Інструмент вільного інжинірингу
Калькулятор відцентрової сили молота
Розрахуйте відцентрову силу на молотках дробарки та млина. Введіть масу молота, радіус центру ваги та швидкість ротора, щоб отримати силу на утримувальних штифтах та болтах.
Результати
Формула відцентрової сили
Відцентрова сила, що діє на обертовий молот у його центрі ваги:
- m — маса молота (кг)
- Р — відстань від центру обертання до центру ваги молотка (м)
- ω — кутова швидкість (рад/с) = 2πn/60
- n — швидкість обертання (об/хв)
Співвідношення сили до ваги
Це показує, у скільки разів відцентрова сила перевищує власну вагу молотка. Значення 500–2000× g є типовими для промислових молоткових млинів.
Розмірування штифтів (подвійний зсув)
Для молотка, утримуваного штифтом при подвійному зсуві:
Де τдоп – допустиме напруження зсуву (зазвичай 60–80 МПа для середньовуглецевої сталі з коефіцієнтом запасу міцності 3–5).
Практичний приклад
Дано: Маса молота = 5 кг, R = 400 мм, швидкість = 1500 об/хв
ω = 2π × 1500 / 60 = 157,08 рад/с
F = 5 × 0.400 × 157.08² = 49 348 Н (49,3 кН)
F / (m×g) = 49 348 / (5 × 9,81) = 1006 × g
Окружна швидкість на R: v = ω × R = 157.08 × 0.4 = 62.8 m/s
⚠️ Важливо: Це лише відцентрова сила. Ударні сили під час дроблення додають значні динамічні навантаження. Завжди використовуйте відповідні коефіцієнти запасу міцності (3–5) для визначення розмірів штифтів, болтів та дисків.
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.
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійне балансування роторів для дробарок та молоткових млинів. Зменшує вібрацію та подовжує термін служби підшипників. Використовується у понад 50 країнах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
