
ω = 2π × 1500 / 60 = 157,08 rad/s
F = 5 × 0,400 × 157,08² = 49 348 N (49,3 kN)
F / (m×g) = 49 348 / (5 × 9,81) = 1 006 × g
Spetshastighet vid R: v = ω × R = 157,08 × 0,4 = 62,8 m/s
⚠️ Viktigt: Detta är endast centrifugalkraften. Slagkrafter under krossning adderar betydande dynamiska belastningar. Använd alltid tillräckliga säkerhetsfaktorer (3–5) för dimensionering av stift, bultar och skivor.
Centrifugal force determines the load on hammer retention pins, bolts, and pivot points. It is essential for:
- Sizing fasteners (pins, bolts) for adequate shear and fatigue strength
- Designing rotor discs to withstand distributed loads
- Predicting hammer behavior (swing-out angle for swing hammers)
- Ensuring safe operation — a thrown hammer is a lethal projectile
A 5 kg hammer at 1500 RPM on R=400mm experiences ~49 kN — equivalent to hanging 5 tonnes from the pin.
Higher centrifugal force:
- Keeps swing hammers extended — hammers stay in radial position, maximizing effective diameter and impact energy
- Increases impact force — impact energy is proportional to mv² (tip speed squared)
- Higher pin loads — requires stronger retention hardware
- More disc stress — disc holes experience bearing stress from pins under centrifugal load
For a pin in double shear:
- Required pin area = F / (2 × τallow)
- Pin diameter = √(2F / (π × τallow))
- Use τallow = 60–80 MPa for medium carbon steel
- Apply safety factor 3–5 for dynamic/fatigue loads
Example: F = 49 kN, SF = 4, τallow = 70 MPa → d = √(2 × 49000 × 4 / (π × 70)) = 42 mm pin required.
Unequal hammer masses create unbalance forces that cause:
- Vibration — grows with RPM², leading to bearing failure
- Bearing damage — reduced bearing life by factor of (F/F₀)³
- Structural fatigue — cracking of frame, foundation bolts, and welds
- Poor product quality — uneven grinding, inconsistent particle size
Always weigh and arrange hammers for minimum unbalance.
Common causes of uneven wear:
- Non-uniform feed — material entering one side of the rotor more than the other
- Material variation — different hardness zones in feed material
- Screen condition — worn or damaged screen sections cause uneven discharge
- Breaker plate alignment — misaligned plates deflect material unevenly
- Initial mass differences — even small manufacturing tolerances compound over time
Implement a regular hammer rotation schedule: flip (180°), swap positions, and weigh before reinstalling.
Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.
Professionell rotorbalansering för krossar och hammarkvarnar. Minska vibrationer och förläng lagrens livslängd. Används i fler än 50 länder.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
